NL8201303A - Wind turbine with rotating guide vane - effective at fluctuating wind conditions and positioned near root of blades having adjustable support arms - Google Patents
Wind turbine with rotating guide vane - effective at fluctuating wind conditions and positioned near root of blades having adjustable support arms Download PDFInfo
- Publication number
- NL8201303A NL8201303A NL8201303A NL8201303A NL8201303A NL 8201303 A NL8201303 A NL 8201303A NL 8201303 A NL8201303 A NL 8201303A NL 8201303 A NL8201303 A NL 8201303A NL 8201303 A NL8201303 A NL 8201303A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- rotor
- blade
- steering
- vane
- motor according
- Prior art date
Links
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 6
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 5
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 4
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 description 1
- 239000013642 negative control Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
- F03D7/0224—Adjusting blade pitch
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
- F05B2260/74—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis perpendicular the rotor centre line
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
- F05B2260/76—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades the adjusting mechanism using auxiliary power sources
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
- F05B2260/78—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades the adjusting mechanism driven or triggered by aerodynamic forces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
. -1- i : 1 . .-: : 1 ‘ ' ! 1 ! Windturbine met horizontale as voorzien van een I --------- I of meer met de bladrotor meedraaiende stuurvanen.. -1- i: 1. .-:: 1 ""! 1! Horizontal axis wind turbine equipped with I --------- I or more steering vanes rotating with the blade rotor.
I · : I !.I:: I !.
t ! j De uitvinding heeft betrekking op een door de wind i aangedreven turbine voorzien van een of meer met de blad- * 1.1 i I ' rotor meedraaiende stuurvanen, welke de bladinstelling ! ! en/of een vermogensregeling sturen. j I i ! 5; ' j I I De uitvinding beoogt een windturbine zo uit te voe- ; ren dat er een optimale werking ontstaat, vooral ook in ! die situaties waarbij de windsterkte binnen een kort tijds- li :t! The invention relates to a wind-driven turbine provided with one or more control vanes rotating with the blade 1.1. ! and / or control a wealth regulation. j I i! 5; The object of the invention is to design a wind turbine in this way; that optimal functioning is achieved, especially in! those situations where the wind strength within a short time:
i bestek sterk varieert. II cutlery varies widely. I
10 Bij de tot nu toe bekende windturbines voorzien van j f · i j met de bladrotor meedraaiende stuurvanen, worden deze stuur-l | vanen toegepast als een met het horizontale staartvlak van | vliegtuigen vergelijkbaar, rotorblad instellend, stuurvlak.10 In the hitherto known wind turbines provided with j f · i j steering vanes rotating with the blade rotor, these steering l | vanes applied as one with the horizontal tail plane of aircraft similar, rotor blade adjusting, control surface.
I De rotorbladen of rotorblad-delen die zo worden ingesteld : 15 zijn daartoe min of meer vrij, tussen twee aanslagen, draai-j ! baar bevestigd op een as welke de rotor-as in radiale zin i kruist of snijdt. Het massapunt van rotorblad en/of stuur- ; i ! ! vaan wordt daarbij in, of in de buurt van, haar instelas ! ! ! gelegd. j | ' } Ί 20 lig. I geeft een schema van zulk een constructie. jI The rotor blades or rotor blade parts adjusted in this way: 15 are more or less free for this purpose, between two stops, turn j! mounted on a shaft which intersects or cuts the rotor shaft in a radial sense. The mass point of the rotor blade and / or steering wheel; i! ! van is thereby in or near its adjusting axis! ! ! laid. j | 20}. I gives a diagram of such a construction. j
I Met deze constructie wordt bereikt: II This construction achieves: I
ί I Een optimale invalshoek van de luchtstroom t.o.v. het j I rotorblad onder de normale werkomstandigheden en bij het j j j aanlopen. j ' ' e |25, 2 Door bij overschrijding van het max. toelaatbare toeren-ί : ί | ! tal de stand van de stuurvaan t.o.v. het blad te wijzigen, j j ! d.m.v. een centrifugaal gewicht, wordt een ongunstige blad- I j hoek ingesteld, waardoor het opgenomen vermogen niet meer ! I { .ί I Optimal angle of attack of the airflow with respect to the j I rotor blade under normal working conditions and when starting up. j '' e | 25, 2 By exceeding the maximum permissible speed-ί: ί | ! many change the position of the steering vane relative to the blade, j j! by means of a centrifugal weight, an unfavorable blade angle is set, so that the power consumption is no longer! I {.
j j oploopt, en het toerental ook bij toenemende windsnelheid jj j increases, and the speed also increases with increasing wind speed j
I « II «I
nagenoeg constant blijft. j | Bij de tot nu toe bekende typen is het stuurvlak on- j J geveer halverwege het rotorblad, of nog meer naar buiten, | opgesteld, waarbij de lengteas van het stuurvlak onder alle !remains almost constant. j | In the hitherto known types, the control surface is about halfway down the rotor blade, or even more to the outside, | with the longitudinal axis of the track face under all!
