• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1988005499A1
    申请号:PCT/EP1988/000040
    申请日:1988-01-21
    公开日:1988-07-28
    发明作者:Erich Herter；Gunnar Herter
    申请人:Bentzel & Herter Wirtschafts- Und Finanzberatung G；
    IPC主号:F03D3-00
    专利说明:
    vfiniturbineDie Erfindung betrifft eine Windturbine mit einem an einem Mast gelagerten Rotor mit mindestens einem an Rotorarmen um eine vertikale oder geneigte Achse schwenkbar angeordneten Windfangblatt, wobei das Windfangblatt mit einer Masse zu seiner Selbststabilisierung in Bezug auf den Umlaufkreis versehen ist. Windturbinen der genannten Art sind bekannt und es werden viele Bemühungen angestellt, solche Turbinen zu optimieren, um in Bezug auf die Windgeschwindigkeit ein Vielfaches der Umlaufgeschwindigkeit, d.h. hohe Drehzahlen zu erreichen. Ansatzpunkte hierfür sind beispielsweise besondere Gestaltung der Profile der Windfangblätter, deren Einstellbarkeit während des Umlaufes und Anordnungen und Ausbildungen des Rotors mit Windfangblättern derart, dass sich die Windfangblätter beim Umlauf nicht gegenseitig stören. Insbesondere die Beweglichkeit der'Windfanghlätteran den Rotorarmen ist mit einem relativ hohen Aufwand verbunden, der nicht nur wegen der optimalen Einstellung der Windfangblätter während ihres Umlaufes in Kauf genommen wurde, sondern auch um derartigen Turbinen selbst Anlaufeigenschaften zu vermitteln. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Windturbine der genannten Art dahingehend zu verbessern, dass sie ohne besondere Einstellmassnahmen bzw. Stellmittel selbst anlaufen kann und sich das Windfangblatt bzw. die Windfangblätter beim Umlauf selbststabilisierend auf ihre optimale Stellung einstellen, ohne dass dazu grosse Gewichte erforderlich sind und nicht beherrschbare Massenkräfte auftreten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Drehpunkt der Aufhängung des Windfangblattes innerhalb des Kreises liegt, der von dem rotierenden Windfangblatt beschrieben wird, und dass der Drehpunkt in Abhängigkeit von dem Gewicht des Windfangblattes vor, neben oder hinter der Profilspitze des als Auftriebsprofilausgebildeten Windfangblattes angeordnet ist. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist das Windfangblatt an den Enden oder im Verlauf seiner Erstreckung an senkrecht zur Windfangblattachse angeordneten Tragflächen angeschlossen. Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind an dem Windfangblatt waagerecht sich erstreckende Tragflügel angeordnet und das Windfangblatt ist über an den Tragflügeln befestigten Zugelementen mit der Rotorachse verbunden. Das Zugelement kann dabei ein Seil, beispielsweise ein Drahtseil sein. An den Tragflächen ist vorzugsweise ein Ausgleichsgewicht vor dem Drehpunkt angeordnet. Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist das Ausgleichsgewicht selbsteinstellend abhängig von der Grösse der Fliehkraft-in einem Langloch verschiebbar oder in einem Zylinder verdrehbar Das Langloch ist dabei vorzugsweise zur Vorderkante der Tragfläche gerichtet Zur Ausbildung eines zusätzlichen Schubes beim Anlaufen der Turbine durch auftreffenden Wind verjüngen sich die Tragflügel vorzugsweise zu ihren hinteren Enden hin. Das Windfangblatt ist mit einer Masse zu seiner Stellungsstabilisierung in Bezug auf den Umlaufkreis versehen. Durch die frei pendelnde Anordnung des Windfangblattes am Rotorarmende kann das Windfangblatt nahezu jede beliebige Stellung in Bezug auf sein Gelenk einnehmen, wodurch bei nicht laufendem Rotor und aufkommendemWind früher oder später eine Stellung eingenommen wird, bei der sich eine Antriebskomponente in Drehrichtung ergibt. Sobald der Rotor läuft, beginnt die auftretende Zentrifugalkraft sich zwangsläufig an der Masse auszuwirken, die