NL9001636A - Aerodynamic speed control for wind turbine - has automatic adjustment of pitch of blade tips - Google Patents

Aerodynamic speed control for wind turbine - has automatic adjustment of pitch of blade tips Download PDF

Info

Publication number
NL9001636A
NL9001636A NL9001636A NL9001636A NL9001636A NL 9001636 A NL9001636 A NL 9001636A NL 9001636 A NL9001636 A NL 9001636A NL 9001636 A NL9001636 A NL 9001636A NL 9001636 A NL9001636 A NL 9001636A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
wind turbine
turbine
blade
rotatable
wind
Prior art date
Application number
NL9001636A
Other languages
Dutch (nl)
Other versions
NL193070B (en
NL193070C (en
Original Assignee
Aerpac Holding B V
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aerpac Holding B V filed Critical Aerpac Holding B V
Priority to NL9001636A priority Critical patent/NL193070C/en
Publication of NL9001636A publication Critical patent/NL9001636A/en
Publication of NL193070B publication Critical patent/NL193070B/en
Application granted granted Critical
Publication of NL193070C publication Critical patent/NL193070C/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/02Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0244Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for braking
    • F03D7/0252Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for braking with aerodynamic drag devices on the blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/74Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis perpendicular the rotor centre line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/90Braking
    • F05B2260/901Braking using aerodynamic forces, i.e. lift or drag
    • F05B2260/9011Braking using aerodynamic forces, i.e. lift or drag of the tips of rotor blades
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

The speed of a wind turbine is controlled by turning the blade tips across the incident airflow to produce a braking effect. The tips (5) are normally held against the main blades (4) by spring (9) pressure and locked to them by peg (7) and hole (8) couplings. As speed increases, centrifugal force overcomes spring pressure. The tips move outwards, freeing the pegs from their holes. The translational movement also operates cam and peg mechanisms to rotate the tips on their axes (6). Tips are hydraulically linked to maintain synchronism. Other mechanical arrangements are discussed.

Description

Windturbine.Wind turbine.

De uitvinding heeft betrekking op een windturbine met een aantal bladen, welke in omtrekszin verdeeld aangebracht zijn op een roteerbaar om een aslijn aangebrachte naaf, alsmede op een werkwijze voor het regelen van een door een naaf met bladen aan een generator van een windturbine af te geven vermogen .The invention relates to a multi-bladed wind turbine which is circumferentially distributed on a hub rotatably mounted about an axis, and to a method for controlling a bladed hub to be delivered to a wind turbine generator power .

Windturbines nemen een steeds belangrijker plaats in in de energievoorziening. Zij leveren op milieu-vriendelijke wijze betaalbare energie. Ten opzichte van zonne-energie, een andere schone energievorm, biedt windenergie het voordeel dat het in ruime mate voorhanden is in de in het algemeen op grote breedtegraden liggende, weinig zonrijke geïndustrialiseerde gebieden.Wind turbines take an increasingly important place in the energy supply. They provide affordable energy in an environmentally friendly manner. Compared to solar energy, another form of clean energy, wind energy has the advantage of being widely available in the generally latitudinal, less sunny industrialized areas.

Een groot probleem is dat bij toenemende windsnelheid het vermogen dat door de turbinebladen af gegeven wordt aan een daarmee verbonden elektrische generator sterk toeneemt. Het toerental van de generator blijft weliswaar constant, maar het door de turbinebladen opgewekte koppel wordt zeer groot, waardoor de generator overbelast kan raken.A major problem is that with increasing wind speed, the power delivered by the turbine blades to an associated electric generator increases sharply. Although the speed of the generator remains constant, the torque generated by the turbine blades becomes very high, which can overload the generator.

Verder kan, indien de windsnelheid nog sterker toeneemt, de belasting op de generator zo groot worden, dat het nominale of synchrone toerental van de generator niet langer gehandhaafd kan worden, en het toerental van de turbinebladen en de generator zeer sterk toeneemt, waardoor de belastingen op de turbinebladen steeds groter worden en het gevaar bestaat dat de bladen bezwijken. Ten einde dit te voorkomen is de aanwezigheid van een reminrichting op een windturbine wettelijk vereist. De bekende reminrichtingen worden echter in het algemeen gekenmerkt door een hoog constructiegewicht en een grote complexiteit.Furthermore, if the wind speed increases even more, the load on the generator can become so great that the nominal or synchronous speed of the generator can no longer be maintained, and the speed of the turbine blades and the generator increases very much, as a result of which the loads on the turbine blades are getting bigger and there is a danger of the blades collapsing. In order to prevent this, the presence of a braking device on a wind turbine is required by law. However, the known braking devices are generally characterized by a high construction weight and a high complexity.