0140121 .C0140121 .C
L;8201303—“ i : : -2- I * i ! ! omstandigheden ongeveer evenwijdig loopt met de lengteas ! van het rotorblad waarop het is bevestigd. j I De beschreven opstelling heeft het nadeel dat door de i | enigszins stroom-storende werking van het t.o.v. het rotor- : i 5; blad negatief ingestelde stuurvlak, de stroming om het | daarop achterlopende rotorblad, ter plaatse van de stuur- ! vaan, wordt gestoord. j j ! . De bladbreedte ter plaatse van het stuurvlak zou bovendien I : ! 1 kleiner moeten worden gemaakt wat meestal om reden van de i ! ; ';10 ; gewenste sterkte en stijfheid niet mogelijk is. Zie streep-| j lijn in fig. I. j | j De in concilie I van deze octrooiaanvraag omschreven |' | | stuurvaan aan de bladwortel heeft de volgende voordelen: ! I. De toelaatbare totale bladbreedte aan de wortel is ten- ! i ; ±5i gevolge van de lage snellopendheid ter plaatse (d.w.z.L; 8201303— “i:: -2- I * i! ! conditions approximately parallel to the longitudinal axis! of the impeller to which it is attached. The described arrangement has the disadvantage that the i | somewhat current-disturbing effect of the rotor: 5; blade negative control surface, the flow around the | rotor blade behind that, at the location of the steering wheel! vane, is disturbed. j j! . In addition, the blade width at the control surface should be:! 1 should be made smaller which is usually due to the i! ; 10; desired strength and stiffness is not possible. See stripe | j line in fig. I. j | j The description described in Council I of this patent application | ' | | steering vane on the leaf root has the following advantages:! I. The permissible total leaf width at the root is ten! i; ± 5i due to the low speed running on site (i.e.
j grote invalshoek en grote afbuiging) zó groot, dat de | | plaatsing van een stuurvaan daar, wat dat betreft, geen na- j ; deel oplevert, omdat daardoor de breedte van het rotorblad J I zelf relatief binnen aanvaardbare verhoudingen kan blijven.large angle of attack and large deflection) so large that the | | placement of a steering vane there, for that matter, no naj; part, because this allows the width of the rotor blade J I itself to remain relatively within acceptable proportions.
20 ; kig. 2 toont een rotorblad zonder stuurvaan, fig. 3 een-I 1 ' i ! i zelfde blad waarbij een gedeelte van de breedte aan de ba- i I · ; sis is gebruikt voor de stuurvaan.20; kig. 2 shows a rotor blade without steering vane, FIG. 3 a-I 1 'i! i same sheet with part of the width at the base i; sis is used for the steering vane.
] 2. Proeven hebben aangetoond dat een negatieve stand van de : i * j ; stuurvaan t.o.v. het voorliggende rotorblad, zoals dat no-25 ' dig is bij een meer naar buiten liggende stuurvaan, zie j i hoek in fig. 4, bij toepassing van een stuurvaan aan de ί * ! wortel kan worden vervangen door een pósitieve instelling.] 2. Tests have shown that a negative state of: i * j; steering vane relative to the front rotor blade, as is the case with a more outward steering vane, see the corner in fig. 4, when using a steering vane on the ί *! root can be replaced by a positive attitude.
i zie hoek o< in fig. 5, zonder dat de richtende werking te- j niet gedaan wordt. Daardoor kan ook de stuurvaan volledig 30 1 stuwend werken. Ook krijgt zij een extra stroom-afbuigende 1 ! | functie welke het loslaten van de luchtstroom aan de lei- ! zijde van het hoofdblad ("overtrekken") voorkomt, vergelijk-1 Ι baar met de werking van landings"flaps" bij vliegtuigen. j ! 3. Daar de massa van de stuurvaan, zoveel mogelijk ter j '55 ί plaatse aan de voorzijde van het blad moet worden gecom- ; i penseerd om het optreden van trillingen, "flutter", tei see angle o <in fig. 5, without the directing action being done. This also allows the steering vane to operate fully 30 1. She also gets an extra current-deflecting 1! | function which releases the airflow to the pipe! side of the main blade ("tracing"), similar to the operation of landing "flaps" on aircraft. j! 3. Since the mass of the steering vane must be combined as far as possible at the front of the blade; I brushed to prevent the occurrence of vibrations, "flutter"
_~~j voorkomen, is deze compensatie bij een stuurvaan aan de IThis compensation is with a steering vane on the I.
8 2 0 1 3 0 3 _ T- ~~J·8 2 0 1 3 0 3 _ T- ~~ Y
0140221C0140221C
. v I ; ->. v I; ->
I i II i I
I i wortel van het blad veel gemakkeli.iker uit te voeren, met ί I — ! ι het oog op de ruimte en de relatief kleine centrifugaal- ! j | krachten, welke daar op die compensatie-massa werken. | r ) 4. Proeven hebben aangetoond dat bij plaatsing van een en- .I i root of the blade much easier to perform, with ί I -! ι with a view to space and the relatively small centrifugal! j | forces acting there on that compensation mass. | r) 4. Tests have shown that when an en-.
i i ; j 5 j kei stuurvlak aan de wortel, als omschreven, extra beveili- ' ^ ! gingsmaatregelen, tegen overtoeren, in de meeste gevallen 1 j overbodig zijn. j ί De verklaring daarvan is, dat de invloed van de meer naar 1 | | buiten gelegen rotordelen bij oplopend toerental toeneemt.i i; j 5 j kei control surface at the root, as described, extra protection! countermeasures, in most cases 1 y are unnecessary. The explanation of this is that the influence of the more to 1 | | outside rotor parts increase with increasing speed.