dann, insbesondere bei weiterer zunehmender Umlaufgeschwindigkeit, das ganze Windfangblatt bezüglich seiner Stellung zur kreisförmigen Umlaufbahn optimal einstellt und in dieser Stellung stabilisiert; Das Windfangblatt ist vorzugsweise an den Enden an Flächen angeschlossen, die an den Rotorarmenden angelenkt sind. Das zum Gesamtmassenschwerpunkt zählende Windfangblatt steht in seiner Form zu einem Ausgleichsgewicht, das in Drehrichtung vor dem Windfangblatt angeordnet ist, und den Einfluss der Windfanghlattform, der Fliehkraft, des Auftriebs und des Luftwiderstandes des rotierenden Windfangblattes ausgleicht. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine Windturbine in Seitenansicht, Fig. 2 einen Schnitt durch ein Windfangblatt am Ende eines Rotorarmes, Fig. 3 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Windfangblattes, das über Zugseile mit derRotorachse verbunden ist, Fig. 4 eine abgewandelte Windturbine in Seitenansicht, Fig. 5 den oberen Anschluss eines Windfangblattes an einemRotorarm, Fig. 6 einen mittleren Anschluss eines Windfangblattes an einen Rotorarm, Fig. 7 eine weitere Ausführungsform einer Windturbine, Fig. 8 in vergrösserter Darstellung den Anschluss einer Trag fläche an einem Windfangblatt, und Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Tragfläche der Windturbine nach Fig. 7. Fig. 1 zeigt eine Windturbine mit einem Vertikalrotor 10, an welchem Windfangblätter 12r14, 16 angeordnet sind. Die Windfangblätter 12, 14, 16 sind über Rotorarme 18, 20, 22, 24 bzw. 26 und 28 mit einer Vertikalachse 30 verbunden. Die Vertikalachse 30 ist in einem Fundament 32 gelagert, welches gleichzeitig zur Aufnahme eines nicht gezeigten Generators dient. Das kegelstumpfförmig ausgebildete Fundament 32 ist über eine Tür zugänglich.Die Windfangblätter12, 14, 16 sind gegenüber der Rotorachse30 nach oben hin divergierend angeordnet und weisen einen Querschnitt auf, wie er anhand der Fig. 2 und 3 dargestellt istAn den Enden der Windfangblätter 12, 14 und 16 sir,d Tragflächen 34, 36, 38, 40 und 42, 44 angeordnet. Das Windfangblatt 12 ist um eine Achse 46 verschwenkbar, die durch die Tragflächen 34 und 36 und die Enden der Rotorarme 18 und 20 verläuft. Entsprechende Achsen 48 bzw. 50 sind an den Windfangblättern 14 bzw. 16 vorgesehen. Fig. 2 zeigt ein Windfangblatt 52, das ein asymmetrisches Auftriebsprofilaufweist. Innerhalb des Windfangblattes 52 ist ein Verstärkungsrohr 54 angeordnet. An dem in Fig. 2 gezeigten unteren Ende des Windfangblattes ist eine Tragfläche 56 befestigt, die etwa im vorderen Bereich der Profilspitze 58 des Windfangblattes 52 ein Schwenklager 60 aufweist. An diesem Schwenklager 60 ist ein Rotorarm 62 angelenkt. Die. Schwenkachset 64des Windfangblattes 52 um den Rotorarm 62 verläuft durch das Schwenklager 60. Gegenüber der Profll-spitze 58 des Windfangblattes 52 ist an der Fläche 56 ein Ausgleichsgewicht 66 angeordnet, das in einem Zylinder 68 verdreh- und feststellbar ist. Dieses Gewicht erhält je nach Grösse der Fliehkraft eine entsprechende Stellung innerhalb des Zylinders 68, so dass dem an dem Windfangblatt 52 angreifenden Auftrieb entgegengewirkt werden kann. Die Lage des Gelenkes 60 gegenüber dem Windfangblatt 52 ist abhängig von der Form des Windfangblattes, der Grösse der Fliehkraft, der Grösse des Auftriebs und der Grösse des Luftwiderstandes. Die Masse des Windfangblattes 52 ist ausserhalb des Drehpunktes 60 vorgesehen. Das durchgehende Windfangblatt 52 ist in die Tragflächen 56 eingehängt. Zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Windfangblattes 52 gegenüber dem Rotorarm 62 sind an diesem Anschläge 61, 63 ausgebildet. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist ein Windfangblatt 70 an den Enden an waagerechten Tragflächen 72 angeschlossen Das Windfangblatt 70 weist ein asymmetrisches Auf- triebsprofil auf und ist mit einer durchgehenden Verstärkung 74 versehen. Die Tragfläche 72 ist in etwa Y-förmig ausgebildet, so dass Stabilisierungsflossen 74 und 76 im vorderen Profilbereich 78 des Windfangblattes 70 angeordnet sind. An dem Flächenbereich 76 ist ein Gelenk 80 vorgesehen, an welchem ein Zugelement, z.B. ein Drahtseil 82 angelenkt ist. Das Gelenk 80 ist im Bereich der Profilspitze 78 des Windfangblattes 70 angeordnet. Vor der Profilspitze 78 des Windfangblattes 70 ist in einem Flächenabschnitt 84 ein Ausgleichsgewicht 86 in Form einer Rolle in einem Langloch 88 verschiebbar geführt. Dieses Gewicht 86 nimmt in dem Langloch 88 eine Stellung ein, die von dem Auftrieb und der Fliehkraft abhängt. Am hinteren Ende des Windfangblattes 70 sind Stabilisierungsflächen oder Winglettes 90 und 92 angeordnet, welche dem Windfangblatt einen seitlichen Auftrieb verleihen. Fig. 4 zeigt eine Windturbine 100 mit einer Vertikalachse 102, an welcher Rotorarme 104, 106, 108, 110, 112 und 114 befestig: sind. An diesen Rotorarmen sind über Tragflächen 116 bis 126 Windfangblätter 128, 130 und 132 angelenkt. Fig. 5 zeigt ein Windfangblatt 134, das mit Endflächen 136 versehen ist. Diese Endflächen 136 übergreifen einen Rotorarm 138, der über ein Gelenk 140 an der Tragfläche 136 angeschlossen ist. Das Gelenk 140 liegt innerhalb des Kreises, der von dem Windfangblatt 134 umschrieben wird. Fig. 6 zeigt ein Windfangblatt 142, das etwa im mittleren Bereich mit einer Tragfläche 144 versehen ist, die über ein Gelenk 146 an einen Rotorarm 148 angeschlossen ist. In der Tragfläche 144 kann ein Ausgleichsgewicht gemäss Fig. 2 oder 3 angeordnet sein. Fig. 7 zeigt eine Windturbine 150 mit einem Vertikalrotor 152 mit Windfangblättern 154, 156, 158. Die Windfangblättersind über Tragflächen 160, 162, die etwa in den Mittelpunkten angeordnet sind, an Rotorarmen 164, 166 angelenkt. Fig. 8 zeigt das Windfangblatt 154mit einer TragelachW2 160. Die Tragfläche 160 verjüngt sich zu ihrem hinteren Ende 168 -hin. Dies bewirkt, dass während des Anlaufens ein zusätzlicher Schub durch den Wind erzeugt wird, der von dem Windfangblatt auf die Tragfläche geleitet wird. Im vorderen Bereich 170 der Tragfläche 160 ist ein über eine Schraube 172 einstellbares Ausgleichsgewicht 174 angeordnet. Fig. 9 zeigt die Anlenkung des Rotorarmes 164 an der Tragfläche 160. Das Gelenk 176 liegt innerhalb des Kreises, der von dem Windfangblatt 152 umschrieben wird, und im Bereich der Vorderkante des Windfangblattes.Zur Begrenzung der Schwe--bewegung des Windfangblattes 152 sind Anschläge 178, 180 am Endendes Rotorarmes 164 angeordnet. Wenn das Windfangblatt nach aussen gepfeilt ist1 kann der Drehpunkt mit dem Rotorarm an der Aussenseite der Tragfläche angeordnet sein. Es bleibt dabei gewährleistet, dass der Drehpunkt innerhalb des Kreises verbleibt, der von der Masse des Windfangblattes beschrieben wird.
    权利要求:
    Claims
    Windturbine
    Ansprüche 1. Windturbine mit einem an einem Mast gelagerten Rotor mit mindestens einem an Rotorarmen um eine vertikale oder geneigte Achse schwenkbar angeordneten Windfangblatt, wobei das Windfangblatt mit einer Masse zu seiner Selbst stabilisierung in Bezug auf den Umlaufkreis versehen ist, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Drehpunkt (64, 80) der Aufhängung des Windfangblattes (52, 70) inner halb des Kreises liegt, der von dem rotierenden Windfang blatt (52, 70) beschrieben wird, und dass der Drehpunkt (64, 80) in Abhängigkeit von dem Gewicht des Windfang blattes (52, 70) vor, neben oder hinter der Profilspitze (58, 78) des als Auftriebsprofil ausgebildeten Windfang blattes (52, 70) angeordnet ist.
