NL1026940C1

NL1026940C1 - Windmill is for generation of electrical energy using a generator and for coupling rotation of sails with that of generator a gearwheel cabinet is provided

Info

Publication number: NL1026940C1
Application number: NL1026940A
Authority: NL
Inventors: Bart Richard Van Neerbos
Original assignee: Bart Richard Van Neerbos
Priority date: 2004-09-01
Filing date: 2004-09-01
Publication date: 2006-03-02

Abstract

The windmill is for generation of electrical energy using a generator and for coupling the rotation of the sails with that of the generator a gearwheel cabinet is provided. The gearwheel cabinet has a first gearwheel with crown wheel teeth and a second gearwheel with crown wheel teeth and cylindrical pinions as intermediate wheels between the first gearwheel and the second gearwheel. The cylindrical pinion has a rotation axis which locates squarely on the common axis of the first and second gearwheels. The windmill has a mast (1) with a gondola (3) with a bearing (2). The gondola is rotatable around a vertical axis. In the gondola are sails (6) rotatable around a horizontal axis. The gondola is provided with a generator (4) which converts rotating energy of the sails into electrical energy.

Description

WindmolenWindmill

De uitvinding betreft een windmolen overeenkomstig de aanhef van conclusie 1. Dergelijke windmolens zijn bekend. Het nadeel van de bekende windmolens is dat de tandwielkast een 5 aparte eenheid met aparte lagering is, waarvoor bovendien een aanzienlijke bouwlengte benodigd is.The invention relates to a windmill according to the preamble of claim 1. Such windmills are known. The disadvantage of the known windmills is that the gearbox is a separate unit with a separate bearing, for which, moreover, a considerable construction length is required.

Ten einde deze nadelen te vermijden is de windmolen uitgevoerd in overeenstemming met het kenmerk van conclusie 1. Hierdoor is onder gebruik maken van een beperkt aantal ex-10 tra onderdelen verdubbeling van het toerental van de generator mogelijk, waardoor deze goedkoper kan worden uitgevoerd.In order to avoid these disadvantages, the windmill is designed in accordance with the feature of claim 1. This makes it possible to double the speed of the generator by making use of a limited number of additional components, so that it can be made cheaper.

De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld met behulp van een tekening. In de te-15 kening toontThe invention is explained below with reference to an exemplary embodiment with the aid of a drawing. In the drawing

Figuur 1 een windmolen volgens de uitvinding, en Figuur 2 toont de koppeling tussen de wieken en de generator in de gondel van de windmolen van figuur 1.Figure 1 shows a windmill according to the invention, and Figure 2 shows the coupling between the vanes and the generator in the gondola of the windmill of Figure 1.

In figuur 1 is een windmolen getoond met een mast 1 waar 20 een gondel 3 met een lager 2 op bevestigd is, zodanig dat de gondel 3 om een verticale as roteerbaar is. In de gondel 3 zijn wieken 6 om een horizontale as roteerbaar. De wieken 6 zijn daartoe bevestigd in een wiekhouder 5, waarbij de wieken 6 door het roteren om de verticale as naar de wind 25 gericht kunnen worden. De gondel 3 is voorzien van een generator 4 voor het op bekende wijze omzetten van roterende energie van de wieken 6 in elektrisch energie.Figure 1 shows a windmill with a mast 1 on which a gondola 3 with a bearing 2 is mounted, such that the gondola 3 is rotatable about a vertical axis. In the gondola 3, blades 6 are rotatable about a horizontal axis. To this end, the blades 6 are mounted in a blade holder 5, wherein the blades 6 can be directed towards the wind 25 by rotating about the vertical axis. The gondola 3 is provided with a generator 4 for converting rotating energy of the blades 6 into electrical energy in a known manner.