101 Immers de lift L in fig. 4 en 5, is recht evenredig met de j 2e macht van de stroomsnelheid van het medium t.o.v. het | rotorblad. Daardoor neemt het draaimoment van het rotorblad ; S t.o.v. haar instelas i bij oplopend toerental meer toe dan ι het tegenwerkende moment dat de stuurvaan aan de wortel ! i ; 15 levert. Daardoor komt er een evenwicht tot stand bij een | grotere' invalshoek ^ t.o.v. de stuurvaan, dus de bladhoek v|> | t.o.v. het rotorvlak wordt kleiner. Uiteindelijk zal de ; ; bladhoek vj) aan het uiteinde van de wiek negatief worden, : ; waardoor het opgenomen vermogen niet meer stijgt. In fig. 6 [ 20ί geeft de streeplijn Dl aan, hoe bij zo'n beveiliging de lig-; i ι ging is van de lijn die de drukpunten van de luchtkrachten I j ι op het blad verbindt (druk-lijn). De getrokken lijn is ; [ daarbij het hart van de instelas. j I 5. Met een in de draairichting naar voren- of achterover j |25; laten hellen van het blad t.o.v. haar instelas, of een ge-j | wijzigde bladvorm aan de tip, is elke gewenste toerental- ! | ' bladhoek-karakteristiek te bereiken. J)lg. 7 en fig. 8 tonen ; ι de situatie bij een versterkte negatieve bladhoekverstelling; j ïlg. 9 en 10 tonen de situatie bij een positieve bladhoek- j 30 | verstelling, bij verhoging van toerental. | [ 6. Plaatsing van het stuurvlak aan de wortel is bovendien de | meest logische in de gevallen dat: j a. De stuurvaan haar eigen instelas heeft op de rotorkop en ! ! indirect gekoppeld is aan het rotorblad. lig. 11 t/m 15.101 After all, the lift L in Figs. 4 and 5 is directly proportional to the 2nd power of the flow velocity of the medium relative to the | rotor blade. As a result, the torque of the rotor blade decreases; S with respect to its setting axis i at increasing speed more than the counter moment that the steering vane is at the root! i; 15 supplies. This balances a | larger angle of attack ^ with respect to the steering vane, so the blade angle v |> | relative to the rotor plane becomes smaller. Ultimately, the; ; blade angle vj) at the tip of the blade become negative,:; as a result of which the absorbed power no longer increases. In Fig. 6 [20ί, the dashed line D1 indicates how, with such a protection, the lying; is the line connecting the pressure points of the air forces on the blade (pressure line). The solid line is; [thereby the heart of the adjusting axis. j I 5. With a forward or backward rotation j | 25; tilting the blade relative to its adjusting axis, or a ge | modified blade shape at the tip, any desired speed! | reach the blade angle characteristic. J) lg. 7 and FIG. 8; ι the situation with an increased negative blade angle adjustment; j. 9 and 10 show the situation with a positive blade angle adjustment, when the speed is increased. | [6. Placement of the control surface at the root is also the | most logical in the cases that: j a. The steering vane has its own adjusting shaft on the rotor head and! ! is indirectly coupled to the impeller. lie. 11 to 15.
ι 35 j °· Als een centrifugaal-regeling wordt toegepast welke het j stuurvlak of een deel daarvan verstelt. Slg. 17.ι 35 ° • If a centrifugal control is used which adjusts the control surface or part thereof. Slg. 17.
1 j . -b_______________________________________________________—1 82013031 y. -b _______________________________________________________— 1 8201303
014027LC014027LC
Γ ! ί : -4~ I * | I ' ' ! ' i 1 c. Het stuurvlak of een deel daarvan in stand t.o.v. het i , j rotorblad verandert bij verdraaiing van het rotorblad [ d.m.v. een met de rotorkop verbonden stangenstelsel , - i ( j dat al of niet tijdens de werking is te verstellen.Γ! ί: -4 ~ I * | I ''! i 1 c. The control surface or part thereof in position with respect to the rotor blade changes when the rotor blade is rotated [by means of a linkage connected to the rotor head, - i (j which can be adjusted during operation or not.
5i lig. 16.5i. 16.
# ( I d. De stuurvaan haar beweging doorgeeft aan het rotorblad 1 ; j onder toevoeging van vanbuiten toegevoerde energie. ; ! Hg. 18 en 19. ! ! 1 . | | ! e. De stuurvaan direct of indirect een vermogensregeling# (I d. The steering vane transmits its movement to the rotor blade 1; j with the addition of energy supplied from the outside.;! Hg. 18 and 19.!! 1. | |! E. The steering vane directly or indirectly power control
.10! stuurt, Hg. 20 t/m 24. I.10! sends, Hg. 20 to 24. I
! Bij de in conclusie 3 van deze octrooi-aanvraag omschreven ! stuurvaan is sprake van een ver in de stromingsrichting i ! · ; i naar achter uigebreide bladwortel welke dienst doet als ! i i richtende stuurvaan. ten dele vergelijkbaar met het stabilo 1 I " % 15; zoals vroeger werd toegepast op vliegtuigen van het "vlie- ; | gende vleugel*’ type. Hg. 25 toont zulk vliegtuig. j J Hg. 26 en 27 vergelijkbare windmolen-bladen. De streeplijn ; | is de aangrijpingslijn van de luchtkrachten op de hoofd-i vleugel c.q. het rotorblad. De getrokken lijn geeft de lig- j I i j20{ ging van het zwaartepunt aan c.q. de as waarom het blad j J j scharniert. S is het stuurvaan-gedeelte. Dergelijke rotor- j | bladen worden bij voorkeur uitgevoerd als een mast-construc-; | tie met zeilen of een lichte-plaat bedekking, al of niet ! | dubbelwandig. Vanwege de rotatie is het windmolenblad aan j 25' de basis natuurlijk veel breder. j i Om de’ stabiliteit nog te verbeteren wordt de lijn welke de ! I ! j draaipunten verbindt, dus de instelas i, bij voorkeur iets : | vóór het rotorblad gehouden. Dat is bij deze molens mogelijk;! When described in claim 3 of this patent application! control valve is a far in the direction of flow i! ·; i backwards extended leaf root which serves as! i i directional steering vane. partly comparable to the stabil 1 1 "% 15; as previously applied to aircraft of the" aircraft; | going wing * 'type. Hg. 25 shows such an airplane. j J Hg. 26 and 27 comparable windmill blades. The dashed line; | is the line of action of the air forces on the main wing or the rotor blade. The solid line indicates the position of the center of gravity or the axis around which the blade j J j hinges. S is the steering vane section. Such rotor j | blades are preferably constructed as a mast construction; | tie with sails or a light-plate cover, whether or not! | double-walled. Because of the rotation, the windmill blade at the base is of course much wider. j i To improve stability even more, the line which the! I! j pivots, so the adjustment axis i, preferably something: | held in front of the impeller. That is possible with these mills;
! zonder compensatie van het iets achter de instelas liggende ! 30; zwaartepunt z, daar het om langzaam lopende molens gaat, I! without compensation of the something behind the adjustment axis! 30; center of gravity z, since these are slow-running mills, I.