Het is derhalve het doel van de uitvinding een windturbine te verschaffen van het hiervoor beschreven type, waarbij bovengenoemde nadelen vermeden worden. Dit wordt volgens de uitvinding bereikt door middelen voor het langs aërodynamische weg regelen van een door de naaf met bladen aan een generator van de turbine af te geven vermogen. Door het vermogen op aërodynamische wijze te regelen, wordt gewaarborgd dat de generator altijd binnen zijn optimale bedrijfsgebied opereert. Daarnaast worden de bij het regelen van het vermogen op de constructie van de windturbine uitgeoefende krachten beperkt en verdeeld.It is therefore the object of the invention to provide a wind turbine of the type described above, wherein the above drawbacks are avoided. This is achieved according to the invention by means for aerodynamically controlling a power to be delivered from the turbine generator by the bladed hub. Aerodynamically controlling the power ensures that the generator always operates within its optimum operating range. In addition, the forces exerted on the construction of the wind turbine in controlling the power are limited and distributed.

Bij voorkeur hebben de vermogensregelingsmiddelen de gedaante van t.o.v. een hoofddeel van elk turbineblad roteerbare delen daarvan, en zijn middelen aanwezig voor het tijdens normaal bedrijf van de turbine in een met het hoofddeel van elk turbineblad evenwijdige, neutrale stand fixeren van elk roteerbaar bladdeel.Preferably, the power control means has the form of rotatable parts thereof relative to a main part of each turbine blade, and means are provided for fixing each rotatable blade part parallel to the main part of each turbine blade during normal operation of the turbine in a neutral position.

Wanneer de roteerbare bladdelen de einddelen van elk turbineblad zijn, zijn de krachten welke nodig zijn voor het opwekken van het benodigde remmoment beperkt doordat de (lange) turbinebladen als momentarm fungeren.When the rotatable blade parts are the end parts of each turbine blade, the forces required to generate the required braking moment are limited because the (long) turbine blades function as moment arm.

De fixatiemiddelen omvatten bij voorkeur elk hoofddeel met zijn overeenkomstige roteerbare einddeel verbindende pen-gat verbindingen, en elk roteerbaar einddeel vertoont bij voorkeur een uitstekende as, welke roteerbaar en in langsrichting van het turbineblad beweegbaar opgenomen is in het overeenkomstige hoofddeel. Hierdoor wordt, wanneer de centrifugaalkracht op elk roteerbaar einddeel een bepaalde waarde overschrijdt, het einddeel in langsrichting van het turbineblad naar buiten bewogen, waardoor de pen-gat verbindingen uit aangrijping geraken en het einddeel geroteerd wordt.The fixation means preferably comprise each main part with its corresponding rotatable end part connecting pin-hole connections, and each rotatable end part preferably has a protruding shaft, which is rotatably received in the corresponding main part in the longitudinal direction of the turbine blade. As a result, when the centrifugal force on each rotatable end portion exceeds a certain value, the end portion is moved outwardly in the longitudinal direction of the turbine blade, causing the pin-hole connections to engage and the end portion to be rotated.

De uitvinding heeft verder tot doel te voorzien in een werkwijze voor het regelen van een door een naaf met turbinebladen aan een generator van een windturbine af te geven vermogen, waarbij de op de constructie van de windturbine werkende belastingen beperkt blijven en goed verdeeld worden over de constructie. Dit wordt volgens de uitvinding bereikt door het nagenoeg synchroon veranderen van de hoek t.o.v. de wind van een overeenkomstig deel van elk van de turbinebladen.Another object of the invention is to provide a method for controlling a power to be delivered by a turbine-bladed hub to a wind turbine generator, wherein the loads acting on the construction of the wind turbine remain limited and are well distributed over the construction. This is accomplished according to the invention by changing the angle to the wind of a corresponding portion of each of the turbine blades substantially synchronously.