In figuur 2 is de koppeling tussen de roterende wieken 6 en de generator 4 getoond. De gondel 3 heeft een naafbus 16 30 die functioneert als stilstaande as waaromheen de wiekhouder 5 kan roteren doordat er tussen de wiekhouder 5 en de naafbus 16 een lager 17 is gemonteerd. Om de naafbus 16 kan 1026940 2 ook een rotor 9 roteren doordat tussen de rotor 9 en de naafbus 16 een lager 10 is gemonteerd. De rotor 9 maakt deel uit van de generator 4 en werkt samen met een stator 8 die voorzien is van spoelen 7 waarin bij rotatie van de ro-5 tor 9 die voorzien is van permanente magneten elektrische stroom wordt opgewekt. Door deze elektrische stroom ontstaat er in de spoelen 7 warmte, die door de langs de generator 4 stromende wind wordt afgevoerd.Figure 2 shows the coupling between the rotating blades 6 and the generator 4. The gondola 3 has a hub sleeve 16 which functions as a stationary axis about which the wick holder 5 can rotate because a bearing 17 is mounted between the wick holder 5 and the hub sleeve 16. A rotor 9 can also rotate about the hub bush 16 because a bearing 10 is mounted between the rotor 9 and the hub bush 16. The rotor 9 forms part of the generator 4 and cooperates with a stator 8 which is provided with coils 7 in which electric current is generated upon rotation of the rotor 9 which is provided with permanent magnets. This electric current generates heat in the coils 7, which is dissipated by the wind flowing past the generator 4.

Voor de vakman zal het duidelijk zijn de generator 4 ook op 10 andere wijze kan zijn uitgevoerd, bijvoorbeeld in plaats van permanente magneten kunnen elektrische spoelen als magneten op de rotor 9 gebruikt worden. Ook kan de rotor 9 dan aan de buitenomtrek geplaatst worden als bij deze constructie de warmteontwikkeling in de magneten groter is dan in 15 de spoelen 7 van de stator 8 en het dus van belang is de rotor 9 te laten koelen door langsstromende wind.It will be clear to a person skilled in the art that the generator 4 can also be designed in a different way, for instance instead of permanent magnets, electric coils can be used as magnets on the rotor 9. The rotor 9 can then also be placed on the outer circumference if the heat development in the magnets in this construction is greater than in the coils 7 of the stator 8 and it is therefore important to let the rotor 9 cool due to wind flowing past.

Teneinde het opwekken van stroom in de generator 4 zo effectief mogelijk te laten plaats vinden is het van belang dat de rotor 9 zo snel mogelijk roteert ten opzichte van de 20 stator 8. Daartoe is een tandwieloverbrenging geplaatst tussen de roterende wiekhouder 5 en de rotor 9. De wiekhou-der 5 gaat over in een roterende behuizing 20 waarin een aantal assen 13 zijn bevestigd zodanig dat de hartlijnen van de assen 13 radiaal gericht zijn. De behuizing 20 is 25 ter plaatse van de assen versterkt met steunplaten 21. Om elke as 13 is een cilindrisch rondsel 14 bevestigd dat met een lager 12 om de as 13 kan roteren. Het cilindrische rondsel 14 werkt samen met een kroonwielvertanding 15, die bij voorkeur een deel van het lager 17 vormt en die is ge-30 koppeld met de stilstaande naafbus 16. Het cilindrische rondsel 14 is een tussenwiel en het werkt aan de tegenoverliggende zijde samen met een kroonwielvertanding 11, die is bevestigd aan de rotor 9. De wieken 6 laten via de wiekhou- 102694 0 3 der 5 en de behuizing 20 de assen 13 roteren om de naafbus 16 met een eerste rotatiesnelheid. Daardoor zal de rotor 9 om de naafbus 16 en dus ook om de stator 8 roteren met een tweede rotatiesnelheid, waarbij de tweede rotatiesnelheid 5 twee keer zo groot is als de eerste rotatiesnelheid. Dit heeft tot gevolg dat het roterende magnetische veld dat in de spoelen 7 elektrische stroom opwekt ook twee maal zo snel roteert, waardoor de spoelen 7 kleiner uitgevoerd kunnen worden.In order for the generation of current in the generator 4 to take place as effectively as possible, it is important that the rotor 9 rotates as quickly as possible relative to the stator 8. To that end, a gear transmission is placed between the rotating wick holder 5 and the rotor 9. The vane holder 5 merges into a rotating housing 20 in which a number of shafts 13 are mounted such that the axes of the shafts 13 are oriented radially. The housing 20 is reinforced with supporting plates 21 at the location of the shafts. Around each shaft 13 a cylindrical pinion 14 is mounted which can rotate with a bearing 12 about the shaft 13. The cylindrical pinion 14 cooperates with a face gear toothing 15, which preferably forms part of the bearing 17 and which is coupled to the stationary hub bush 16. The cylindrical pinion 14 is an intermediate wheel and cooperates on the opposite side with a crown gear toothing 11, which is attached to the rotor 9. The blades 6 rotate the shafts 13 via the blade holder 5 and the housing 20 about the hub bush 16 at a first rotational speed. As a result, the rotor 9 will rotate about the hub sleeve 16 and therefore also about the stator 8 with a second rotation speed, the second rotation speed 5 being twice as high as the first rotation speed. This has the consequence that the rotating magnetic field that generates electric current in the coils 7 also rotates twice as fast, so that the coils 7 can be made smaller.