! waarbij de invloed van massakrachten relatief klein is in ! vergelijking met de luchtkrachten. Hg. 28 geeft zulk een i i rotorblad in perspektief.! where the influence of mass forces is relatively small in! compared to the air forces. Hg. 28 shows such a rotor blade in perspective.
1 Hg. 11 t/m 15 tonen de bij conclusip 4 van deze occrooi-35 j aanvraag omschreven stuurvaan die naar eip;en instelas heeft ; j op de rotorkop en d.m.v. een mechanische en/of hydraulische j ^ 82013031 Hg. 11 to 15 show the control vane which has an adjustment shaft as defined in claim 4 of this patent application. j on the rotor head and using a mechanical and / or hydraulic j ^ 8201303
Oï.OJJLCOï.OJJLC
-i ' ! Γ « " -- , ΐ :-5- ! ! overbrenging gekoppeld is met het rotorblad, liet voordeel ! daarvan is dat de gunstigste plaats voor de stuurvaan benut | j kan worden b.v. tegenover het rotorblad bij enkelblads-ro-J toren.-i '! The transmission is coupled to the rotor blade, the advantage of this is that the most favorable location for the steering vane can be utilized, for example, opposite the rotor blade in single-blade rotors.
5i Bovendien kan de beweging van'de stuurvaan instelbaar ver- ' ^ i | sterkt of verzwakt worden overgebracht wat o.a. gemakkelijk | is bij het afstellen, fig. 11. j I ' ! i Bij de in conclusie 5 omschreven rotorconstructie, volgens ! i - z=—j ! fig. 16, kan het gehele stuurvlak 4, of een deel daarvan, 10 van stand veranderen t.o.v. het rotorblad 1, waarmee het ! ; scharnierend is verbonden, bij verdraaiing van het rotor- :In addition, the movement of the steering vane can be adjusted strengthened or weakened which can be easily transferred when adjusting, fig. 11. j I '! In the rotor construction described in claim 5, according to! i - z = —j! Fig. 16, the entire control surface 4, or a part thereof, 10 can change position with respect to the rotor blade 1, with which it! ; is hinged, when the rotor is turned:
J blad, doordat het bewegende gedeelte met een stang 2 ver- IJ blade, because the moving part is moved by a rod 2 I
| J bonden is met de rotorkop. net bevestigingspunt 3 op de ; j j i rotorkop kan zo gewenst eventueel zelfs tijdens de werking ; 15. worden versteld, waardoor een fijnregeling van het instel- i ' i j i mechanisme mogelijk wordt tijdens het in bedrijf zijn van i i i i j de windturbine. ; ! fig. 17 toont een gebruikelijke centrifugaal regeling met j ! gewichten welke hier echter i.p.v. het rotorblad, de stuur- : 20 vaan of een gedeelte van de stuurvaan aan de wortel van het : I ' ! blad verstellen. Dit betreft conclusie 6, ! I In de hiervoor omschreven uitvoeringen worden de lucht--j i krachten op de stuurvaan direkt gebruikt om het rotorblad J te verstellen. Bij grotere windturbines kan het zinvol zijn : 25: om een of meer kleine stuurvanen te gebruiken welke op j| J bonding is with the rotor head. just attachment point 3 on the; j j i rotor head, if desired, even during operation; 15. be adjusted, allowing fine adjustment of the adjustment mechanism during operation of the wind turbine. ; ! Fig. 17 shows a conventional centrifugal control with j! however, weights which here instead of the rotor blade, the steering vane or a part of the steering vane at the root of the: I '! adjust the blade. This concerns claim 6! I In the previously described versions, the air - j i forces on the steering vane are used directly to adjust the impeller J. With larger wind turbines it may make sense: 25: to use one or more small control vanes which are on j
| electrodynamische, pneumatische en/of hydrodynamische weg S| electrodynamic, pneumatic and / or hydrodynamic path S
I ! i het rotorblad instellen onder toevoeging van energie welke ! ~~ j ΐ door de turbine zelf wordt opgewekt of van buiten wordt ! i i toegevoerd. Daartoe zijn de rotoren voorzien van servo-30' tasters 6 en servo-motoren en/of cilinders 7.I! i set the impeller with the addition of energy which! ~~ j ΐ generated by the turbine itself or from outside! i i supplied. To this end, the rotors are provided with servo-30 'probes 6 and servo motors and / or cylinders 7.