Genoemde en andere kenmerken van de windturbine volgens de uitvinding worden hieronder verder toegelicht aan de hand van een aantal voorbeelden, waarbij verwezen wordt naar de bijgevoegde tekening, waarin overeenkomstige verwijzingscijfers overeenkomstige onderdelen aanduiden, en waarin: fig. 1 een gedeeltelijk opengewerkt perspectivisch aanzicht is van een windturbine volgens de uitvinding; fig. 2 een schematisch aanzicht is in bladrichting van een turbineblad van een windturbine volgens de uitvinding; fig. 3 een gedeeltelijk opengewerkt detailaanzicht is volgens de pijl III in fig. 1; fig. 4 een gedeeltelijk opengewerkt detailaanzicht is volgens de pijl IV in fig. 2; fig. 5 een alternatieve uitvoeringsvorm weergeeft van de in fig. 4 getoonde constructie; fig. 6 een schematische weergave is van de koppeling van de beweegbare einddelen van elk turbineblad; fig. 7 een gedeeltelijk opengewerkt perspectivisch aanzicht is van een alternatieve uitvoeringsvorm van fixatie-middelen voor een turbineblad voor toepassing in een windturbine volgens de uitvinding; fig. 8 een aanzicht is in bladrichting van het turbineblad van fig. 7; fig. 9 een doorsnede is volgens de lijn IX-IX in fig. 7; fig. 10 een doorsnede is van het rotatiemechanisme behorende bij de in fig. 7 getoonde alternatieve uitvoeringsvorm van de fixatiemiddelen; fig. 11 een gedeeltelijk doorsnede-aanzicht is volgens de lijn XI-XI in fig. 10; en fig. 12,13 en 14 schematisch een aantal bij de alternatieve uitvoeringsvorm van de windturbine volgens de uitvinding toepasbare voorspanmiddelen weergeven.Mentioned and other features of the wind turbine according to the invention are further elucidated hereinbelow with reference to a number of examples, reference being made to the accompanying drawing, in which like reference numerals indicate like parts, and in which: fig. 1 is a partly cut-away perspective view of a wind turbine according to the invention; Fig. 2 is a schematic view in blade direction of a turbine blade of a wind turbine according to the invention; Fig. 3 is a partly cut-away detail view according to the arrow III in Fig. 1; fig. 4 is a partly cut-away detail view according to the arrow IV in fig. 2; Fig. 5 shows an alternative embodiment of the construction shown in Fig. 4; FIG. 6 is a schematic representation of the coupling of the movable end portions of each turbine blade; Fig. 7 is a partially cutaway perspective view of an alternative embodiment of turbine blade fixation means for use in a wind turbine according to the invention; FIG. 8 is a blade view of the turbine blade of FIG. 7; Fig. 9 is a sectional view taken on the line IX-IX in Fig. 7; FIG. 10 is a cross-sectional view of the rotation mechanism associated with the alternative embodiment of the fixation means shown in FIG. 7; FIG. 11 is a partial cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG. 10; and Figures 12, 13 and 14 schematically show a number of biasing means which can be used in the alternative embodiment of the wind turbine according to the invention.

Een windturbine 1 (fig. 1) is voorzien van een roteerbaar om een aslijn 2 aangebrachte naaf 3, waarop in omtrekszin verdeeld een aantal bladen aangebracht is. Wanneer de sterkte van de wind ter plaatse van de turbine groot genoeg is, zal de naaf 3 met de bladen roteren in de richting van de pijl D. Teneinde het door de turbinebladen opgewekte koppel bij constant (synchroon) toerental van een daarmee verbonden generator (hier niet getoond) bij elke windsnelheid zo te regelen, dat de generator binnen de grenzen van zijn optimale bedrijfsgebied opereert, is elk turbineblad voorzien van een einddeel 5, dat t.o.v. het hoofddeel 4 van het turbineblad roteerbaar is om de langsas van het blad.A wind turbine 1 (fig. 1) is provided with a hub 3 arranged rotatably about an axis 2, on which a number of blades are arranged circumferentially distributed. When the wind strength at the turbine is large enough, the hub 3 will rotate with the blades in the direction of the arrow D. In order to maintain the torque generated by the turbine blades at constant (synchronous) speed of a connected generator ( not shown here) to be controlled at any wind speed so that the generator operates within the limits of its optimum operating range, each turbine blade is provided with an end portion 5 rotatable about the longitudinal axis of the blade relative to the main portion 4 of the turbine blade.

