NO784315L - SLOPE CONTROLLER FOR THE ROTOR BLADES ON A WIND ENGINE - Google Patents

SLOPE CONTROLLER FOR THE ROTOR BLADES ON A WIND ENGINE

Info

Publication number
NO784315L
NO784315L NO784315A NO784315A NO784315L NO 784315 L NO784315 L NO 784315L NO 784315 A NO784315 A NO 784315A NO 784315 A NO784315 A NO 784315A NO 784315 L NO784315 L NO 784315L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
regulator
blade
pitch
cam
rotor
Prior art date
Application number
NO784315A
Other languages
Norwegian (no)
Inventor
Giacomo Augusto Pignone
Original Assignee
Fiat Spa
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 Fiat Spa filed Critical Fiat Spa
Publication of NO784315L publication Critical patent/NO784315L/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
    • F03D7/022Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224Adjusting blade pitch
    • 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
    • F05B2260/70Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/77Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades the adjusting mechanism driven or triggered by centrifugal forces
    • 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
    • F05B2260/79Bearing, support or actuation arrangements therefor
    • 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

Description

"Stigningsregulator for totorbladene"Pitch controller for the totor blades

på en vindmotor".on a wind engine".

Foreliggende oppfinnelse angår en stigningsregulator for rotorbladene på en vindmotor. The present invention relates to a pitch regulator for the rotor blades of a wind engine.

Det er kjent at effektytelsen til en vindmotor med rotorblader som har fast stigning øker proporsjornalt med tredje potens av vindhastigheten, mens de krefter som virker på bladene øker pro-porsjonalt med kvadratet av vindhastigheten. It is known that the power output of a wind engine with fixed-pitch rotor blades increases proportionally with the third power of the wind speed, while the forces acting on the blades increase proportionally with the square of the wind speed.

Det er derfor nødvendig å beskytte vindmotoren mot skader når vindhastigheten overstiger en bestemt øvre grense, idet de krefter som virker på rotorbladene og den omsatte effekt i motsatt fall kan komme opp i slike verdier at det medfører skade eller øde-leggelse av motoren og de mekanismer som er tilkoblet motoren. It is therefore necessary to protect the wind engine from damage when the wind speed exceeds a certain upper limit, as the forces acting on the rotor blades and the converted power can otherwise reach such values that it causes damage or destruction of the engine and the mechanisms which is connected to the motor.

Det er kjent å beskytte vindmotorer ved hjelp av passende varia-sjon av stigningen til rotorbladene. Stigningen kan reguleres slik at kreftene som virker på bladene og den omsatte effekt reguleres på en slik måte at kreftene og effekten holdes under verdier som kan medføre skader. It is known to protect wind motors by means of suitable variation of the pitch of the rotor blades. The rise can be regulated so that the forces acting on the blades and the converted power are regulated in such a way that the forces and power are kept below values that could cause damage.

Slik stigningsregulering oppnås vanligvis ved at det på motoren monteres en innretning for å variere stigningen til rotorbladene. Imidlertid er kjente innretninger av denne type kompliserte og kostbare på grunn av at de omfatter et stort antall komponenter. Such pitch regulation is usually achieved by mounting a device on the engine to vary the pitch of the rotor blades. However, known devices of this type are complicated and expensive due to the fact that they comprise a large number of components.

Et formål med den foreliggende oppfinnelse er å komme frem tilAn object of the present invention is to arrive at

en stigningsregulator for rotorbladene til en vindmotor som er av enkel konstruksjon og som gir en sikker styring av den av- a pitch controller for the rotor blades of a wind engine which is of simple construction and which provides safe control of the

gitte effekt fra motoren.given power from the engine.

I henhold til oppfinnelsen er det kommet frem til en stigningsregulator for en vindmotor med blader som kan dreies om sine lengdeakser for å variere stigningen, og regulatoren kjennetegnes ved at et aksialt forskyvbart element er innrettet til å forskyves langs aksen til rotoren, hvilket element har en arm for hvert rotorblad, hvilken arm ved hjelp av en kamanordning er tilkoblet en dreiearm forbundet med et tilhørende rotorblad, for å bevirke aksial forskyvning av elementet når rotorbladet dreies om aksen for stigningsregulering, og en fjæranordning er innrettet til å virke på elementet med en aksialkraft som virker mot den forandring av stigningen som skjer på grunn av vindkreftene mot bladet under bruk. According to the invention, a pitch regulator has been arrived at for a wind engine with blades that can be rotated about their longitudinal axes to vary the pitch, and the regulator is characterized by an axially displaceable element being arranged to be displaced along the axis of the rotor, which element has a arm for each rotor blade, which arm is cam-connected to a pivot arm connected to an associated rotor blade, for effecting axial displacement of the member as the rotor blade is rotated about the axis for pitch control, and a spring means is adapted to act on the member with an axial force which acts against the change in pitch that occurs due to the wind forces against the blade during use.

Stigningsregulatoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse oppviser den fordel at den er av en enkel konstruksjon, og kam-anordningen og fjæranordningen kan velges, og i noen utførelses-former justeres, slik at det skjer en automatisk regulering av bladenes stigning på en slik måte at belastningen på bladene redu-seres når vindkreftene på bladene overstiger en forut bestemt verdi, slik at det unngås•overbelastning av rotoren eller motoren som rotoren utgjør en del av. The pitch regulator according to the present invention has the advantage that it is of a simple construction, and the cam device and the spring device can be selected, and in some embodiments adjusted, so that there is an automatic regulation of the pitch of the blades in such a way that the load on the blades is reduced when the wind forces on the blades exceed a predetermined value, so that overloading of the rotor or the engine of which the rotor is a part is avoided.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere ved hjelp avIn the following, the invention will be described in more detail with the help of

et eksempel, under henvisning til de vedføyde tegninger.an example, with reference to the attached drawings.

Fig. 1 viser, delvis i snitt, en del av en stigningsregulator i henhold til en utførelsesform av oppfinnelsen, sett forfra. Fig. 2 viser regulatoren, sett delvis i snitt, i retning av pilen II i fig. 1. Fig. 3 er en grafisk fremstilling av den avgitte effekt som funk- Fig. 1 shows, partially in section, a part of a pitch regulator according to an embodiment of the invention, seen from the front. Fig. 2 shows the regulator, seen partially in section, in the direction of arrow II in fig. 1. Fig. 3 is a graphical representation of the emitted power as a function of

sjon av vindhastigheten, for forskjellige stigningsvinkler.tion of the wind speed, for different pitch angles.

I fig. 1 er vist en navkapsel 4 med aerodynamisk form, innrettet til å beskytte regulatoren. Navkapselen 4 er laget av plast eller annet passende material. Rotornavet bærer flere rotorblader 6 anordnét med jevne vinkelavstander rundt aksen til rotoren, og ved den viste utførelsesform er det tre slike blader 6, av hvilke bare ett er vist. Rotornavet omfatter også en plan skive 7 som den bakre kant av navkapselen 4 er festet til, idet skiven 7 er festet til en ende av en rotoraksel 8. In fig. 1 shows a hub cap 4 with an aerodynamic shape, designed to protect the regulator. The hub cap 4 is made of plastic or other suitable material. The rotor hub carries several rotor blades 6 arranged at equal angular distances around the axis of the rotor, and in the embodiment shown there are three such blades 6, of which only one is shown. The rotor hub also comprises a flat disk 7 to which the rear edge of the hub capsule 4 is attached, the disk 7 being attached to one end of a rotor shaft 8.

I det følgende skal beskrives mekanismen for regulering av stigningen til et rotorblad 6, idet det vil forstås at samme type mekanisme er tilkoblet hvert av de øvrige blader. In the following, the mechanism for regulating the pitch of a rotor blade 6 will be described, as it will be understood that the same type of mechanism is connected to each of the other blades.

Dreieaksen 9 for stigningsregulering av bladet 6 er slik plassertThe axis of rotation 9 for pitch control of the blade 6 is positioned in this way

i forhold til angrepspunktet 10 for de aerodynamiske krefter 11in relation to the point of attack 10 for the aerodynamic forces 11

som virker på bladet 6 (vist med strek-punktlinje i fig. 2),, at kreftene utøver et moment om dreieaksen 9 på en slik måte at mo-mentet søker å øke stigningen til bladet 6. which acts on the blade 6 (shown with a dash-dotted line in fig. 2), that the forces exert a moment about the axis of rotation 9 in such a way that the moment seeks to increase the pitch of the blade 6.

Sentrifugalkreftene som virker på bladet 6 utbalanseres ved hjelp av kjente midler, f.eks. motvekter (ikke vist). The centrifugal forces acting on the blade 6 are balanced using known means, e.g. counterweights (not shown).

Bladet 6 bæres av en aksel 12 som er koaksial med dreieaksen 9The blade 6 is carried by a shaft 12 which is coaxial with the axis of rotation 9

og ligger i tverr-retning av navkapselen 4. Akselen 12 er lagret i to lågere 16, og et avstandselement 18 er anordnet mellom lagerne. Lagerne 16 er montert i en hylse 20 som er festet til skiven 7 and lies in the transverse direction of the hub capsule 4. The shaft 12 is supported in two bearings 16, and a distance element 18 is arranged between the bearings. The bearings 16 are mounted in a sleeve 20 which is attached to the disc 7

ved hjelp av et par festeelementer 22 som er sveiset til skiven 7. by means of a pair of fastening elements 22 which are welded to the disc 7.