I ' j j i?ig. 18 toont de uitvoering volgens ppn.clu|ie 7 met digitale1 j opnemers 6 waarbij de stuurvaan 4 op een aan het rotorblad li J bevestigde arm 5 is opgehangen.I 'j j i? Ig. 18 shows the embodiment according to FIG. 7 with digital sensors 6 in which the control vane 4 is suspended on an arm 5 attached to the rotor blade 11.
! fig. 19 toont de uitvoering volgens conclusie 8, waarbij de 35' stuurvaan 4 is bevestigd op de rotorkop of een ander vast ! i met de rotoras verbonden punt. De opnemers 6 worden hier j ______i proportioneel uitgevoerd. j ~^~82Ö1TÖ3! Fig. 19 shows the embodiment according to claim 8, wherein the 35 'steering vane 4 is mounted on the rotor head or other fixed! i point connected to the rotor shaft. The sensors 6 are executed here proportionally. j ~ ^ ~ 82Ö1TÖ3
014072LC014072LC
IT ; I i ! ! I De in conclusie 9 van deze octrooi-aanvraag omschreven ex- | tra hulp-stuurvanen.' bevestigd op een of meer, meer naar ! de buitenzijde gelegen bladdelen. volgens fig. 29, is zin- .IT; I i! ! I The ex- |. Described in claim 9 of this patent application tra auxiliary steering vanes. " confirmed on one or more, more to! leaf parts located on the outside. according to Fig. 29, is sensible.
; ‘ '1 r- vol bij snellopende windturbines waarbij het rendement be- .5f; langrijker is dan een eenvoudige constructie. . j i Deze hulp-stuurvanen^zijn gemonteerd op in de stromings- i . 1 ! richting t.o.v. het rotorblad naar achter wijzende draag- j ·:· · | · | armen 5, en kunnen eventueel zo worden bevestigd, dat ze ; bij zeer hoge stroomsnelheden t.g.v. de op het hulp-stuur-101 vlak uitgeoei'ende luchtkrachten, tegen de werking van een ! | of meer verende elementen in, naar een stand draaien waar- j i bij hun langsas een hoek van 90° of meer maakt met de I langsas van het rotorblad waarop ze bevestigd zijn.; "1 r- full in high-speed wind turbines with an efficiency of .5f; longer than a simple construction. . j i These auxiliary steering vanes ^ are mounted on in flow i. 1! direction towards the impeller backward pointing j ·: · · | · | arms 5, and can optionally be mounted so that they; at very high flow rates due to the air forces eradicating on the auxiliary handlebar 101 against the action of a | or rotate more resilient members to a position where their longitudinal axis makes an angle of 90 ° or more with the longitudinal axis of the impeller to which they are attached.
i. Deze hulp-stuurvanen hebben de volgende functie: 15| 1. Geheel onafhankelijk van het toerental wordt de invals-f hoek aan het bladuiteinde optimaal gehouden. 2. Indien daar-I toe afgesteld, kunnen ze vacuüm-opbouwend en stroommengend ; werken.(tip-vane-effect).3..Als uitgevoerd volgens fig.30, ! omschreven in conclusie 12 werken ze bovendien als beveili- 201 ging bij extreem noge windsnelheden en toerentallen, door-'j dat ze dan omklappen en daardoor hun sturende werking ver- i [ liezen of zelfs tegengesteld gaan werken. j J In de hiervoor beschreven constructies is sprake van mecha- i i ! nismen welke het nuttig effekt van windturbine-rotoren ver-25' beteren d.m.v. bladinstelling. Vele rotorsystemen zijn ech- ; ; ter ontworpen uitgaande van één bepaalde ideale bladstand i t ί i welke onder de normale werkomstandigheden zoveel mogelijk ; ! i i lucht over de meest gunstige hoek afbuigt zonder dat het | l i j volgende rotorblad in haar werking wordt gestoord. Daar de j 30 ! windsnelheid echter, vooral op lage hoogte, voortdurend j i verandert betekent dat, dat het toerental van de rotor, om | ! een zo hoog mogelijk nuttig effekt te krijgen voortdurend j I' ! i moet worden aangepast aan de op elk moment heersende wind- i i snelheid. Daar een afwijkende stand van een met de rotor 35 ' meedraaiende stuurvaan een aanduiding is van de mate waarin ji. These auxiliary steering vanes have the following function: 15 | 1. Completely independent of the speed, the angle of incidence at the blade end is kept optimal. 2. When adjusted to this, they can be vacuum build and flow mixing; (tip-vane effect) .3..As performed according to fig.30,! described in claim 12, they additionally act as protection against extremely fast wind speeds and speeds, because they then flip over and thereby lose their steering effect or even start to work in opposite directions. j J The constructions described above refer to mech i i! nisms which improve the useful effect of wind turbine rotors by means of leaf setting. Many rotor systems, however, are; ; designed on the basis of one particular ideal leaf position i t ί i which, as much as possible under normal working conditions; ! i i deflects air at the most favorable angle without the | I the following impeller is interrupted in its operation. Since the j 30! wind speed, however, especially at low altitudes, changes j i continuously, this means that the rotational speed of the rotor, to | ! to obtain the highest possible useful effect continuously. i must be adapted to the prevailing wind speed i i at any time. Since a deviating position of a control vane rotating with the rotor 35 'is an indication of the extent to which j