Bij een rotatie van de turbinebladen in de richting van de pijl D (fig. 2) zal elk blad ongeveer volgens de richting van de pijl W aangestroomd worden. Eenvoudig is te zien dat een rotatiebeweging van het einddeel 5 om de langsas van het turbineblad van de met getrokken lijnen weergegeven neutrale stand naar de met gestippelde lijnen weergegeven stand verstoring van de stroming om het turbineblad tot gevolg zal hebben waardoor het opgewekte koppel, en dus bij constant toerental het opgewekte vermogen zal worden beperkt. Het is echter ook denkbaar om het einddeel 5 in tegengestelde richting te roteren, teneinde de invalshoek van het einddeel 5 meer in overeenstemming te brengen met de stromingstoestand bij lage rotatiesnelheden, en zo het starten van de windturbine te vereenvoudigen.When the turbine blades rotate in the direction of the arrow D (fig. 2), each blade will flow in approximately the direction of the arrow W. It is easy to see that a rotational movement of the end portion 5 about the longitudinal axis of the turbine blade from the neutral position shown by solid lines to the position shown by dotted lines will result in disturbance of the flow around the turbine blade causing the torque generated, and thus the power generated will be limited at constant speed. However, it is also conceivable to rotate the end part 5 in the opposite direction, in order to bring the angle of incidence of the end part 5 more in accordance with the flow condition at low rotational speeds, and thus simplify the start-up of the wind turbine.

Ingeval het toerental van de turbine, om welke reden dan ook, toegenomen is tot boven het synchrone toerental van de generator, zal het roteren van het einddeel 5 in de aangegeven richting het afremmen van de turbine tot gevolg hebben. Op deze wijze fungeren de vermogensregelingsmiddelen als reminrichting.In the event that the speed of the turbine, for whatever reason, has increased above the synchronous speed of the generator, rotating the end part 5 in the indicated direction will cause the turbine to slow down. In this way the power control means function as a braking device.

Elk einddeel 5 (fig. 3) vertoont een uitstekende rotatieas 6, welke roteerbaar en in langsrichting van het turbineblad beweegbaar opgenomen is in het hoofddeel 4 van het blad. Tijdens normaal bedrijf van de turbine 1 wordt het einddeel 5 in een met het hoofddeel 4 van het turbineblad evenwijdige neutrale stand gefixeerd door pen-gat verbindingen 7,8. Onder invloed van voorspanmiddelen, zoals schotelveren 9, wordt het einddeel 5 tegen het hoofddeel 4 van het turbineblad getrokken. Wanneer echter de rotatiesnelheid van de turbine-bladen een dusdanige waarde aanneemt dat de centrifugaalkracht op het einddeel 5 groter wordt dan de voorspankracht van de schotelveren 9, zal het einddeel 5 in langsrichting van het turbineblad naar buiten bewegen, waardoor de pen-gat verbindingen 7,8 uit aangrijping raken en de rotatieas 6 kan roteren t.o.v. het hoofddeel 4 van het turbineblad. Door de rotatiebeweging van de as 6 komt het einddeel 5 dwars op de bewegingsrichting van het turbineblad te staan, waardoor het turbineblad afgeremd en het door het turbineblad opgewekte koppel verminderd wordt. Wanneer het turbineblad zover af geremd is dat de centrifugaalkracht op het einddeel 5 weer kleiner wordt dan de voorspankracht van de schotelveren 9, beweegt het einddeel 5 onder invloed van de voorspankracht terug naar zijn neutrale stand.Each end part 5 (Fig. 3) has a protruding axis of rotation 6, which is rotatably received in the main part 4 of the blade and is movable in the longitudinal direction of the turbine blade. During normal operation of the turbine 1, the end part 5 is fixed in a neutral position parallel to the main part 4 of the turbine blade by pin-hole connections 7,8. Under the influence of biasing means, such as cup springs 9, the end part 5 is pulled against the main part 4 of the turbine blade. However, when the rotation speed of the turbine blades assumes a value such that the centrifugal force on the end part 5 becomes greater than the pretension force of the cup springs 9, the end part 5 will move outwards in the longitudinal direction of the turbine blade, whereby the pin-hole connections 7 , 8 become out of engagement and the axis of rotation 6 can rotate relative to the main part 4 of the turbine blade. The rotational movement of the shaft 6 causes the end part 5 to be transverse to the direction of movement of the turbine blade, as a result of which the turbine blade is slowed down and the torque generated by the turbine blade is reduced. When the turbine blade is braked so far that the centrifugal force on the end part 5 again becomes smaller than the pretension force of the cup springs 9, the end part 5 moves back to its neutral position under the influence of the pretension force.

