NL8702393A - Windmolen. - Google Patents

Description

Windmolen

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een windmolen voor het opwekken van energie, voorzien van een mast en een hierop aangebracht azimuthaal beweegbaar platform, op welk platform zich een 5 draaibaar rond een horizontale kantelas opgehangen draagframe voor een rotoraslagering met rotoras en wieken bevindt, waarbij de kantelas is gelegen boven de rotoras en deze loodrecht kruist.

Dergelijke windmolens worden gebruikt voor het opwekken van elec-trische of mechanische energie, waartoe zich verder op het draagframe 10 rem- en overbrengingsmiddelen bevinden, alsmede een generator of pomp.

Door veranderingen in de windsterkte en de windrichting, het optreden van onbalans in de constructie van de windmolen en andere tot onregelmatigheden in de draaibeweging van de wieken leidende redenen werken er op de windmolenconstructie allerlei koppels, die een extra 15 belasting vormen, met name voor de wiekophanging, de rotoras, het platform, de mast, en vooral het kruilager, dit is het lager voor de platformbeweging in azimuthale richting. Door een plotselinge toename van de wind zal de rotoras, welke normaal onder een hoek van ongeveer 5° ten opzichte van het horizontale vlak draait, de neiging vertonen 20 zich omhoog of omlaag te bewegen.

Een windmolen, zoals in de aanhef cmschreven, is bekend uit bijvoorbeeld het FR-A-2 325 823; in deze publikatie is verder voorgesteld on, ten einde het optreden van ongewenste koppels te verminderen, wieken aan te brengen, waarvan de instelling verandert met de 25 windsterkte. Voor het volledig of althans in sterke mate opvangen van de op de windmolen werkende ongewenste koppels is deze constructie onvoldoende. Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een in dit opzicht verbeterde windmolenconstructie.

Overeenkomstig de uitvinding heeft daartoe de windmolen, zoals 30 deze in de aanhef is cmschreven, het kenmerk, dat ophangmiddelen voor het draagframe rond de kantelas aanwezig zijn, waarin het draagframe een beperkte translatiebewegingsmogelijkheid bezit in een richting, die overeenstemt net of slechts in geringe mate afwijkt van de lengterichting van de rotoras.

8702393 2

Naast de draaiingsmogeli j kheid van het platform in een vertikaal vlak, introduceert deze constructie derhalve ook de mogelijkheid tot een verschuiving van het draagvlak met de daarop aangebrachte elementen in de richting, die overeenkomt met of slechts in geringe mate 5 (zoals hiervoor vermeld, ongeveer 5°) afwijkt van de lengterichting van de rotoras.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld, zoals afgeheeld in de bijgaande tekeningen, waarvan: 10 Fig. 1 op schematische wijze de opbouw van een windmolen over eenkomstig de uitvinding laat zien;

Fig. 2 een perspeetiefbeeld toont van het draagframe en de op-hangmiddelen op het platform van de in figuur 1 afgebeelde windmolen; en 15 Fig. 3 een detail van de ophangmiddelen toont.

In de diverse figuren zijn gelijke delen met dezelfde verwij-zingscijfers aangegeven. De uitvinding is geenszins beperkt tot het aan de hand van de tekeningen te beschrijven uitvoeringsvoorbeeld; dit uitvoeringsvoorbeeld dient slechts ter illustratie van de uitvin-20 ding.

In de fig. 1 en 2 is de mast met 1 aangegeven. Op de mast bevindt zich een azimuthaal beweegbaar platform 2. Dit platform 2 wordt op de wind nagestuurd met behulp van een zich op dit platform bevindende motor 3 en overbrengingsmiddelen 4. De windrichting wordt aan-25 gegeven door een (niet afgebeeld) windvaan; aan de positie van dit windvaan wordt het stuursignaal voor de motor 3 ontleend. Het platform 2 bezit twee vertikale hoofdstaanders 5 en 6. Nabij het bovenuiteinde zijn deze hoofdstaanders verbonden door een kantelas 7, waaromheen een bovenframe 8 draaibaar over een hoek van ongeveer +4“ 30 is aangebracht. Aan de uiteinden van dit bovenframe 8 bevinden zich, parallel aan de kantelas 7, draaiassen 9 en 10. Rond deze draaiassen zijn vrij draaibaar een viertal staanders 11 - 14 aangebracht; deze staanders vormen tezamen net het bovenframe 8 de ophangmiddelen voor een draagframe, dat in het afgebeelde uitvoeringsvoorbeeld wordt ge-35 vormd door een tweetal U-vormige balken 15 en 16. Deze U-vormige 8702393 3 balken hebben de open zijde naar binnen gekeerd en zijn voorzien van een opstaande rand 17 cm aldus rails te vormen voor een viertal rol-eleirenten, waarvan er in fig. 2 slechts twee zichtbaar zijn en aangegeven met 18 en 19. Op deze rolelementen zijn hulpstukken 20 vast 5 aangebracht. De onderuiteinden van de staanders 11 - 14 zijn vrij draaibaar verbonden met deze hulpstukken. De rolelementen kunnen bewegen tussen twee schotten 21 en 22 in de U-vormige balken; de beweging van de rolelementen wordt tegengewerkt door veren 23, welke aan een of beide zijden van het rolelement tussen het rolelement en het 10 desbetreffende schot kunnen zijn aangebracht. De veren zijn vast verbonden met zowel het schot, alswel het rolelement. De U-vormige balken 15 en 16 zijn verder onder tussenkomst van derrpingsmiddelen 24 -27 aan de hoofdstaanders 5 en 6 gekoppeld.