J het toerental te hoog of te laag is, kan zulk een stuur- IJ the speed is too high or too low, such a steering I
. | —j vaan en het eventueel daarmee al of niet direkt verbonden j 82013Ö3. | —J van and any directly or indirectly associated with it j 82013Ö3
0140221C0140221C
! ! . -7- I! ! . -7- I
I )I)
j I . Ij I. I
! I i I rotorblad, als sturend element dienen voor een vermogens-i regeling. |! I i I rotor blade, serve as a guiding element for a power control. |
i Ii I
; Bij de in conclugie 10 van deze octrooi-aanvraag omschreven | bladrotor, volgens fig. 20 t/m 24, zijn daartoe aan de 5; stuurvaan, het rotorblad en/of een ander vast met de rotor- ; J as- verbondengedeelte van de rotor, een of meer digitale of ! proportionele opnemers.ventielen, schakelaars of foto-elec-i trische-cellen of dergelijken 6 bevestigd, welke bij een ! afwijkende stand van het rotorblad en/of stuurvaan worden 10; bekrachtigd. Dezen sturen direct of d.m.v, servomotoren 7 ! een vermogensregelaar 8 zoals een regelweerstand, condensa-i torbatterij, variator, faseregelaar, regelbare trafo, pool-| paar-schakelaar, frequentie-regelaar, impulsomvormer, een i j i doorstromingsregelaar, drukregelaar' of afsluiter etc. etc. 1 i : 15; al of niet onder gebruikmaking van geïntegreerde schakelin- : j gen en/of andere electronische regel-apparatuur. \; In the specification described in claim 10 of this patent application blade rotor, according to FIGS. 20 to 24, are to the 5; steering vane, the rotor blade and / or another fixed with the rotor; The shaft-connected part of the rotor, one or more digital or! proportional sensors, valves, switches, or photoelectric cells or the like 6 attached, which deviating position of the impeller and / or steering vane 10; endorsed. These control directly or by means of servo motors 7! a power regulator 8 such as a regulating resistor, capacitor battery, variator, phase regulator, adjustable transformer, pole | pair switch, frequency controller, impulse converter, a flow controller, pressure regulator or valve etc. etc. 1 i: 15; whether or not using integrated circuits and / or other electronic control equipment. \
: Bij de in conclusie 11 omschreven bladrotor is er sprake | van een direkte mechanische, hydrostatische en/of pneuma-: tische overbrenging naar de vermogensregelaar. I: The blade rotor defined in claim 11 uses of a direct mechanical, hydrostatic and / or pneumatic transmission to the power controller. I
20: Afgezien van de max. to erenbeveiliging welke mogelijk is | | ' ! met een extra naar voren of naar achteren neigen van het i ; j rotorblad t.o.v. haar instelas bij constructies volgens i conclusies 2 t/m 5 welke echter behoudens een zeer uitgekien-j I de rotortipvorm en bij sterk veranderende windkracht altijd 25! iets ten koste gaat van het rendement, is nog een andere I beveiliging mogelijk, buiten die met centrifugaal gewichten, | J volgens conclusie 6, fig. £7. j ! In de bij conclusie 12 omschreven uitvoering volgens de fi- :20: Apart from the maximum speed protection which is possible | | '! with an additional forward or backward tilt of the i; rotor blade relative to its adjusting axis in constructions according to claims 2 to 5, which, however, always with a very sophisticated rotor tip shape and with strongly changing wind force! slightly at the expense of efficiency, yet another I protection is possible, other than those with centrifugal weights, J according to claim 6, fig. £ 7. j! In the embodiment described in claim 12 according to the fi-:
i guren 30, 31 en 32, kan de stuurvaan 4 of een deel daarvan j 30 j tegen de werking van een of meer verende elementen in, IIn figures 30, 31 and 32, the steering vane 4 or a part thereof j 30 j may be against the action of one or more resilient elements, I
j draaien op haar bevestigingsarm 5. j j Het drijvende moment daartoe wordt geleverd doordat het j i massapunt en/of het drukpunt van dat draaibare deel buiten j I ! i de as ligt waarop het draaibaar is. Het stuurvlak klapt ! I ! daardoor boven een bepaald toerental of stromingssnelheid i om, waardoor haar richtende werking op het blad wegvalt.j turning on its mounting arm 5. j j The driving moment for this is provided by the j i ground point and / or the pressure point of that rotatable part outside j I! i is the axis on which it is rotatable. The trackpad flips! I! therefore above a certain speed or flow rate i, whereby its directing effect on the blade is lost.