De rotatieas 6 van het einddeel 5 vertoont een tweetal gedeeltelijk spiraalvormige spiebanen 10 (fig. 4) , welke samenwerken met in een huis 11 in het hoofddeel 4 van het turbineblad aangebrachte spieën 12, teneinde het einddeel 5 een gecombineerde translatie- en rotatiebeweging t.o.v. het hoofddeel 4 van het turbineblad te laten uitvoeren.The axis of rotation 6 of the end part 5 has two partly spiral keyways 10 (fig. 4), which co-act with keys 12 arranged in a housing 11 in the main part 4 of the turbine blade, so that the end part 5 has a combined translation and rotation movement relative to the the main part 4 of the turbine blade.

Bij een alternatieve uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt het einddeel 5 in zijn getoonde, t.o.v. het hoofddeel 4 van het turbineblad geroteerde stand geborgd doordat de rotatieas 6 in zijn geroteerde toestand onder invloed van de schotelveren 9 zodanig in langsrichting van het blad 4 naar binnen bewogen wordt, dat de spieën 12 opgenomen worden in verbredingen 13 van de spiebanen 10 (fig. 5). Hierdoor wordt een extra zekerheid verkregen, omdat normaal bedrijf van de turbine 1 pas weer mogelijk is na het bewust in de neutrale stand terugbrengen van het einddeel 5.In an alternative embodiment of the invention, the end part 5 is locked in its rotated position relative to the main part 4 of the turbine blade by the rotation axis 6 being moved in its longitudinal direction of the blade 4 in its rotated state under the influence of the cup springs 9. that the keys 12 are received in widenings 13 of the keyways 10 (fig. 5). This provides additional security, because normal operation of the turbine 1 is only possible again after the end part 5 has been deliberately returned to the neutral position.

Teneinde ongelijkmatige belasting van de afzonderlijke turbinebladen, en daardoor het optreden van trillingen welke kunnen leiden tot een breuk van de bladen te voorkomen, worden de rotatiebewegingen van de einddelen 5 van de afzonderlijke turbinebladen 4 gesynchroniseerd. Daartoe is elke rotatieas 6 aan zijn uiteinde voorzien van een zuiger 14, welke in langsrichting van het turbineblad beweegbaar opgenomen is in een cilinder 15 (fig. 5). De cilinders 15 zijn op de aangegeven wijze met elkaar verbonden over hydraulische leidingen 16,17,18, waardoor de rotatiebewegingen van de einddelen 5 gesynchroniseerd worden.In order to prevent uneven loading of the individual turbine blades, and thereby prevent the occurrence of vibrations which can lead to a breakage of the blades, the rotational movements of the end parts 5 of the individual turbine blades 4 are synchronized. For this purpose, each rotation axis 6 is provided at its end with a piston 14, which is movably received in a cylinder 15 in the longitudinal direction of the turbine blade (fig. 5). The cylinders 15 are connected together in the manner indicated over hydraulic lines 16, 17, 18, whereby the rotational movements of the end parts 5 are synchronized.

In een alternatieve uitvoeringsvorm van de windturbine volgens de uitvinding vertonen de pen-gat verbindingen 7,8 elk samenwerkende, in de bewegingsrichting van het roteerbare einddeel 5 hellend verlopende glijvlakken 19,20 (fig. 6). Deze samenwerkende, hellende glijvlakken 19,20 maken een gelijktijdige rotatie- en translatiebeweging van het einddeel 5 t.o.v. het hoofddeel 4 van het turbineblad mogelijk. Deze gecombineerde rotatie- en translatiebeweging wordt bewerkstelligd door spiraalvormige spiebanen 10 welke aangebracht zijn op de rotatie-as 6, en welke samenwerken met in het huis 11 aangebrachte spieën 12 (fig. 10 en 11). In plaats van spieën 12 kunnen bijvoorbeeld ook kogels toegepast worden.In an alternative embodiment of the wind turbine according to the invention, the pin-hole connections 7,8 each show co-acting sliding surfaces 19, 20 sloping in the direction of movement of the rotatable end part 5 (fig. 6). These cooperating, inclined sliding surfaces 19, 20 allow a simultaneous rotation and translation movement of the end part 5 relative to the main part 4 of the turbine blade. This combined rotational and translational movement is accomplished by helical keyways 10 which are mounted on the axis of rotation 6 and which cooperate with keys 12 arranged in the housing 11 (Figures 10 and 11). Bullets can for instance also be used instead of keys 12.

