SE437699B - Vindkraftverkskonstruktion - Google Patents

Description

" s.

”R QUÄHl-“Éiïåïíi 7802687-9 _2 Ett försök har utförts för att lösa dessa problem genom att åstadkomma ett vindkraftverk, vid vilket vingar- nas delning eller vridning varieras i enlighet med det vindtryck, som upptas av vindkraftverkets vingar. Emeller- tid är ett vindkraftverk av en sådan typ, vars delning är inställbar, utomordentligt komplext till sin konstruktion, och uppfyller därför inte de ekonomiska kraven. Dessutom är det troligt att vingarna bryts av eller skadas på grund av att de “fladdrar", vilket innebär att en vibration alstras vid en ändring av vindriktningen.

Efter mer eller mindre lyckade försök under mer än 40 år har det visat sig, att ett vindkraftverk skall ha en sådan konstruktion, att ett konstant vindtryck upp- tas av vindkraftverkets vingar oavsett vindhastigheten.

US 2 388 377 visar och beskriver en hastighetsreg- lerande vindkraftsanläggning, som reglerar medelst ett reglerfjäderinställningsorgan. Inställningsorganet har linor och rullar, så att överkorsade linor orsakar att enheterna svänger på ett mycket synkront sätt.

Regleringen âstadkommes sålunda med från vingenheterna skilda organ och inte genom själva vingenhetens egen- skaper.

DE 535 625 avslöjar ett vindkraftverk, som inne- fattar främre reglervingar f och bakre reglervingar o, som verkar som vindmottagande plattor för svängníng av propellerbladen a, b runt lagringsaxlar d. Propeller- bladens läge i förhållande till vinden regleras sålunda genom det vindtryck som speciella vingar mottar och inte genom det vindtryck som själva propellerbladen mottar. _ Ovannämnda problem löses enligt uppfinningen med en vindkraftverkskonstruktion som har kännetecknen i patentkraven.

Sålunda är viktdelen vid svag vind och liten lutning för enheterna belägen bakom vertikalplanet_ß och pressar enheterna tillbaka mot läget för vindlöst .tri1stånd, varigenom uteffekten vid svag vind ökas.

När däremot vinden är stark och enheterna av vindtrycket 'a 7802687-9 3 vrids mer än ett visst gradtal kommer viktdelarna att vara belägna framför planet Ä och bidra till att enheterna vrids ytterligare, så att vindtrycket pà vingarna inte blir för kraftigt. På detta sätt kan en konstant elektrisk uteffekt erhållas. Genom att olika tunga vikter anbringas på svängningsdelen kan dessutom uteffektens storlek regleras.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till de bifogade ritningarna, som visar en föredragen utföringsform. Fig l är en perspektivvy av en utföringsform av en vindkraftverkskonstruktion enligt föreliggande uppfinning. Fig 2 och 3 är sidovyer av ett viktigt parti av vindkraftverket i fig l.

Med hänvisning till fig l, som visar en utförings- form av föreliggande uppfinning, är en T-formad kropp, vilken generellt betecknas med 24, i roterbart ingrepp, medelst en krage 23, med en rörformig axel 22, som är tätt fäst i ett vertikalt läge medelst ett icke visat torn. Den T-formade kroppen 24 innefattar armar 25a, 25b och en bakre kropp 26 med en fena 27. Upptill på kragen 23 är ett utsprång 33 anordnat för förstärk- ning och bibehàllande av balansen och det horisontella läget av armarna 25a, 25b medelst en förstärkningsdel 34.

Fenan 27 har två skivor, vilka är symmetriskt an- ordnade vid den bakre kroppens 26 bakre ändparti. Fenan är svängbart ansluten till den bakre kroppen 26, vilken är utformad i form av en stång vid denna utföringsform, medelst en icke visad lageranordning vid fenans 27 övre parti. Det har framkommit, att det är önskvärt att ut- forma de tvâ panelerna krökta utåt vid dessas bakre ände såsom visas. Denna konstruktion har visat, att mindre fladdring alstrades då vindriktningen ändrades och att konstruktionen underlättade en omedelbar svängnings- rörelse eller rotationsrörelse då vindriktningen ändrades.

Fenan 27 är svängbar och medger en omedelbar riktnings- ändring av den T-formade kroppen 24, nämligen en rotation kring den rörformiga axeln 22, även då den undergår en ßflfln v *fn-Lu- . _.