82013038201303
01«?21C01 «? 21C
j -8- ! ' i I · ! i In al die gevallen waarbij de luchtkracht op de vaan zonder j toevoering van energie de bladinstelling regelt, zal het | rotorblad naar een kleinere bladhoek verdraaien, zodat haar j i stuwende werking vermindert. - - j 5i Als op zulk systeem bovendien een vermogensregeling is toe- i | I gepast volgens fig. 21, zal deze door de gewijzigde blad- i : instelling naar max. vermogens-afname worden geregeld. ! 1 i ! In de gevallen waarbij ar niet automatisch een invalshoek ; [ van de stroming in stand wordt gehouden t.o.v. de stuurvaan, 101 b.v. in de uitvoering volgens fig. 18, 20 en 22, waarbij ! digitale opnemers de bladinstelling regelen, kan het weg- ; i klappen en verstellen van de stuurvaan worden verkregen ί [ door de compensatie-massa aan de voorzijde van de stuurvaan j uit te voeren als een drukvlak dat onder een grotere hoek 15; gesteld is t.o.v. de luchtstroom dan het achterste gedeelte, ! zodat het analoog werkt als een rotorblad t.o.v. een daar-! mee verbonden stuurvaan. Zie daartoe fig. 33 en de beschrij-! ving onder conclusie 13. ! I -------=— 1 | ; Hetzelfde kan bereikt worden met een getordeerd of omgezet |20 | stuurvlak waarvan de as waaromheen het t.b.v. het wegklap-j . | pen kan draaien, onder een scherpe hoek met de luchtstroom j is gesteld, volgens fig. 34. i j 1 j Deze constructie is omschreven in conclusie 14. ! ί Nog een andere mogelijkheid is volgens fig. 35, omschreven 25 in ponclusie 15. - j j Ten gevolge van het omklappen van de stuurvaan kan eventueel; | ook een extra opnemer of schakelaar bekrachtigd worden, die : ] een speciaal afremmend of stroming-verstorend mechanisme ; | inschakelt. Dit is beschreven in conclusie 16.j -8-! 'I I! i In all cases where the air force on the vane controls the blade setting without energy supply, the | Turn the impeller to a smaller blade angle, so that its propelling effect is reduced. - - j 5i If power control is additionally available on such a system i | Appropriate according to Fig. 21, it will be controlled to max power reduction by the modified blade setting. ! 1 i! In cases where ar is not automatically an angle of attack; [of flow is maintained relative to the steering vane, 101 e.g. in the embodiment according to fig. 18, 20 and 22, wherein! digital sensors control the blade setting, it can be removed; folding and adjusting of the steering vane are obtained by designing the compensation mass at the front of the steering vane as a pressure plane which is at a greater angle; relative to the airflow than the rear part,! so that it works analogous to a rotor blade with respect to one! associated steering vane. See fig. 33 and the description! caught under claim 13.! I ------- = - 1 | ; The same can be achieved with a twisted or converted | 20 | control surface of which the axis around which it folds away-j. | pin can rotate at an acute angle to the air flow j, as shown in fig. 34. i j 1 j This construction is defined in claim 14.! Still another possibility is described in fig. 35 according to fig. 35 - j j As a result of the steering vane flipping over, possibly; | an additional sensor or switch can also be activated, which:] has a special braking or flow-disrupting mechanism; | turns on. This is described in claim 16.
30 ! In de hiervoor beschreven systemen voor de regeling van het ; ! vermogen is sprake van opnemers welke met de bladrotor mee · I i : roteren. Daarbij zal in sommige gevallen het regelsignaal j i via sleepringen of sleepkoppelingen naar het niet bewegende ; | gedeelte moeten worden doorgegeven. Deze kunnen een bron ! 35 j van storingen zijn.30! In the systems described above for controlling the; ! power refers to sensors that rotate with the blade rotor. In some cases the control signal j i will then move via slip rings or slip couplings to the immobile; | part must be passed. These can be a source! 35 j of malfunctions.
! £ohc^uj!ie 17 beschrijft een constructie waarbij d.m.v. een | I mecnanische overbrenging aan de omtrek van de rotoras, niet : ......i ! 8201303! £ 17 describes 17 a construction in which by means of a | Mechanical transmission on the circumference of the rotor shaft, not: ...... i! 8201303
ÖU0?2LC ** WÖU0? 2LC ** W
-. -9- I 1 mee draaiende opnemers buiten die as worden bekrachtigd, | ; volgens fig. 36» of waarbij hetzelfde gebeurt via de holle | , rotoras. Hg. 37. 9 is daarbij de rotoras, t.o.v. welke een i as 10 wordt verschoven ten eventueel gedraaid) door stuur- ! . i 5 vaan 4, d.m.v. stang 12. 11 is een op as 10 gelagerd onder-! deel dat niet mee draait en dat de opnemers 6 bekracntigt.-. -9- I 1 co-rotating transducers outside that axis are energized, | ; according to fig. 36 »or where the same is done via the hollow | , rotor shaft. Hg. 37.9 is the rotor shaft, with respect to which one shaft 10 is shifted and, if necessary, rotated) by steering! . i 5 van 4, by means of rod 12. 11 is a bearing mounted on shaft 10! part that does not rotate and that the sensors 6 6.
: I ' ; ί i Bij de hiervoor beschreven constructies met instelbare ro~ ! j ; torbladen is het belangrijk dat de bladlageringen ook bij ! j hoge toerentallen een kleine wrijving hebben. | 10 Daartoe wordt in conclusie 18 de constructie van fig. 38 en | fig. 39 omschreven waarbij de centrifugaalkrachten worden ! opgenomen door flexibel touw of staven 12, waarmee het ro- | ί torblad aan de binnenzijde is opgehangen. ; I ί : ! ! De figuren 40 en 41 tonen dergelijke oplossingen met touw en , |15: staven aan de rotoras-zijde van de bladen, zoals omschreven I ; in conclusie 19. j | Om de afstelmogelijkheden van het bladinstelmechanisme en/of j , de vermogensregeling te vergroten kan gebruik worden gemaakt ! Ί van verende elementen zoals' omschreven in conclusie 20.: I '; ί i With the above described constructions with adjustable ro ~! j; It is important that the leaf bearings also fit! j high speeds have a small friction. | To that end, in claim 18 the construction of fig. 38 and | fig. 39 where the centrifugal forces are! received by flexible rope or rods 12, with which the ro- | The blade on the inside is hung. ; I ί:! ! Figures 40 and 41 show such solutions with rope and 15 bars on the rotor shaft side of the blades as defined I; in claim 19. j | To increase the adjustment possibilities of the blade adjustment mechanism and / or j, the power control can be used! Ί of resilient elements as defined in claim 20.