På den ende som vender bort; fra bladet 6 har akselen 12 et gjenget parti 24 og et ytre parti 26 med minsket diameter. En ringmutter 28 er skrudd inn på det gjengede parti 24, slik at endeflatene til lagrene 16 trykkes aksialt mot avstandselementet 18. On the end facing away; from the blade 6, the shaft 12 has a threaded part 24 and an outer part 26 with reduced diameter. A ring nut 28 is screwed onto the threaded part 24, so that the end surfaces of the bearings 16 are pressed axially against the spacer element 18.

En dreiearm 14 er festet til partiet 26 på akselen 12, og dreiearmen 14 holdes på plass på endepartiet ved hjelp av en Seeger- A pivot arm 14 is attached to the portion 26 of the shaft 12, and the pivot arm 14 is held in place on the end portion by means of a Seeger

ring 30. Dreiearmen 14 er i kileforbindelse med akselen 12,ring 30. The pivot arm 14 is in wedge connection with the shaft 12,

slik at den hindres i å dreie i forhold til akselen.so that it is prevented from turning relative to the axle.

En kamfølger-rulle 32 ér festet til den frie ende av dreieakselen 14. Rullen 32 kan bevege seg langs en passende profilert sliss 33 i en av flere armer 34 (i dette tilfellet tre), hvilke armer er anordnet med jevne innbyrdes vinkelavstander og rager utover fra en ringformet krave 36. Ved den viste utførelsesform er de tre armer 34 anordnet i 120° innbyrdes vinkelavstand, og har like profiler i slissene. A cam follower roller 32 is attached to the free end of the pivot shaft 14. The roller 32 can move along a suitable profiled slot 33 in one of several arms 34 (in this case three), which arms are arranged at equal angular distances from each other and project outward from an annular collar 36. In the embodiment shown, the three arms 34 are arranged at an angular distance of 120° from each other, and have equal profiles in the slots.

Armen 34 kan ha en ytre kamflate eller en annen type kam i stedet for slissen 33. F.eks. kan kammen være festet til armen 34 på en slik måte at den kan løsnes, f.eks. ved hjelp av skruer eller lignende. Et slik arrangement har den fordel at kammen på en enkel måte kan skiftes ut med en annen kam med ønsket profil, der-som det er ønskelig å forandre karakteristikken for overføring av bevegelsen. The arm 34 may have an outer cam surface or another type of cam instead of the slot 33. E.g. the cam can be attached to the arm 34 in such a way that it can be detached, e.g. using screws or the like. Such an arrangement has the advantage that the comb can be easily replaced with another comb with the desired profile, where it is desirable to change the characteristic for transmitting the movement.

I henhold til en utførelsesform har rullen 32 og slissen 33 byttet plass, slik at rullen 32 befinner seg på armen 34 og slissen 33, eller en ekvivalent/.kam, er utformet på eller bæres av dreiearmen 14. Dessuten kan en glidende kamfølger samvirke med kammen, i stedet for rullen 32. According to one embodiment, the roller 32 and the slot 33 have changed places, so that the roller 32 is located on the arm 34 and the slot 33, or an equivalent/.cam, is formed on or carried by the pivot arm 14. Also, a sliding cam follower can cooperate with the comb, instead of the roller 32.

Den ringformede krave 3 6 kan forskyves aksialt på en hul sylinderThe annular collar 3 6 can be displaced axially on a hollow cylinder

38 som er koaksial med rotoraksen. Et endeparti av sylinderen 38 er forsynt med utvendige gjenger 4 0 som en ringmutter 42 er skrudd inn på. Sylinderen 38 er festet til skiven 7. Ringmutteren 4 2 38 which is coaxial with the rotor axis. An end part of the cylinder 38 is provided with external threads 40 on which a ring nut 42 is screwed. The cylinder 38 is attached to the disc 7. The ring nut 4 2

er avtrappet, med en flate 4 4 som har minsket diameter og er ført inn i en skruefjær 4 6 som har anlegg mot den skulder som er dannet i avtrapningen, og den annen ende av fjæren 46 ligger rundt en ringformet forhøyning 47 på flensen 36. Forspenningen til fjæren 4 6 kan justeres ved at ringmutteren 4 2 skrus langs gjengene 40 på sylinderen 38. is stepped down, with a surface 4 4 which has a reduced diameter and is fed into a screw spring 4 6 which bears against the shoulder formed in the step down, and the other end of the spring 46 lies around an annular elevation 47 on the flange 36. The preload of the spring 4 6 can be adjusted by turning the ring nut 4 2 along the threads 40 on the cylinder 38.

Sylinderen 38 har utvendige, aksiale spor 48 (to i det viste The cylinder 38 has external, axial grooves 48 (two in the figure shown

eksempel), i hvilke er innført kiler 50 for å feste kraven 36example), in which wedges 50 are inserted to attach the collar 36

til sylinderen 38 slik at kraven 3 6 kan forskyves aksialt på sylinderen 38. to the cylinder 38 so that the collar 3 6 can be displaced axially on the cylinder 38.

