DE907398C - Windkraftanlage mit um senkrechte Achsen umlaufenden, eine Schwingbewegung ausfuehrenden Fluegeln - Google Patents

Description

• Windkraftanlage mit um senkrechte Achsen umlaufenden, eine Schwingbewegung ausführenden Flügeln Es sind Windkraftanlagen mit senkrechten Flügeln bekannt, die auf einer Kreisbahn um eine senkrechte Achse umlaufen und dabei eine Schwingbewegung ausführen, wodurch erreicht wird, daß jede Flügelfläche in den günstigsten Anstellwinkel zur Windrichtung eingestellt wird. Jede Flügelfläche erzeugt dadurch in fast jeder Lage auf der Kreisbahn ein Drehmoment, das in der gleichen Drehrichtung wirkt und auf eine zentral gelegene senkrechte Welle übertragen wird, von der die Kraft abgenommen wird.
• Bei der Planung von Windkraftanlagen ist es häufig notwendig, jeden Bedarfsfall individuell zu behandeln und eine den jeweiligen Verhältnissen und besonderen Wünschen des Verbrauchers angepaßte und entsprechend konstruierte Anlage vorzusehen. Dies erfordert einen erheblichen Aufwand und trägt nicht unwesentlich dazu bei, daß die Ausnutzung der Windenergie durch die unerwünschte spezifische Vergrößerung der Anlagekosten unwirtschaftlich wird.
• Aufgabe der Erfindung ist es, diesem Übelstand abzuhelfen und eine Windkraftanlage zu schaffen, die aus genormten Einheiten, die mit mehreren um eine senkrechte Achse umlaufenden, Schwingbewegungen ausführenden Flügeln ausgerüstet sind, übereinander angeordnet werden. Durch Zusammenbau zweier oder mehrerer derartiger Einheiten kann die von der Windkraftanlage abgegebene Leistung verdoppelt oder vervielfacht und dadurch leicht den jeweiligen Bedarfsfällen angepaßt werden, während die übrigen Teile der Windkraftanlage unverändert bleiben können. Bei einer vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung werden die umlaufenden Flügel einschließlich ihres Lenkmechanismus auf einer feststehenden senkrechten Achse drehbar gelagert, um die sie eine kreisende Bewegung ausführen. Diese feststehende Achse kann gleichzeitig als Mastkonstruktion für die gesamte Windkraftanlage dienen, wodurch eine große Stabilität der Anlage auch dann erhalten wird, wenn mehrere derartige Einheiten. übereinander um diese Mittelachse angeordnet werden. Beim Zusammenbau von zwei Einheiten braucht lediglich die bei der ersten Einheit durch den dort vorgesehenen Lenkmechanismus bewirkte Lenkung der Flügelflächen auf die zweite Einheit übertragen zu werden, was durch eine entsprechende mechanische Verbindung der Flügel der ersten und zweiten Einheit leicht durchgeführt werden kann. Die zum Verstellen der Flügel dienende Einrichtung braucht keine mechanische Leistung zu übertragen, sondern steuert lediglich die Schwingbewegungen der Flügel, so daß ohne Verstärkung oder bauliche Änderung der Verstelleinrichtung zwei oder mehr Flügeleinheiten durch Aufstockung miteinander vereinigt werden können.
• Um Überlastungen der die Windkraftanlage tragenden Mastkonstruktion, z. B. eines Turmes oder Rohrmastes, durch die freie Höhe der Flügelflächen zu vermeiden, empfiehlt es sich, die obere Abdeckplatte der obersten Einheit zusammen mit der Spannvorrichtung des 1%Tastes zu verspannen, so daß diese die Überlastungen übernehmen kann. Gleichzeitig werden hierdurch unerwünschte Schwingungen vermieden.
• Die von den umlaufenden Flügeln erzeugte mechanische Leistung kann von einem elektrischen Stromerzeuger aufgenommen werden, der über ein entsprechendes Getriebe mit den umlaufenden Flügeln gekuppelt ist. Dieser Stromerzeuger kann an dem Gehäuse des Lenkmechanismus bzw. der Versteileinrichtung für die Flügel oder an der Mastkonstruktion oder auch im Innern eines Rohrmastes angeordnet werden. Letztere Anordnung schützt den Stromerzeuger gleichzeitig gegen Witterungseinflüsse. Bei einer Vergrößerung der Anlage durch Aufstocken eines oder mehrerer Flügeleinheiten braucht lediglich der Stromerzeuger gegen einen solchen für größere Leistung ausgewechselt zu werden, ohne daß an dem Aufbau der Anlage weitere Änderungen erforderlich sind.
• In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i einen Aufriß und Fig. 2 einen teilweisen Schnitt einer solchen Anlage.