10 In het hier getoonde uitvoeringsvoorbeeld is de ruimte waarin de cilindrisch rondeis 14 in ingrijping zijn met de kroonwielvertandingen 11 en 15 voor een deel gevuld met olie. Het lager 17 is daartoe voorzien van een afdichting 18. Ook het lager 10 is voorzien van een (niet getoonde) 15 afdichting. Tussen de roterende behuizing 20 en de rotor 9 is een afdichting 22 aangebracht, waarbij de aan de roterende behuizing 20 bevestigde afdichtingslip van de afdichting 22 bij voorkeur loopt over het geharde oppervlak van de vertanding 11.In the exemplary embodiment shown here, the space in which the cylindrical lap 14 is engaged with the crown gear teeth 11 and 15 is partially filled with oil. To this end, the bearing 17 is provided with a seal 18. The bearing 10 is also provided with a seal (not shown). A seal 22 is provided between the rotating housing 20 and the rotor 9, the sealing lip of the sealing 22 attached to the rotating housing 20 preferably running over the hardened surface of the toothing 11.

20 Het zal voor de vakman duidelijk zijn dat in de getoonde constructie bij een lage eerste rotatiesnelheid van de wieken 6, bijvoorbeeld tussen de tien en twintig omwentelingen per minuut, er ook uitvoeringen mogelijk zijn waarbij de vertanding op andere wijze dan met olie gesmeerd wordt, 25 bijvoorbeeld met vet. In dat geval kunnen er voorzieningen zijn om vet dat zich tegen de binnenwand van de roterende behuizing 20 verzamelt te verzamelen, bijvoorbeeld door het er af te schrapen, en weer te gebruiken voor smering.It will be clear to those skilled in the art that in the construction shown at a low first rotational speed of the vanes 6, for example between ten and twenty revolutions per minute, embodiments are also possible in which the toothing is lubricated in a manner other than oil, For example with fat. In that case, there may be provisions for collecting grease that collects against the inner wall of the rotating housing 20, for example by scraping it off, and again using it for lubrication.

10269401026940

Claims

CLAIMS 1. Windmill for generating electric energy by a generator, comprising a gearbox for coupling the rotation of the blades to the rotation of the generator, characterized in that the gearbox comprises a first gearwheel with a gear wheel toothing and a second gearwheel with a crown gear teeth and cylindrical pinions as intermediate wheels between the first sprocket and the second sprocket, the cylindrical pinion having an axis of rotation that is perpendicular to the common axis of the first sprocket and the second sprocket. 1026940