Et stempel 52 kan forskyves inne i den hule sylinder 38. Stempelet 52 har i det minste to gjennomgående hull 52a med forskjellige diametre, og for hvert hull er det anordnet en enveis-ventil, for å dempe mekaniske vibrasjoner, av bladet 6 om aksen 9. Sylinderen 38 og stempelet 52 virker således som en støtdemper. Stempelet 52 er forbundet med den ringformede krave 3 6 via en skive 53 som er tilkoblet stempelet 52 via en stempelstang 60 og er forbundet med kraven 36 via en stav 62. Sylinderen 38 har en endevegg 64 som stempelstangen 60 er ført gjennom, med passende tetning. En ringformet kapsel 68 er påskrudd et gjenget parti 66 på endeveggen 64. Mellom endeveggen 64 og kapselen 68 er dannet et ringformet rom for anbringelse av tetningsringer 70. A piston 52 can be displaced inside the hollow cylinder 38. The piston 52 has at least two through holes 52a of different diameters, and for each hole a one-way valve is arranged, in order to dampen mechanical vibrations, of the blade 6 about the axis 9 The cylinder 38 and the piston 52 thus act as a shock absorber. The piston 52 is connected to the annular collar 36 via a disc 53 which is connected to the piston 52 via a piston rod 60 and is connected to the collar 36 via a rod 62. The cylinder 38 has an end wall 64 through which the piston rod 60 is passed, with a suitable seal . An annular capsule 68 is screwed onto a threaded part 66 on the end wall 64. An annular space is formed between the end wall 64 and the capsule 68 for placing sealing rings 70.

Det indre av sylinderen 3 8 er fylt med et fluid som demper be-vegelsene til stempelet 52 inne i sylinderen 38. Dette fluid er fortrinnsvis luft, slik at periodisk etterfylling av sylinderen 3 8 er unødvendig. The interior of the cylinder 38 is filled with a fluid which dampens the movements of the piston 52 inside the cylinder 38. This fluid is preferably air, so that periodic refilling of the cylinder 38 is unnecessary.

Regulatoren er fortrinnsvis slik utformet at den virker i henhold til de karakteristikker som er vist grafisk i fig. 3, der vindhastigheten VQ er angitt langs abscisseaksen og effekten P som avgis av vindmotoren er avsatt langs ordinataksen. The regulator is preferably designed in such a way that it works according to the characteristics shown graphically in fig. 3, where the wind speed VQ is indicated along the abscissa axis and the power P emitted by the wind motor is plotted along the ordinate axis.

Vq^er den vindhastighet som bevirker at motoren begynner å rotere, og Vn.„ er den vindhastighet der stigningsregulatoren begynner å virke. Mellom vindhastighetene VQ1og VQ2arbeider motoren med rotorbladene i fast stigning. I punktet 80, dvs. ved vindhastigheten Vq2'der regulatoren begynner å virke, stiger effektkurven 82 bratt. For å hindre en stor økning av den avgitte effekt ved hastigheter større enn VQ2, dvs. forbi punktet 80, hvilket kan medføre skader på motoren, reguleres effekten som funksjon av vindhastigheten ved hastigheter større enn Vq2«Reguleringen kan følge linjen 84 (konstant effekt) eller linjene 86 eller 88, etter hva som er ønskelig. Det nøyaktige forhold mellom avgitt effekt P og vindhastighet V. (f.eks. linjen 84, 86 eller 88) av-henger først og fremst av profilet til slissene 33 eller ekviva-lente kammer, og for det annet av belastningen på fjærene 4 6 og geometrien i mekanismen for overføring av den stigningsregulerende bevegelse for hvert rotorblad. Vq^ is the wind speed that causes the engine to start rotating, and Vn.„ is the wind speed at which the pitch regulator starts to work. Between wind speeds VQ1 and VQ2, the engine works with the rotor blades at a fixed pitch. At point 80, i.e. at the wind speed Vq2' where the regulator starts to work, the power curve 82 rises steeply. In order to prevent a large increase in the emitted power at speeds greater than VQ2, i.e. past point 80, which could cause damage to the engine, the power is regulated as a function of the wind speed at speeds greater than Vq2" The regulation can follow line 84 (constant power) or lines 86 or 88, whichever is desired. The exact relationship between emitted power P and wind speed V. (e.g. line 84, 86 or 88) depends primarily on the profile of the slits 33 or equivalent chamber, and secondly on the load on the springs 4 6 and the geometry of the mechanism for transmitting the pitch regulating movement for each rotor blade.