• Nach Fig. i sind auf einem Rohrmast i drei übereinanderliegende Flügeleinheiten :2 schwenkbar und um den Rohrmast i umlaufend angeordnet. Die Flügel 2 der unteren Einheit sind in einer mit umlaufenden Platte 3 gelagert, die ein den Lenkmechanismus und die Versteileinrichtung enthaltendes Gehäuse 4. abdeckt. Dieses ist um den Rohrmast i schwenkbar gelagert und kann die gesamte Anlage in an sich bekannter Weise mittels des Hilfswindrades 5 in die jeweilige Windrichtung einstellen. Die miteinander gekuppelten Holme 6 der einzelnen Flügel .2 sind in Scheiben 7, 8, 9 geführt, die um den Rohrmast i drehbar gelagert sind und durch die Flügel .2 in drehende Bewegung versetzt werden. Diese Drehbewegung wird durch ein im Gehäuse q. befindliches Getriebe auf einen an dieses angeflanschten elektrischen Stromerzeuger io übertragen, der die Windenergie der Flügel :2 in elektrische Energie umwandelt. Die oberste Einheit der Flügel 2 ist von einer am oberen Ende des Rohrmastes i befestigten Dachkonstruktion i i abgedeckt, an deren Außenrand Spannseile 12 angreifen, die in Verbindung mit den unterhalb des Getriebegehäuses q. angreifenden Spannseilen 13 zum Abspannen des Rohrmastes dienen. Die in dem Getriebegehäuse q. angebrachte Flügelverstelleinrichtung sowie der Lenkmechanismus für die Flügel sind an sich bekannter Art.
• Bei der in Fig.2 teilweise dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist auf einem Rohrmast 2i ein Träger 23 für die Flügel 22 drehbar gelagert, an dem der Lenkmechanismus 24 angebracht ist, der über waagerechte Lenkhebel 25 an den Flügelholmen 26 angreift. Das obere Ende der Holme 26 der Flügel 22 der unteren Einheit ist in einer Scheibe 27 geführt und durch eine Kupplung 28 mit den entsprechenden Flügelholmen der zweiten Einheit verbunden. Die Scheibe 27 ist auf dein Rohrmast 21 drehbar gelagert. Durch die kreisende Bewegung der Flügel22 werden die Scheibe 27 sowie der Träger 23 in Drehung versetzt. Letzterer ist an seiner Nabe mit einem Zahnkranz 29 versehen, in den ein Zahnrad 30 eines elektrischen Stromerzeugers 31 eingreift, der an dem Rohrmast 21 befestigt ist und dessen Stromableitung innerhalb des Rohrmastes 21 verläuft.
• Der Rohrmast 21 ist an seinem oberen Ende mit einem Flansch 32 versehen, mit dem er an einem der zweiten Flügeleinheit zugeordneten Rohrstück 33 verbunden ist. Dadurch kann der Rohrmast beim Aufstocken einer oder mehrerer Flügeleinheiten entsprechend verlängert werden.
• Der Stromerzeuger 31 kann auch unterhalb des Lenkmechanismus am feststehenden Rohrmast 21 angeordnet sein, wobei der Antriebszahnkranz 29 an der nach unten verlängerten Nabe des Trägers 23 vorgesehen wird. Dadurch wird der Stromerzeuger leicht zugänglich und die Leitungsführung vereinfacht.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Windkraftanlage mit um senkrechte Achsen umlaufenden, eine Schwingbewegung ausführenden Flügeln, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einheiten (2, 22) übereinander angcordnet sind, um die von der Windkraftanlage erzeugte Leistung zu verdoppeln oder zu vervielfachen.
2. 2. Windkraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (2, 22) an einem senkrechten feststehenden Rohrmast (1, 21) od. dgl. gelagert sind, um den sie eine kreisende Bewegung ausführen. 3.
3. Windkraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Holme (6, 26) der einzelnen Flügeleinheiten (2, 22) miteinander gekuppelt (28) sind. q..
4. Windkraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein durch die kreisende Bewegung der Flügel (2, 22) in Umdrehung versetzter Teil (23) über ein Getriebe (29, 30) mit einem elektrischen Stromerzeuger (31) gekuppelt ist.
5. 5. Windkraftanlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB der Stromerzeuger (io) an einem den Lenkmechanismus und das Getriebe enthaltenden Gehäuse (q.) angeordnet ist.
6. 6. Windkraftanlage nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß der Stromerzeuger (V) an dem Rohrmast (21) angeordnet ist.
7. 7. Windkraftanlage nach.Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daB der elektrische Stromerzeuger innerhalb des Rohrmastes angeordnet ist.