!WÉT7”' 302 7802687-9 4 abrupt och plötslig ändring av vindriktningen, på grund av att fenan 27 mottager en kraftig sidovind eller virvel- vind och omedelbart svänger kring den bakre kroppens 26 axel mot ett horisontellt läge, som illustreras genom de streckprickade linjerna i fig 1 för att undvika det totala och direkta trycket av den kraftiga sidovinden eller virvelvinden och återgår till det ursprungliga, vertikala läget. Därför underlättar den svängbara konstruk- tionen av fenan 27 en omedelbar och jämn riktningsändring av vindkraftverket.

Svängningsdelar 29a, 29b vid denna utföringsform är utformade i form av en platta till en U-form.

Svängningsdelarna är svängbart anslutna till ändarna 28a, 28b av armarna 25a, 25b. Elektriska generatoranordningar 30a, 30b, vilka har vingar 32a, 32b, är anslutna till de nedre ändarna av svängningsdelarna 29a, 29b, och motbalansvikter 42a, 42b är anslutna till de övre partierna av var och en av svängningsdelarna. Motbalans- vikterna är anordnade vid det bakre läget med hänsyn till centrumaxlarna 28a, 28b av svängningsdelarna 29a, 29b.

Läget av motbalansvikterna 42a, 42b inställs medelst icke visade skruvar och inställningsplattor 4la, 4lb har vardera ett flertal hål för fastsättning av motbalans- vikterna. Anordnandet av balansvikterna är baserad på upptäckten, att motbalansvikterna medger en omedelbar rotation, nämligen rotationsförskjutning, av svängninga- delarna mellan 300 och 900, vilka är vinkelgrader från operationens initialtillstånd, då vinden blir starkare men inte så stark som en kuling eller en storm. Med andra ord har det framkommit att svängningsdelarna 29a, 29b inte rör sig något ytterligare förbi läget av ungefär 300 till en utsträckning av 900 tills en extraordinärt stark vind blåser. Sålunda är det inte troligt att en stabil uteffekt kan erhållas speciellt då vindhastigheten är av en medelstorlek, exempelvis l-l5 m/sek.

De är inställbart anbragta vid det bakre läget med-hänsyn inställbara motbalansvikterna 29a, 29b, vilka 7802687-9 till svängningsdelarnas 29a, 29 centrumaxlar, medger en i huvudsak konstant alstring av elektricitet på grund av att den kombinerade konstruktionen bestående av elekt- riska generatoranordningar 30a, 30b och vingar 32a, 32b kan förskjutas till ett lämpligt läge i överenstämmelse med vindhastigheten..Då vingarna 32a, 32b är olacerade inom ungefär 300 från läget för normalt tillstånd eller vindlöst tillstånd såsom illustreras med streckprickade linjer i fig 2, är för att vara mer exakt motbalansvikterna 42a, 42b anbragta bakom (nämligen på vänster sida av ritningen) ett vertikalt plan (,¿) genom centrum- axeln 28a, 28b, och trycker därför den kombinerade konst- ruktionen eller generatoranordningarna och vingarna för att återgå till det ursprungliga läget av vindlöst till- stånd, och förhindra en för stor förskjutning av den kombinerade konstruktionen då vinden är svag, då däremot den kombinerade konstruktionen utan motbalansvikterna troligen förskjuts för mycket, nämligen till en utsträck- ning av ungefär 30°, även då vinden är rätt svag. Så- lunda bibehålles vingarna intill det ursprungliga läget då vinden är rätt svag, och därför kan större uteffekt effektivt erhållas i händelse av svag vind. Då vinden är stark nog att trycka den kombinerade konstruktionen, så att den förskjuts mer än ungefär 300, förskjuts motbalansvikterna framför det vertikala planet (ß ) genom centrumaxlarna.28a, 28b såsom illustreras medelst streckprickade linjer i fig 3. Följaktligen svängs den kombinerade konstruktionen bestående av generatoranordningarna och vingarna bakåt såsom visas med streckprickade linjer. Därför kan en för stor ökning av vindtrycket mot vingarna effektivt och automatiskt förhindras. Sålunda uppvisar vindkraftverkskonstruktionen med motbalansvikterna en konstant elektrisk uteffekt oavsett vilken hastighet vinden har.