Jo mer profilet til slissen 33 er skrådd innover i forholdet til den sirkelbue som rullen 32 beskriver når stigningen til bladet 6 (vist med strek-punktlinje i fig. 2) forandres, desto større vil sammentrykningen av fjæren 4 6 være for en gitt dreining av bladet 6 om aksen 9, og desto større vil derfor dreiemomentet som kraften 46 utøver på akselen 12 være. Linjen 86 representerer en effekt P som ved vindhastigheter Vq større enn hastigheten øker med vindhastigheten som følge av en sliss 33 som forløper mest radialt innover av de viste' tilfeller. The more the profile of the slot 33 is inclined inwards in relation to the circular arc that the roller 32 describes when the pitch of the blade 6 (shown by dash-dotted line in Fig. 2) is changed, the greater the compression of the spring 4 6 will be for a given rotation of the blade 6 about the axis 9, and therefore the greater the torque which the force 46 exerts on the axis 12 will be. The line 86 represents an effect P which, at wind speeds Vq greater than the speed, increases with the wind speed as a result of a slit 33 which extends most radially inwards of the cases shown.

For hvert av rotorbladene 6 på vindmotor en er det ".en tilhørende aksel 12 og lågere på skiven 7, en dreiearm 14, en sliss 33 eller en ekvivalent kam samt en arm 34 på kraven 36, tilkoblet dreiearmen 14, slik som beskrevet ovenfor. Det er anordnet en stav 62 for hvert blad, for å forbinde den ringformede krave 36 med skiven 53, og stempelstangen 60 samt stempelet 52 er felles for alle bladene. I det følgende skal beskrives virkemåten for den beskrevne stigningsregulator i henhold til oppfinnelsen. For each of the rotor blades 6 on wind motor one, there is an associated shaft 12 and lower on the disk 7, a pivot arm 14, a slot 33 or an equivalent cam and an arm 34 on the collar 36, connected to the pivot arm 14, as described above. A rod 62 is arranged for each blade, to connect the annular collar 36 with the disc 53, and the piston rod 60 and the piston 52 are common to all the blades.

Når motoren ikke roterer trykker fjæren 4 6 mot skulderen 4 7 på kraven 36, som via slissen 33 og rullen 32, den tilhørende dreiearm 14 og akselen 12 holder bladet .6 i den stilling der stigningen er minst mulig, idet bladet ved små vindhastigheter mellom V^^og V _ (fig- 3) arbeider med fast stigning. Når rotoren drives av vind med hastighet mindre enn er ikke de aerodynamiske krefter 11 som virker på bladet 6 tilstrekkelig til å overvinne den kraften som fjæren 46 utøver mot kraven 36, og bladet 6 holder seg i den utgangsstilling som er vist i fig. 1 og 2. When the engine is not rotating, the spring 4 6 presses against the shoulder 4 7 on the collar 36, which via the slot 33 and the roller 32, the associated pivot arm 14 and the shaft 12 holds the blade .6 in the position where the pitch is the least possible, since the blade at low wind speeds between V^^and V _ (fig- 3) work with a fixed pitch. When the rotor is driven by wind with a speed less than the aerodynamic forces 11 acting on the blade 6 are not sufficient to overcome the force which the spring 46 exerts against the collar 36, and the blade 6 remains in the initial position shown in fig. 1 and 2.

Ettersom vindhastigheten øker øker også de aerodynamiske krefter mot bladet 6, og når vindhastigheten er kommet til verdien vil de overførte krefter overvinne forspenningen i fjæren 46. Bladet 6 dreies derved om aksen 9 i en slik retning at stigningen øker, og kraven 3 6 forskyves til en likevektstilling som tilsvarer en bestemt stigning for en bestemt vindhastighet, idet kompresjonen av fjæren 46 er i likevekt med de krefter som over-føres til kraven 3 6 fra bladene 6. As the wind speed increases, the aerodynamic forces against the blade 6 also increase, and when the wind speed has reached the value, the transmitted forces will overcome the bias in the spring 46. The blade 6 is thereby rotated about the axis 9 in such a direction that the pitch increases, and the collar 3 6 is displaced to an equilibrium position which corresponds to a specific pitch for a specific wind speed, the compression of the spring 46 being in equilibrium with the forces transferred to the collar 3 6 from the blades 6.

Den aksiale forskyvning av kraven 36 på sylinderen 38 bevirker også en forskyvning av stempelet 52 som er forbundet med kraven 36 via stavene 62, skiven 53 og stempelstangen 60. Denne forskyvning av stempelet 52 i sylinderen 38 har en vibrasjons^dempende virkning på grunn av fluidstrømmen gjennom hullene 52a og enveisventilene i stempelet 52. Dette demper vibrasjoner som kan oppstå på grunn av massetreghet i bladene 6 og mekanismen som er tilkoblet bladene når bladenes stigning forandres. The axial displacement of the collar 36 on the cylinder 38 also causes a displacement of the piston 52 which is connected to the collar 36 via the rods 62, the disc 53 and the piston rod 60. This displacement of the piston 52 in the cylinder 38 has a vibration damping effect due to the fluid flow through the holes 52a and the one-way valves in the piston 52. This dampens vibrations that may occur due to mass inertia in the blades 6 and the mechanism connected to the blades when the pitch of the blades is changed.

