CH230132A - Windrad mit verstellbaren Treibflügeln. - Google Patents

Description

  Windrad mit verstellbaren     TreibIlügeln.       Gegenstand der Erfindung ist ein Wind  rad mit verstellbaren     Treibfliigeln    für Wind  kraftwerke, bei welchem jeder Treibflügel       unter    dem Einfluss der auf die Flügelmasse  wirkenden Fliehkraft entgegen der Wirkung  einer     Rückstellkraft    radial verstellt und in  Abhängigkeit dieser Verstellung gleichzeitig  um eine radiale Achse verdreht wird.

   Dieses  Windrad ist dadurch gekennzeichnet,     da.ss     die zur Verstellung der Flügel dienende Füh  rung des Flügelfusses derart ausgebildet ist.,  dass der Flügel     tei    Stillstand unter Einfluss  der     Rückstellkraft    in einer Stellung gehalten  wird, die das günstigste Anlaufdrehmoment  ergibt,     da.ss    während des Anlaufes bis zur Er  reichung der Vollast die beste Ausnützung  der Windkraft und somit der günstigste Wir  kungsgrad des     Kraftwerkes    erzielt wird. und  dass nach Erreichung der Vollast das Wind  rad auf ungefähr konstanter Drehzahl ge  halten wird.  



  Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine  Ausführungsform des Erfindungsgegenstan  des beispielsweise dargestellt.         Fig.    1 ist ein     Achsialschnitt    und     Fig.    2  ein Querschnitt durch die Flügelnabe des  Windrades.  



  Die Flügelnabe 21 ist mit einem lösbaren  Deckel 22 versehen, welcher Zutritt zu dem  im     Nabeninnern    untergebrachten Verstell  mechanismus gewährt. Die Füsse 23 der radial  verstellbaren Flügel sind in der Nabe geführt,  und eine gekrümmte Nute 24 in jedem Fuss  wirkt mit je einem an der Nabe festen Füh  rungsstift 25 zusammen, um bei einer radia  len Verstellung des Flügels infolge der auf  ihn wirkenden Fliehkraft diesem eine Dreh  bewegung um eine in bezug auf die Nabe  radiale Achse zu erteilen. Die innern Enden  der Flügelfüsse 23 sind über Kugelgelenke  26 mit dem einen Ende je eines Lenkers 27  verbunden, dessen anderes Ende an einer  Scheibe 28     angelenkt    ist.

   Diese Scheibe sitzt  lose auf dem Ende der mit der Nabe 21 ver  keilten Weile 29, welche die vom Windrad  zu betätigende Kraftmaschine antreibt. Die  Scheibe 28 besitzt eine Anzahl konzentrisch  zu ihrem Mittelpunkt liegende Schlitze 30,      in die je ein Stift 31 einer zweiten, lose     auf     der Welle ?9 sitzenden Scheibe 32     eingreift.     Zwischen der Scheibe 28 und der Welle 29  ist eine Spiralfeder 33 eingeschaltet, die       einerends    an der Scheibe und mit     dein    andern  Ende an der Welle 29 befestigt ist.

   Eine  zweite,     stärkere    Spiralfeder 34 ist zwischen  der Scheibe 32 und der     Welle    29 eingeschal  tet und mit einem Ende an der Scheibe 3?  und dem andern Ende an der Welle 29 be  festigt.  



  Im Ruhezustand des Windrades     werden     die Flügelfüsse ?3 von den     Rückstellfedern     33 und 34. welche auf die zugehörigen Schei  ben eine Kraft im     l."hrzeiger@sinn    in     Fig.     ausüben, in ihrer innersten Lage gehalten.  Die Stifte 31 befinden sich am einen Ende  der Schlitze 30, und die Stifte 25 der Nahe  befinden sich am äussern Ende der Führungs  nut 24 der Flügelfüsse. In dieser Stellung der  Flügel bilden diese einen solchen Winkel  mit der Windrichtung. dass das günstigste  Anlaufdrehmoment erhalten wird, wenn das  Windrad in Gang gesetzt werden soll.

   So  bald das Windrad zu drehen beginnt, was  beispielsweise bei einer Windgeschwindig  keit von 2 m pro     Sekunde    der Fall sein soll,  so     bewegen    sich die Flügel unter dein Ein  fluss der     Alassenfliehkraft    radial nach aussen  und erfahren dabei durch den in der Nute     ?4     geführten Stift 25 eine Verdrehung um die  radiale Achse. Die Nute 24 besitzt. im dar  gestellten Beispiel eine solche Krümmung.  dass anfänglich der Flügel mehr in den Wind  gedreht wird, d. h. dass der zwischen der       Windrichtung    und der     Fliigelfl < iche    einge  schlossene Winkel vergrössert wird.

   Bei die  ser anfänglichen Auswärtsbewegung der Flü  gel erteilen die Lenker 2 7 der Scheibe     ?8          entgegen    der Wirkung der Feder 33 eine  Drehbewegung im     Gegenzeigersinn,    und diese       Scheibe    28 wird in bezug auf die Stifte 31  der     Scheibe    32 verdreht.