Vid vindkraftverkskonstruktionen av utförings- formen i fig 1, 2 och 3 inställs såsom beskrivits ovan läget av vingarna genom att ändra vikternas läge, ..~--.-....._....._..._.-fffr-'~' P C11 C232? 7802687-9 6 eller genom att ersätta vikterna med andra tyngre eller lättare vikter. I enlighet därmed kan den uteffekt som skall erhållas inställas. Dessutom inriktas omedelbart 'J vindkraftverket mot vinden oavsett vindriktningen och även om vindriktningen är oviss medelst den svängbara fenan 27. _ Enligt föreliggande uppfinning är den kombinerade konstruktionen bestående av elektriska generatoranordningar och vingar svängbart fäst genom svängningsdelarna utan någon komplex mekanism innefattande en inställningsanord- ning för vingarnas rotation. Därför kan vindkraftverks- konstruktionen tillverkas på ett enkelt sätt och kan en i huvudsak konstant uteffekt erhållas oavsett vindhastig~ heten. Med andra ord inställs automatiskt den vingyta, som mottager vinden, nämligen ökas eller minskas, och mottager alltid ett konstant tryck av vinden oavsett vindhastigheten, vilket resulterar i en konstant rotation av vingarna. Eftersom svängningsaxlarna av den kombinerade konstruktionen bestående av de elektriska generatoranord- ningarna och vingarna är anordnad på avstånd från de elektriska generatoranordningarnas rotationsaxel, påverkas inte rotationsaxeln av ett mottryck från gyromomentet, vilket uppstår på grund av vingarnas rotation, och det föreligger ingen risk för eventuell skada på rotations- axeln av de elektriska generatoranordningarna.

Fastän föreliggande uppfinning har beskrivits med hänvisning till den föredragna utföringsformen, kan många modifieringar och ändringar göras inom ramen för före- liggande uppfinning. Exempelvis kan vingarna och den T-formade kroppen modifieras till vilka andra utform- ningar som helst, och kan extra elektriska generator- anordningar och vingar anbringas för att erhålla större kraft. Dessutom är det möjligt att åstadkomma en lämplig anordning för att underlätta en snabb svängningsrörelse av den kombinerade konstruktionen bestående av de elektriska generatoranordningarna och vingarna. fi

Claims (7)

10 15 20 25 30 7802687-9 PATENTKRAV

1. Vindkraftverkskonstruktion, innefattande ett vertikalt torn och en vid tornets övre del vridbart uppburen, horisontell arm (25a, 25b), vilken i vardera änden bär en enhet, vilken har vingar och en tillhörande generator, vilken är så monterad att den är vridbar runt en horisontell axel, k ä n n e t e c k n a d av att varje enhet har en svängningsdel (29a, 29b), vilken är vridbar runt den horisontella axeln (28a, 28b), en generator (30a, 30b) i svängningsdelens relativt den horisontella axelns nedre parti och en viktdel (42a, 42b) i svängningsdelens relativt den horisontella axeln övre parti; och att viktdelen är monterad motsatt ving- arna relativt ett vertikalplan (L), som passerar genom svängningsdelarnas axlar (28a, 28b), varigenom gene- ratorn har den dubbla funktionen att alstra elektricitet och fungera som vikt och viktdelen fungerar som motvikt i förhållande till generatorn.

2. Konstruktion enligt kravet l, k ä n n e t e c k - n a d av att en fena (27) är ansluten till nämnda hori- sontella arm (25a, 25b) i rät vinkel relativt ett plan, som innehåller svängningsdelarnas (29a, 29b) axlar.

3. Konstruktion enligt kravet l eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att nämnda svängningsdelar (29a, 29b) vardera har en U-formad del med ett flertal hàl för inställbar fastsättning av nämnda viktdelar (42a, 42b) vid svängningsdelarnas övre ändpartier.

4. Konstruktion enligt något av kraven 1-3, k ä n - n e t e c k n a d av att svängningsdelarna (29a, 29b) vardera har en U~formad del med uppåt sig sträckande skänklar och två plattor, som är anslutna till skänk- larnas övre ändar och sträcker sig i en riktning motsatt nämnda vingar (32a, 32b), varvid plattorna vardera har ett flertal hål för inställbar fastsättning av vikt- ...__-___ _..__~.».--- urin 'PC CR 7802687-9 10 15 8 delarna vid plattorna, varjämte de elektriska generator- organen (30a) är monterade inuti ett nedre parti av de U-formade delarna.

5. Konstruktion enligt något av kraven 2-4, k ä n - n e t e c k n a d av att fenan (27) har en hållardel (26), som förbinder fenan med den horisontella armen (25a, 25b), varvid fenan är vridbart ansluten till hål- lardelen.

6. Konstruktion enligt något av kraven 2-5, k ä n - n e t e«c k n a d av att fenan (27) innefattar två skivor, vilka är anordnade på avstånd från varandra, varvid skivorna är utåt krökta vid sin ena ände.

7. Konstruktion enligt något av kraven l-6, k ä n - n e t e c k n a d av att viktdelarna (42a, 42b) är avtagbart och inställbart anslutna till svängnings- delarna (29a, 29b).