Likevektstillingen, dvs. den stigning som tilsvarer en gitt vindhastighet, er avhengig av kammekanismen som er tilkoblet bladene og forspenningen i fjæren 46. Både kammene og fjæren kan raskt skiftes ut for å oppnå en bestemt karakteristikk for stigningsregulatoren. The equilibrium position, i.e. the pitch corresponding to a given wind speed, depends on the cam mechanism connected to the blades and the bias in the spring 46. Both the cams and the spring can be quickly replaced to achieve a specific characteristic of the pitch regulator.

Stigningsregulatoren i henhold til den foreliggende oppfinnelse kan anvedes for forskjellige typer vindmotorer, også slike der rotorene er festet på vindsiden av et tårn eller en søyle og slike motorer der rotorene er festet på le-siden av et tårn eller en søyle. Rotoren kan også omstilles fra å brukes på vindsiden til å brukes på le-siden, ved at bladene monteres i en utgangsstilling som forandres 180° om aksen for stigningsjustering. The pitch controller according to the present invention can be used for different types of wind motors, including those where the rotors are fixed on the windward side of a tower or a pillar and such motors where the rotors are fixed on the leeward side of a tower or a pillar. The rotor can also be changed from being used on the windward side to being used on the leeward side, by mounting the blades in an initial position that is changed 180° about the axis for pitch adjustment.

Claims (12)

1. Stigningsregulator for en rotor til en vindmotor, med blader som kan dreies om sine lengdeakser for å variere bladenes stigning, karakterisert ved at det er anordnet et aksialt forskyvbart element (36) for forskyvning langs aksen til rotoren, hvilket element har en arm (34) for hvert rotorblad (6), idet hver arm via en kamanordning (32, 34) er forbundet med en dreiearm (14) forbundet med det tilhørende rotorblad (6), for å bevirke aksial forskyvning av elementet (36) når bladet dreier om sin akse (9) for stigningsregulering, og at en fjæranordning (46) utøver en aksialkraft mot elementet (36), hvilken kraft virker mot den forandring av stigningen som forårsakes av vindkreftene mot bladet under bruk av rotoren.1. Pitch regulator for a rotor of a wind engine, with blades that can be rotated about their longitudinal axes to vary the pitch of the blades, characterized in that an axially displaceable element (36) is arranged for displacement along the axis of the rotor, which element has an arm ( 34) for each rotor blade (6), each arm via a cam device (32, 34) being connected to a pivot arm (14) connected to the associated rotor blade (6), to cause axial displacement of the element (36) when the blade rotates about its axis (9) for pitch regulation, and that a spring device (46) exerts an axial force against the element (36), which force acts against the change in pitch caused by the wind forces against the blade during use of the rotor. 2. Regulator som angitt i krav 1, karakterisert ved at hver kamanordning omfatter et kamfølgerelement (32) som bæres av dreiearmen (14) samt en kam (33) på armen (34) i kontakt med kamfølgerelementet.2. Regulator as stated in claim 1, characterized in that each cam device comprises a cam follower element (32) which is carried by the turning arm (14) and a cam (33) on the arm (34) in contact with the cam follower element. 3. Regulator som angitt i krav 1, karakterisert ved at hver kamanordning omfatter et kamfølgerelement festet til armen (34) og en kam på dreiearmen (14) .3. Regulator as stated in claim 1, characterized in that each cam device comprises a cam follower element attached to the arm (34) and a cam on the pivot arm (14). 4. Regulator som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at kamfølgerelementet omfatter en rulle.4. Regulator as stated in claim 2 or 3, characterized in that the cam follower element comprises a roller. 5. Regulator som angitt i krav 2 eller 3, karakterisert ved at kamfølgerelementet omfatter et glideelement.5. Regulator as stated in claim 2 or 3, characterized in that the cam follower element comprises a sliding element. 6. Regulator som angitt i krav 2-5, karakterisert ved at hver kam er dannet av en sliss som kamfølgerelementet er ført inn i.6. Regulator as specified in claims 2-5, characterized in that each cam is formed by a slot into which the cam follower element is guided. 7. Regulator som angitt i krav 2-5, karakterisert ved at hver kam er dannet som en ytre kant eller flate på den del som holder kammen.7. Regulator as specified in claims 2-5, characterized in that each comb is formed as an outer edge or surface on the part that holds the comb. 8. Regulator som angitt i krav 2-7, karakterisert ved at hver kam er dannet på et element som er løsbart festet til det element som bærer kammen.8. Regulator as specified in claims 2-7, characterized in that each comb is formed on an element which is releasably attached to the element which carries the comb. 9. Regulator som angitt i krav 1-8, karakterisert ved at aksen (9) for stignings-reguler ing av hvert blad (6) er slik beliggende i forhold til angrepspunktet (10) til de aerodynamiske krefter (11) som virker på bladet at det moment som påvirker bladet på grunn av disse krefter virker til å øke stigningen til bladet.9. Regulator as specified in claims 1-8, characterized in that the axis (9) for pitch control of each blade (6) is located in this way in relation to the point of attack (10) of the aerodynamic forces (11) acting on the blade that the moment affecting the blade due to these forces acts to increase the pitch of the blade. 10. Regulator som angitt i krav 1-9, karakterisert ved at det aksialt forskyvbare element (36) er tilkoblet en demperanordning (38, 52).10. Regulator as specified in claims 1-9, characterized in that the axially displaceable element (36) is connected to a damper device (38, 52). 11. Regulator som angitt i krav 10, karakterisert ved at demperanordningen omfatter en sylinder (38) festet til rotoren (7) og et stempel (52) som kan forskyves inne i sylinderen og omfatter trange kanaler (52a), idet stempelet er forbundet med elementet (36) på utsiden av sylinderen (38).11. Regulator as specified in claim 10, characterized in that the damper device comprises a cylinder (38) attached to the rotor (7) and a piston (52) which can be displaced inside the cylinder and comprises narrow channels (52a), the piston being connected to the element (36) on the outside of the cylinder ( 38). 12. Regulator som angitt i krav 11, karakterisert ved at elementet omfatter en krave (36) som omgir sylinderen (38) og er i kileforbindelse med denne for å kunne forskyves i lengderetningen i forhold til sylinderen.12. Regulator as specified in claim 11, characterized in that the element comprises a collar (36) which surrounds the cylinder (38) and is in wedge connection with this to be able to be displaced in the longitudinal direction in relation to the cylinder.
NO784315A 1977-12-23 1978-12-21 SLOPE CONTROLLER FOR THE ROTOR BLADES ON A WIND ENGINE NO784315L (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT69898/77A IT1091536B (en) 1977-12-23 1977-12-23 DEVICE FOR THE ADJUSTMENT OF THE PITCH OF THE BLADES OF A WIND MOTOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NO784315L true NO784315L (en) 1979-06-26