De beweging van het einddeel 5 t.o.v. het hoofddeel 4 van het turbineblad kan automatisch plaatsvinden bij hoge rotatiesnelheden van het turbineblad als gevolg van de centrifugaalkracht op het einddeel 5, maar kan ook gestuurd worden. Hiertoe wordt de cilinder 15 in ieder hoofddeel 4 aangesloten op een hydraulische leiding 21 (fig. 12,13,14), waarop een druk p werkt, welke de zuiger 14 in de richting van de naaf dwingt. Indien de druk p verkleind wordt, wordt de zuiger 14 door voorspanmiddelen zoals bijvoorbeeld een veer 22 (fig. 12) of een accumulator 23 (fig. 13) naar buiten geduwd, waardoor het einddeel 5 wordt geroteerd.The movement of the end part 5 relative to the main part 4 of the turbine blade can take place automatically at high rotational speeds of the turbine blade due to the centrifugal force on the end part 5, but can also be controlled. For this purpose, the cylinder 15 in each main part 4 is connected to a hydraulic line 21 (fig. 12, 13, 14), on which a pressure p acts, which forces the piston 14 in the direction of the hub. If the pressure p is reduced, the piston 14 is pushed out by biasing means such as, for example, a spring 22 (fig. 12) or an accumulator 23 (fig. 13), whereby the end part 5 is rotated.

De in fig. 12 en 13 getoonde uitvoeringsvormen van de windturbine, hebben beiden een zogeheten veilig taalgedrag; bij het door falen van het hydraulische systeem wegvallen van de hydraulische druk zal onder invloed van de voorspanmiddelen het einddeel 5 worden geroteerd, waardoor de windturbine 1 zal worden afgeremd.The embodiments of the wind turbine shown in Figs. 12 and 13 both have a so-called safe language behavior; when the hydraulic pressure drops due to failure of the hydraulic system, the end part 5 will be rotated under the influence of the biasing means, whereby the wind turbine 1 will be slowed down.

Ook is het mogelijk de cilinder 15 te voorzien van een op het hydraulisch circuit van de leiding 21 aangesloten retourleiding 24 (fig. 14), waardoor door het omkeren van de pomprichting in het hydraulisch circuit de zuiger 14 heen en weer bewogen kan worden in de cilinder 15, en het einddeel 5 geroteerd kan worden naar elke willekéurige stand ten opzichte van het hoofddeel 4 van het turbineblad.It is also possible to provide the cylinder 15 with a return line 24 connected to the hydraulic circuit of the line 21 (fig. 14), whereby the piston 14 can be moved back and forth in the hydraulic circuit by reversing the pumping direction in the hydraulic circuit. cylinder 15, and the end portion 5 can be rotated to any position relative to the main portion 4 of the turbine blade.

Bij deze uitvoeringvorm, waarbij geen pen-gat verbindingen 7, 8 aanwezig zijn, kan de stand van het einddeel 5 altijd optimaal worden aangepast aan de stromingstoestand rond het turbineblad. Zo kan door besturing van de pomp van het hydraulisch circuit elk gewenst vermogen worden opgewekt. Bovendien kan deze uitvoeringsvorm eveneens worden toegepast bij windturbines, welke voorzien zijn van een generator met variabel toerental.In this embodiment, in which no pin-hole connections 7, 8 are present, the position of the end part 5 can always be optimally adapted to the flow condition around the turbine blade. For example, any desired power can be generated by controlling the hydraulic circuit pump. Moreover, this embodiment can also be applied to wind turbines, which are equipped with a variable speed generator.

Het opnemen van de spiebanen 10 in de hydraulische cilinder 15, zoals getoond in fig. 10-14, heeft verder als voordeel, dat de spiebanen 10 en spieën 12 goed gesmeerd en beschermd worden, waardoor de beweging van het einddeel 5 ten opzichte van het hoofddeel van het turbineblad onder alle omstandigheden goed zal verlopen.The inclusion of the keyways 10 in the hydraulic cylinder 15, as shown in Figs. 10-14, has the further advantage that the keyways 10 and keys 12 are well lubricated and protected, as a result of which the movement of the end part 5 relative to the main part of the turbine blade will run smoothly under all conditions.