   Die Kraft der Fe  der 33 und die Krümmung der Nute 24 sind  derart aufeinander abgestimmt, dass während  des     Anlaufens,    bis     zur        Erreichung    der     Voll-          last,    also bei einer     Windgeschwindigizcit    die  kleiner ist als die zur Erreichung der Voll-    last erforderliche Geschwindigkeit ständig die  beste     Ausnützung    der Windkraft, d. h. der  günstigste Wirkungsgrad für die Leistung  der     Windkraftmaschine    erhalten wird.

   So  lange die Windgeschwindigkeit unterhalb  der für Vollast erforderlichen Geschwindig  keit,     beispielsweise    5 in pro     Sekunde,    bleibt,  wirkt nur die     sclr@ÄT < ichere    Feder 33 entgegen  dein Einfluss der Fliehkraft auf die Flügel.

         Wenn    die für Vollast erforderliche     Wind-          geschwindigkeil@    herrscht, so verdrehen die  Lenker 27 die     Scheibe    28     11111    einen solchen  Winkel,     dalli    die Schlitze 30 sich     mit    ihren  Enden gegen die Stifte 31 legen,

   und bei       I'berschreiten        dieser    Windgeschwindigkeit  wird unter     Vermittlung    der Stifte 31 die  Scheibe 32     verschwenkt    und die stärkere Fe  der 34 wirkt     nein    ebenfalls entgegen der  Fliehkraft der     Flügel.    Das Teilstück der  Nute 24, das vom Beginn der     Wirksamkeit     der Feder 34 an mit dein Stift 25 der Nabe       zusammenwirkt,    hat     einen        soleben    Verlauf,  dass nach Erreichung der Vollast die Dreh  zahl des Windrades ungefähr konstant ge  halten wird,

   denn bei noch zunehmender  Windstärke haben die Flügel das Bestreben  schneller zu drehen, und die Flügelfüsse ver  schieben sich     weiter    nach aussen; die Nute 24  verläuft aber so, dass der     Einfallwinkel    der       Windrichtung    in bezug auf den Flügel spit  zer wird. wenn diese     weiter    nach aussen wan  dern, so dass sie dem Wind eine, kleinere An  griffsfläche bieten und die     Flügelgeschwin-          digkeit    wieder sinkt.

   Es entsteht also nach  Erreichen. der Vollast ein Gleichgewichts  zustand, d. h. die Scheibe 32 wird so lange  im     Gegenzeigersinn    verdreht, bis die durch  die Fliehkraft bedingte Zugwirkung der       Treibflügel        auf    die Scheibe 32 gleich der       entgegengesetzten        Kraft    der beiden Federn  33 und 34 ist.  



  Bei dein beschriebenen Windrad wird  die Verstellung der Treibflügel in Abhängig  keit der Fliehkraft der     Flügelmassen    rein  mechanisch erzeugt, und zwar ist die der  Fliehkraft entgegenwirkende Kraft in zwei       aufeinanderfolgenderr    Stufen wirksam, um  das     Anlaufen    des Windrades zu     erleiehterrr         und bei schwacher Windgeschwindigkeit  einen günstigen Wirkungsgrad zu erzielen.  



  Natürlich könnte die entgegen der Flieh  kraft auf die Flügel wirkende Kraft auch  durch hydraulische Mittel übertragen wer  den, beispielsweise mittels der in der Schwei  zerischen Patentschrift Nr. 218459 beschrie  benen Vorrichtung.  



  Es könnten auch eine einzige oder mehr  als zwei Federn zwischen den Flügelfüssen  und der Nabe angeordnet werden, welche bei  zunehmender Windstärke     aufcinanderfolgend     wirksam würden.  



  An Stelle von Federn könnte die auf die  Treibflügel wirkende     Rückstellkraft    auch  durch einen oder mehrere     Torsionsstäbe    aus  geübt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Windrad reit verstellbaren Treibflügeln für Windkraftwerke, bei welchem jeder Treib- flügel unter dem Einfluss der auf die Flügel masse wirkenden Fliehkraft entgegen der Wirkung einer Rückstellkraft radial verstellt und in Abhängigkeit dieser Verstellung gleichzeitig um eine radiale Achse verdreht wird, dadurch gekennzeichnet, da.ss die zur Verstellung der Flügel dienende Führung des Flügelfusses derart ausgebildet ist, dass der Flügel bei Stillstand unter Einfluss der Rück stellkraft in einer Stellung gehalten wird, die:

   das günstigste Anlaufdrehmoment ergibt, da.ss während des Anlaufes bis zur Erreichung der Vollast die beste Ausnützung der Windkraft und somit der günstigste Wirkungsgrad des Kraftwerkes erzielt wird, und dass nach Er reichung der Vollast das Windrad auf unge fähr konstanter Drehzahl gehalten wird. UNTERANSPRüCHE 1. Windrad nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, da.ss die entgegen der Fliehkraft auf die Treibflügel wirkende Rückstellkraft in mehrere, bei zunehmen der Windgeschwindigkeit aufeinanderfolgend wirksam werdende Teilkräfte unterteilt ist. 2.

   Windrad nach Patentä,nspruch, da durch gekennzeichnet, dass die auf die Treib- flügel wirkende Rückstellkraft von wenig stens einer Feder ausgeübt wird. 3. Windrad nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die auf die Treib- flügel wirkende Rückstellkraft von wenig stens einem Torsionsstab ausgeübt wird.