Family

ID=11313054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO784315A NO784315L (en) 1977-12-23 1978-12-21 SLOPE CONTROLLER FOR THE ROTOR BLADES ON A WIND ENGINE

Country Status (8)

Country Link
JP (1) JPS5495850A (en)
DE (1) DE2855375A1 (en)
FR (1) FR2415211A1 (en)
GB (1) GB2010980B (en)
IT (1) IT1091536B (en)
NL (1) NL7811951A (en)
NO (1) NO784315L (en)
SE (1) SE7813283L (en)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4431375A (en) * 1979-05-10 1984-02-14 Carter Wind Power Wind-driven generator apparatus
GB2151712B (en) * 1983-12-19 1987-10-28 Sundstrand Corp Ram air turbine
FR2624211B1 (en) * 1987-12-04 1991-11-22 Aerowatt International SENSOR FOR WIND MACHINE, WITH INCLINED BLADES
FR2624212B1 (en) * 1987-12-04 1994-04-08 Aerowatt International SENSOR FOR A WIND MACHINE WITH SYNCHRONIZED BLADES
US4909703A (en) * 1988-12-02 1990-03-20 Jacobs Paul R Motion damping apparatus for wind driven propellers
GB2233400A (en) * 1989-06-20 1991-01-09 George William James Bell Automatic variable pitch propellor
JPH0434466U (en) * 1990-07-17 1992-03-23
DE4241631C2 (en) * 1992-12-10 1994-11-24 Peter Dipl Ing Frieden Wind turbine
EP1126163A1 (en) * 2000-02-16 2001-08-22 Turbowinds N.V./S.A. Blade pitch angle control device for wind turbine
GB2365931A (en) * 2000-08-17 2002-02-27 Michael Andrew Wastling Self-regulating wind turbine rotor
JP2002276534A (en) * 2001-03-14 2002-09-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Control method for wind power generating system and wind power generating system
FR2822501B1 (en) * 2001-03-23 2005-11-11 Vergnet WINDMILL OR AEROGENERATOR WITH HYDRAULIC CONTROL SYSTEM
DE10226713B4 (en) 2002-06-14 2004-07-08 Krieger, Klaus Wind turbine
FR2849475B1 (en) * 2002-12-31 2005-07-08 Pierre Dominique Travere SELF-REGULATING WINDING MACHINE FOR SETTING THE PROPELLER'S PITCH BY A DEVICE FOR CENTRIFUGAL MASSELOTS, STOPS AND MEANS FOR REMINDER OR COMPRESSION
WO2007112748A2 (en) * 2006-04-02 2007-10-11 Vestas Wind Systems A/S A pitch bearing for a wind turbine, a wind turbine and a method for servicing a bearing
CN101520023B (en) 2009-03-26 2011-09-07 徐剑雄 Variable propeller pitch wind wheel of wind powered generator
IES20090973A2 (en) * 2009-12-23 2011-11-09 C & F Tooling Ltd A wind turbine blade assembly
ITFO20100008A1 (en) * 2010-08-02 2012-02-03 Agnoletti Antonio SOLAR AEROGENERATOR
CN202023698U (en) * 2011-04-28 2011-11-02 广州红鹰能源科技有限公司 Novel unassisted variable-pitch wind driven generator
CN102691619A (en) * 2012-06-13 2012-09-26 上海应用技术学院 Automatic variable-pitch speed regulating device based on air speed
EP2885533B1 (en) * 2012-07-19 2016-12-21 Enbreeze GmbH Fluid flow power plant
CN103016259B (en) * 2012-11-06 2016-12-21 刘文普 A kind of wind turbines rotor automatically becoming fan blade pitch vane angle according to wind-force
CN103835881B (en) * 2014-03-05 2016-09-28 沈阳华创风能有限公司 Independent pitch system based on electronic effective damping and change oar method
US20180017040A1 (en) * 2014-10-30 2018-01-18 Ji Hyun Lee Passive blade pitch control module
CN108775262A (en) * 2018-05-30 2018-11-09 北京石油化工学院 A kind of ram-air turbine blade pitch device
WO2021119670A1 (en) * 2019-12-13 2021-06-17 Star Wind Turbines, Llc Wind turbine protections