Claims (11)

1. Windturbine met een aantal bladen, welke in omtrekszin verdeeld aangebracht zijn op een roteerbaar om een aslijn aangebrachte naaf, gekenmerkt door middelen voor het langs aërodynamische weg regelen van een door de naaf (3) met bladen aan een generator van de turbine af te geven vermogen.A multi-bladed wind turbine arranged circumferentially distributed on a hub rotatably mounted about an axis, characterized by means for aerodynamically controlling a fan to be removed from the turbine by the bladed hub (3). give power. 2. Windturbine volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vermogensregelingsmiddelen de gedaante hebben van ten opzichte van een hoofddeel (4) van elk turbineblad roteerbare delen daarvan, en middelen aanwezig zijn voor het tijdens normaal bedrijf van de turbine (1) in een met het hoofddeel van elk turbineblad (4) evenwijdige, neutrale stand fixeren van elk roteerbaar bladdeel.Wind turbine according to claim 1, characterized in that the power control means take the form of parts rotatable relative to a main part (4) of each turbine blade, and means are provided for operating the turbine (1) in normal operation in a fix parallel position of each rotatable blade part with the main part of each turbine blade (4). 3. Windturbine volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de roteerbare bladdelen de einddelen (5) van elk turbineblad zijn.Wind turbine according to claim 2, characterized in that the rotatable blade parts are the end parts (5) of each turbine blade. 4. Windturbine volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de fixatiemiddelen elk hoofddeel (4) met zijn overeenkomstige roteerbare einddeel (5) verbindende pen-gat verbindingen (7,8) omvatten, en elk roteerbaar einddeel (5) een uitstekende as (6) vertoont, welke roteerbaar en in langs-richting van het turbineblad beweegbaar opgenomen is in het overeenkomstige hoofddeel (4).Wind turbine according to claim 3, characterized in that the fixing means comprise each main part (4) with pin-hole connections (7,8) connecting its corresponding rotatable end part (5), and each rotatable end part (5) a protruding shaft ( 6) which is rotatably and movably received in the longitudinal direction of the turbine blade in the corresponding main part (4). 5. Windturbine volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de pen-gat verbindingen (7,8) elk samenwerkende, in de bewegingsrichting van elk roteerbaar einddeel (5) hellend verlopende glijvlakken (19,20) vertonen.Wind turbine according to claim 4, characterized in that the pin-hole connections (7, 8) each have co-acting sliding surfaces (19, 20) sloping in the direction of movement of each rotatable end part (5). 6. Windturbine volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat elke as (6) ten minste één met een in het hoofddeel (4) aangebrachte spie (12) samenwerkende, ten minste ten dele spiraalvormige spiebaan (10) vertoont.Wind turbine according to claim 4 or 5, characterized in that each shaft (6) has at least one co-acting with a key (12) arranged in the main part (4), at least in part spiral keyway (10). 7. Windturbine volgens één der conclusies 2-6, gekenmerkt door voorspanmiddelen (9,21) voor het uitoefenen van een naar de neutrale stand gerichte kracht op elk roteerbaar einddeel (5).Wind turbine according to any one of claims 2-6, characterized by biasing means (9,21) for exerting a force directed towards the neutral position on each rotatable end part (5). 8. Windturbine volgens één der conclusies 2-7, gekenmerkt door middelen voor het synchroniseren van de rotatiebewegingen van de respectievelijke roteerbare einddelen (5) .Wind turbine according to any one of claims 2-7, characterized by means for synchronizing the rotational movements of the respective rotatable end parts (5). 9. Windturbine volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de synchronisatiemiddelen bestaan uit aan elk van de rotatie-assen (6) bevestigde zuigers (14), welke in langs-richting van het turbineblad beweegbaar opgenomen zijn in over hydraulische leidingen (16,17,18) met elkaar verbonden cilinders (15).Wind turbine according to claim 8, characterized in that the synchronizing means consist of pistons (14) attached to each of the rotary axes (6), which are movably received in longitudinal direction of the turbine blade in hydraulic lines (16, 17,18) interconnected cylinders (15). 10. Turbineblad, kennelijk bedoeld voor toepassing in een windturbine (1) volgens één der voorgaande conclusies.Turbine blade, evidently intended for use in a wind turbine (1) according to any one of the preceding claims. 11. Werkwijze voor het regelen van een door een naaf (3) met turbinebladen aan een generator van een windturbine (1) af te geven vermogen, omvattende het nagenoeg synchroon veranderen van de hoek ten opzichte van de wind (W) van een overeenkomstig deel (5) van elk van de turbinebladen.Method for controlling a power to be delivered by a turbine-bladed hub (3) to a wind turbine generator (1), comprising changing the angle relative to the wind (W) of a corresponding part almost synchronously (5) from each of the turbine blades.
NL9001636A 1990-07-18 1990-07-18 Wind turbine. NL193070C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9001636A NL193070C (en) 1990-07-18 1990-07-18 Wind turbine.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9001636A NL193070C (en) 1990-07-18 1990-07-18 Wind turbine.
NL9001636 1990-07-18