    2. Windturbine nach Anspruch 1, dadurch g e k-e n n z e i c h n e t , dass das Windfangblatt (52, 70) an denEnden oder im Verlauf seiner Erstreckung an senkrecht zurWindfangblattachse angeordneten Tragflächen (56, 72) ange schlossen ist.
    3. Windturbine nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass an dem Windfangblatt waagerecht sich erstreckende Tragflügel angeordnet sind, und dass das Wind fangblatt über an den Tragflügeln befestigte Zugelemente mit der Rotorachse verbunden ist.
    4. Windturbine nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Zugelement ein Seil ist.
    5. Windturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass an den Tragflächen (56,72) ein Ausgleichsgewicht (66, 86) in Drehrichtung des Windfangb±ättesvor dem Drehpunkt (60, 80) angeordnet ist.
    6. Windturbine nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Ausgleichsgewicht (66, 86) selbsteinstellendabhängig von der Grösse der Fliehkraft, derForm des Windfangblattes, des Auftriebs und des Luftwider standes in einem Langloch verschiebbar oder in'einemZylinder (68) verdrehbar ist.
    7. Windturbine nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass das Langloch zur Vorderkante derTragfläche hin gerichtet ist.
    8. Windturbine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Tragflächen sich zu ihrem hinteren Ende hin verjüngen.
    9. Windturbine nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der Drehpunkt zur Aufhängung des Windfangblattes in Nähe der Profilspitze des asymmetrischen Windfangblattes liegt und Hebelarm undFliehkraftmasse so abgestimmt sind, dass bei der grösstenAnströmgeschwindigkeit der Einzelflügel bei vorgegebenemAuftriebskoeffizienten selbsttätig seinen zum geringstenGleitwiderstand zugehörigen Winkel zur Anströmrichtung einstellt.
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    US9388794B2|2016-07-12|Flying electric generators with clean air rotors
    US9453495B2|2016-09-27|Wind energy conversion devices
    JP5816744B2|2015-11-18|飛翔発電機
    DK1886016T3|2017-06-19|Pitch-controlled wind turbine blade with turbulence generating means, a wind turbine and its use
    CN102032099B|2014-05-07|组装风力涡轮机中使用的转子叶片延伸部的系统及方法
    EP1400688B1|2006-03-29|Selbststeuernde windturbine
    US6024325A|2000-02-15|Rotor for rotary wing aircraft
    US5096140A|1992-03-17|Aircraft with engine pods tiltable about a transverse axis
    EP1482172B1|2012-10-10|Rotor-tragender aufbau eines windrades
    US4516907A|1985-05-14|Wind energy converter utilizing vortex augmentation
    CA1143354A|1983-03-22|Helicopter blade with a tip having a selectedcombination of sweep, taper, and anhedral to improvehover efficiency
    JP4651614B2|2011-03-16|風力発電所
    US9399982B2|2016-07-26|Auto-gyro rotor flying electric generator | with wing lift augmentation
    EP2780583B1|2016-09-07|Windturbine mit vielfache gondeln
    US6629815B2|2003-10-07|Peripheral turbine support system
    US6688842B2|2004-02-10|Vertical axis wind engine
    KR101268466B1|2013-06-04|사축형 윈드 터빈
    ES2348252T3|2010-12-02|Volante tensor en un sistema de rotor para turbinas eolicas e hidraulicas.
    US4049300A|1977-09-20|Fluid driven power producing apparatus
    US8602719B2|2013-12-10|Vertical axis wind turbine
    US4330714A|1982-05-18|Wind turbine system
    CA1042347A|1978-11-14|Wind turbine
    US4494007A|1985-01-15|Wind machine
    JP3638745B2|2005-04-13|ロータリスポイラ付ロータブレード
    CN101519123B|2011-11-16|设置有多个用于控制其桨叶迎角的升力部件的直升机
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0276764A2|1988-08-03|
    EP0276764A3|1988-08-17|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1988-07-28| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): JP US |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]