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR631654A (en) * 1927-12-24
FR419007A (en) * 1909-10-15 1910-12-24 Pierre Jean Marie Louis Philib Self-regulation process in aeromotors and apparatus for carrying it out
FR33473E (en) * 1927-05-17 1928-09-28 Oscillating Wing Wind Engine Control System
DE734147C (en) * 1939-08-01 1943-04-09 Sachsenwerk Licht & Kraft Ag Wind turbine unit with automatic blade adjustment that is dependent on the wind speed
FR1012580A (en) * 1949-12-06 1952-07-15 Improvements made to machines with resistant propellers, in particular vacuum turbines
DE951709C (en) * 1952-10-10 1956-10-31 Fritz Huebner Wing adjustment device for wind turbines
FR1215173A (en) * 1958-11-07 1960-04-15 Improvements to wind turbines, especially those intended to operate in low-speed winds
FR1433734A (en) * 1965-04-26 1966-04-01 Wind motor
FR2325823A2 (en) * 1975-09-24 1977-04-22 Unicum Sa Mechanism utilising wind energy - has impeller coupled to electrical generator feeding resistance heaters in circulating heating liquid

Also Published As

Publication number Publication date
FR2415211A1 (en) 1979-08-17
GB2010980B (en) 1982-03-31
DE2855375A1 (en) 1979-07-05
SE7813283L (en) 1979-06-24
NL7811951A (en) 1979-06-26
JPS5495850A (en) 1979-07-28
FR2415211B1 (en) 1982-07-02
GB2010980A (en) 1979-07-04
IT1091536B (en) 1985-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO784315L (en) SLOPE CONTROLLER FOR THE ROTOR BLADES ON A WIND ENGINE
EP0530315B1 (en) Free-yaw, free-pitch wind-driven electric generator apparatus
US4068131A (en) Wind electric plant
US4298313A (en) Horizontal axis wind generator having adaptive cyclic pitch control
US8647061B2 (en) Teeter-restraint device for wind turbines
KR102084072B1 (en) A rotor assembly for a rotorcraft with torque controlled collective pitch
EP0025791B1 (en) A wind turbine
US4474531A (en) Windmill with direction-controlled feathering
US4439105A (en) Offset-axis windmill having inclined power shaft
US4653982A (en) Windmill with controller for controlling rotor RPM
US4257740A (en) Speed governing hub for windmill
US20170036758A1 (en) Systems and methods for damping rotor blade assemblies
US20170334549A1 (en) Smooth Pitch Control for Propellers and Rotors
CN102691619A (en) Automatic variable-pitch speed regulating device based on air speed
KR840002957A (en) Device for positioning wings from windmills
US3321023A (en) Variable pitch propellers
US4415311A (en) Vertical shaft windmill
US4352633A (en) Windmill blade stalling and speed control device
WO2017009943A1 (en) Downwind-type wind power generation system and method for controlling downwind-type wind power generation system
NO802286L (en) WIND TURBINE.
US1887543A (en) Variable pitch propeller
US2410459A (en) Rotative-winged aircraft
US1952800A (en) Automatic propeller
US2118201A (en) Self-governing windmill
CN114641430A (en) Single-blade aircraft rotor