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NL9001636A true NL9001636A (en) 1992-02-17
NL193070B NL193070B (en) 1998-05-06
NL193070C NL193070C (en) 1998-09-08

Family

ID=19857430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9001636A NL193070C (en) 1990-07-18 1990-07-18 Wind turbine.

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL193070C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010109213A2 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Vertical Wind Energy Limited Wind turbine blade tip

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2484901A2 (en) * 2011-02-04 2012-08-08 Envision Energy (Denmark) ApS A wind turbine and an associated control method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL27264C (en) *
US1979616A (en) * 1934-04-28 1934-11-06 Haidle Fred Propeller control
US4355955A (en) * 1981-04-06 1982-10-26 The Boeing Company Wind turbine rotor speed control system
GB2156006A (en) * 1984-03-21 1985-10-02 Howden James & Co Ltd Wind turbine operated electrical generator system
US4575309A (en) * 1983-05-25 1986-03-11 James Howden & Company Ltd. Wind turbines

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL27264C (en) *
US1979616A (en) * 1934-04-28 1934-11-06 Haidle Fred Propeller control
US4355955A (en) * 1981-04-06 1982-10-26 The Boeing Company Wind turbine rotor speed control system
US4575309A (en) * 1983-05-25 1986-03-11 James Howden & Company Ltd. Wind turbines
GB2156006A (en) * 1984-03-21 1985-10-02 Howden James & Co Ltd Wind turbine operated electrical generator system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010109213A2 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Vertical Wind Energy Limited Wind turbine blade tip
WO2010109213A3 (en) * 2009-03-27 2011-05-19 Vertical Wind Energy Limited Wind turbine blade tip

Also Published As

Publication number Publication date
NL193070B (en) 1998-05-06
NL193070C (en) 1998-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5487645A (en) Ram air turbine with secondary governor
US6428274B1 (en) Drive mechanism for adjusting the rotor blades of wind power installations
US5570859A (en) Aerodynamic braking device
EP0350425B1 (en) Wind turbine shutdown system
JP2779803B2 (en) Pitch adjustment device for variable pitch propeller blades
US4180372A (en) Wind rotor automatic air brake
US5096378A (en) Control of a wind turbine
US4701104A (en) Ram air turbine
US5562417A (en) Control mechanism for RAM air turbine
US4575309A (en) Wind turbines
US5685694A (en) Air driven turbine having a blade pitch changing mechanism including overspeed protection
US4257736A (en) Governed propeller type wind motor arrangement
JP4104037B2 (en) Passive active pitch flap mechanism
US5269652A (en) Aerodynamic brake on a wind rotor for a windmill
NL9001636A (en) Aerodynamic speed control for wind turbine - has automatic adjustment of pitch of blade tips
EP0159805B1 (en) Wind turbine operated electrical generator system
US4641039A (en) Wind motors and aerogenerators
JP2824321B2 (en) Windmill
CA2073406C (en) Pitch control mechanism
WO2004088131A1 (en) Self-regulating wind turbine
US5183383A (en) Wind turbine
US20060171810A1 (en) Wind generator of the type with automatic power regulation
GB2151712A (en) Ram air turbine
US2974730A (en) Controllable pitch propeller
US2141552A (en) Variable pitch airscrew

Legal Events

Date Code Title Description
A1C A request for examination has been filed
V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20060201