|20; Hg. 42^/m45 tonen enige rotorbladvormen waarbij de stuur- | ; vaan-dragende arm is uitgevoerd als een in de stromings- : j richting naar achter uitgebreid gedeelte van het rotorblad.| 20; Hg. 42 ^ / m45 show some rotor blade shapes where the steering | ; Vane-supporting arm is constructed as a portion of the impeller extended in the direction of flow towards the rear.
j ! zoals omschreven in conclusie 21.j! as defined in claim 21.
. ‘ i 1 , Hg. 46 toont de in conclusie__22 omschreven uitvoering 25 | waarbij de balans-massa op het stuwblad is uitgevoerd als i een stroming-beïnvloedend- , en indien draaibaar of schar- 1 nierbaar tevens tegen "overtoeren” beveiligend-, hulpvlak.. "1, Hg. 46 shows the embodiment 25 | described in claim 22 the balancing mass on the propeller blade being designed as a flow-influencing, and if rotatable or pivotable, also supporting surface against "overspeed".
i . ; I ; -1 i | ! ' ! ! i I | i ii. ; I; -1 i | ! '! ! i I | i i
I II I
I ,I,
1- * I1- * I
!. !!. !
. I. I
I , ‘8201303I, "8201303
014022LC014022LC
Claims (11)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8201303A NL8201303A (en) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | Wind turbine with rotating guide vane - effective at fluctuating wind conditions and positioned near root of blades having adjustable support arms |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8201303A NL8201303A (en) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | Wind turbine with rotating guide vane - effective at fluctuating wind conditions and positioned near root of blades having adjustable support arms |
NL8201303 | 1982-03-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL8201303A true NL8201303A (en) | 1983-10-17 |
Family
ID=19839501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL8201303A NL8201303A (en) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | Wind turbine with rotating guide vane - effective at fluctuating wind conditions and positioned near root of blades having adjustable support arms |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NL (1) | NL8201303A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009121927A1 (en) * | 2008-04-02 | 2009-10-08 | Lm Glasfiber A/S | A wind turbine blade with an auxiliary airfoil |
WO2014006542A3 (en) * | 2012-07-05 | 2014-03-27 | Nelson Mandela Metropolitan University | Turbine arrangement |
-
1982
- 1982-03-30 NL NL8201303A patent/NL8201303A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009121927A1 (en) * | 2008-04-02 | 2009-10-08 | Lm Glasfiber A/S | A wind turbine blade with an auxiliary airfoil |
US8834130B2 (en) | 2008-04-02 | 2014-09-16 | Peter Fuglsang | Wind turbine blade with an auxiliary airfoil |
WO2014006542A3 (en) * | 2012-07-05 | 2014-03-27 | Nelson Mandela Metropolitan University | Turbine arrangement |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4105363A (en) | Overspeed control arrangement for vertical axis wind turbines | |
US5503525A (en) | Pitch-regulated vertical access wind turbine | |
US4084921A (en) | Windmill with cyclically feathering blades | |
US5570859A (en) | Aerodynamic braking device | |
US5584655A (en) | Rotor device and control for wind turbine | |
JP4058341B2 (en) | Wind power equipment | |
EP0350425B1 (en) | Wind turbine shutdown system | |
DK2404058T3 (en) | Yaw system for a wind turbine | |
US7424988B2 (en) | Use of aerodynamic forces to assist in the control and positioning of aircraft control surfaces and variable geometry systems | |
CN1997823A (en) | Method of controlling the pitch velocity of a wind turbine blade and control system therefor | |
WO1996020343A9 (en) | Rotor device and control for wind turbine | |
JP2014513768A (en) | System for minimizing yaw torque required to control power output in a two-bladed swing hinge wind turbine controlling power output by yawing | |
CA1085738A (en) | Windmill | |
NL8102371A (en) | WIND TURBINE ON THE WIND. | |
CN105431351B (en) | For controlling the device of the Angle Position of the turbine blade of propeller set | |
US6170779B1 (en) | Rotor pitch lock for rotary/wing aircraft | |
JP2001221145A (en) | Passive active pitch flap mechanism | |
JP2004011543A (en) | Horizontal axis type windmill | |
NL8201303A (en) | Wind turbine with rotating guide vane - effective at fluctuating wind conditions and positioned near root of blades having adjustable support arms | |
AU649993B2 (en) | Wind turbine | |
JPH06264701A (en) | Fluid machine | |
US5183383A (en) | Wind turbine | |
US20220381222A1 (en) | A hinged blade wind turbine with tilted axis and/or coned rotor | |
RU2165544C1 (en) | Windmill | |
FI72783C (en) | ROTOR CONSTRUCTION FOER VINDKRAFTMASKIN. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A1B | A search report has been drawn up | ||
A85 | Still pending on 85-01-01 | ||
BV | The patent application has lapsed |