Op het door de U-vormige balken gevormde draagframe zijn het ro-15 toraslager 28 met de rotoras 29 en de wieken 30 en de bijbehorende rertmiddelen 31, overbrengingsmiddelen 32, en generator of pomp 33 aangebracht. De rotoras 29 kan onder een kleine hoek van bijvoorbeeld 5°, omhooglopend in de richting van de wieken, ten opzichte van het horizontale vlak zijn aangebracht. De uitvoering en werking van deze 20 elementen zijn voor de uitvinding van geen belang en zullen dan ook niet verder worden beschreven.

De ophangmiddelen met het draagframe bezitten verder de mogelijkheid een kleine beweging in dwarse richting uit te voeren; de wijze waarop het bovenframe 8 on de kantelas 7 draaibaar is aange-25 bracht is zodanig, dat dit bovenframe in de axiale richting van de kantelas heen en weer beweegbaar is. De hiertoe dienende maatregelen zijn ter wille van de duidelijkheid in fig. 2 weggelaten en specifiek afgeheeld in fig. 3. De hoofdstaanders 5 en 6 zijn aan de binnenzijde en nabij het bovenuiteinde voorzien van aan de bovenkant geopende 30 draagbussen 34. Hierin kan van boven af de kantelas 7, welke aan de uiteinden is voorzien van een glijbus 35, worden ingebracht, waarna de open bovenkant van de draagbussen kan worden afgesloten. Om de kantelas 7 is een mantelbuis 36 aangebracht, welke over de kantelas 7 heen en weer kan bewegen en aan de uiteinden waarvan het bovenframe 8 35 in geringe mate draaibaar is bevestigd. In het midden is aan de man- 8701393 4 telbuis 36 een plaat 37 vast bevestigd. Tussen deze plaat 37 en de hoofdstaanders 5 en 6 zijn spanveren 38 en dempingselementen 39 aangebracht. Deze spanveren en dempingselementen maken een gedempt verende beweging van de mantelbuis 36 over de kantelas 7 mogelijk en 5 daarmede tevens een dergelijke beweging voor het bovenframe 8. Alhoewel het bovenframe in axiale richting vast aan de mantelbuis 36 is bevestigd, is deze bevestiging zodanig, dat het bovenframe 8 over een kleine hoek (bijvoorbeeld +4°) kan bewegen ten opzichte van de man-telbuis 36. Het zal overigens duidelijk zijn, dat de spanveren en 10 de dempingselementen zowel boven (fig. 3), alswel onder de kantelas 7 kunnen worden aangebracht.

Ten slotte wordt het platform met de hoofdstaanders, de ophang-middelen met het draagframe en alles, wat hierop is gemonteerd, omgeven door een huis 40, waardoorheen alleen de rotoras voor de wieken 15 uitsteekt. Dit huis is in fig. 1 net een onderbroken lijn aangegeven.

Het voordeel van de hier beschreven windmolen is de speciale constructie om koppelstoten op te vangen. Door een plotselinge toename in de wind en door de onbalans in de wieken zal de rotor de neiging vertonen in het vertikale vlak te draaien, terwijl bij verande-20 ringen in de windrichting wisselende gyroscopische manenten worden opgewekt. Al deze ongewenste koppels worden vrijwel geheel opgevangen door de gedempte verplaatsingsmogelijkheid van het draagframe net toebehoren in de richting van de rotoras en in de richting van de kantelas, waarbij resonantes worden vermeden en de flexibiliteit van 25 de constructie wordt vergroot.

8702393

Claims (5)

1. Windmolen voor het opwekken van energie, voorzien van een mast en een hierop aangebracht azimuthaal beweegbaar platform, op welk platform zich een draaibaar rond een horizontale kantelas opgehangen 5 draagframe voor een rotoraslagering met rotoras en wieken bevindt, waarbij de kantelas is gelegen boven de rotoras en deze loodrecht kruist, met het kenmerk, dat ophangmiddelen voor het draagframe rond de kantelas aanwezig zijn, waarin het draagframe een beperkte translat iebewegingsmogelijkheid bezit in een richting, die overeenstemt 10 met of slechts in geringe mate afwijkt van de lengterichting van de rotoras.

2. Windmolen volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de ophangmiddelen worden gevormd door een rechtstreeks rond de kantelas beweegbaar bovenframe, aan elk van de uiteinden waarvan zich, parallel 15 aan de kantelas, een draaias bevindt, en staanders, welke aan het bovenuiteinde draaibaar rond de draaiassen zijn aangebracht en aan het onderuiteinde zodanig beweegbaar met het draagframe zijn verbonden, dat zowel de staanders draaibaar zijn ten opzichte van het draagframe, alswel het draagframe een beperkte translat iebeweging kan uitvoeren 20 ten opzichte van het onderuiteinde van de staanders.

3. Windmolen volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het draag-frarne een tweetal rails omvat met in de lengterichting daarvan verend beweegbare rolelementen, waarbij het onderuiteinde van de staanders draaibaar is verbonden met de rolelementen.

4. Windmolen volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat het draagframe onder tussenkomst van dempingselementen is verbonden met het azimuthaal beweegbare platform.

5. Windmolen volgens een der conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de ophangmiddelen een gedempt verende translatiebeweging kunnen 30 uitvoeren in de lengterichting van de kantelas. 8702393