DE102008023606B4

DE102008023606B4 - Pinwheel with a vertical axis and horizontal pivot wing axes

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Publication number: DE102008023606B4
Application number: DE102008023606A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-05-09
Filing date: 2008-05-09
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2028-05-10
Also published as: DE102008023606A1

Abstract

Die Horizontalschwenkflügelachsen 1-4 eines sich unter Windströmung w im Uhrzeigersinn drehenden Windrads befinden sich in einer gemeinsamen Ebene, sind zur Vertikalachse 5 radial gerichtet und an ihrer Tragkonstruktion 6 angeheftet. Die das Windrad drehenden Schwenkflügel 7, 8 hängen an den Horizontalschwenkflügelachsen 1, 2 und befinden sich dank dem Winddruck den Begrenzungsanschlägen 9, 10 in einer Vertikalstellung (in Arbeitsstellung), während sich die ihnen entsprechenden gepaarten gegenüberliegenden Schwenkflügel 11, 12, bewegt gegen die Windströmung w, in Horizontalstellung befinden, wozu ein geradliniger 13 und ein gekrümmter Stab 14 dienen. In Flaute besetzen alle Schwenkflügel 7, 8, 11, 12 eine Zwischenstellung ähnlich den Schwenkflügeln 15, 16 anderes Windrads unter 45° zum Horizont h-h. Ein Winkel k zwischen den Flanken der Schwenkflügel 15, 16 durch den Stab 20 sowie der Schwenkflügel 7, 11 durch den Stab 13 sowie der Schwenkflügel 8, 12 durch den Stab 14 macht sowohl in Flaute als auch bei der Arbeit des Windrads denselben Sollwert annähernd 90° aus.The horizontal pivot wing axes 1-4 of a wind turbine rotating clockwise under wind flow w are in a common plane, are directed radially to the vertical axis 5 and attached to its support structure 6. The wind vanes rotating swivel wings 7, 8 hang on the horizontal pivot wing axes 1, 2 and are thanks to the wind pressure the limit stops 9, 10 in a vertical position (in working position), while their corresponding paired opposite swing vanes 11, 12 moves against the wind flow w, are in horizontal position, including a straight 13 and a curved rod 14 are used. In doldrums occupy all the swing wings 7, 8, 11, 12 an intermediate position similar to the swing wings 15, 16 other wind turbine at 45 ° to the horizon h-h. An angle k between the flanks of the pivoting vanes 15, 16 through the rod 20 and the pivoting vanes 7, 11 through the rod 13 and the pivoting vanes 8, 12 through the rod 14 makes the same reference value approximately 90 both in doldrums and in the work of the wind turbine ° off.

Description

Die Erfindung betrifft ein Windrad eines Windenergiekonverters mit einer Vertikalachse und Horizontalschwenkflügelachsen, die sich in einer gemeinsamen Ebene befinden, zur besagten Vertikalachse radial gerichtet und an ihrer Tragkonstruktion angeheftet sind. Zudem weist das Windrad mindestens eine koordinierende Einrichtung, welche 2 gegenüberliegende Schwenkflügel paart und unter einem zwischen ihren Flanken gebildeten Winkel einhält, und eine in Arbeitsstellung jedes zu seiner Horizontalschwenkflügelachse asymmetrisch befindlichen Schwenkflügels mittels den Begrenzungsanschlägen bzw. Zugseilen seine annähernd vertikale Stellung sichernde Begrenzungseinrichtung auf.The The invention relates to a wind turbine of a wind energy converter with a Vertical axis and horizontal pivot wing axes, which are in one common plane, directed radially to the said vertical axis and are attached to their support structure. In addition, the wind turbine points at least one coordinating device, which two opposite rotary vane pairs and holds under an angle formed between their flanks, and one in working position each to its horizontal pivot wing axis asymmetrically located pivoting leaf by means of the limit stops or Pull ropes his approximate vertical position locking device on.

Es sind bereits etliche technische Lösungen bekannt, in denen Windräder mit einer Vertikalachse und Horizontalschwenkflügelachsen beschrieben sind.It are already several technical solutions known in which wind turbines with a vertical axis and horizontal pivot wing axes are described.

So ist aus dem Buch von Roland Gööck „Erfindungen der Menschheit. Wind. Wasser. Sonne. Kohlen. Öl” (Sigloch Edition '2001' ISBN: 3-89393-4) Seite 31 ein Windrad mit einer Vertikalachse bekannt. Es weist eine an der Vertikalachse befestigte runde Platte mit mehreren Schwenkachsen, die an den besagten Schwenkachsen schwenkbar angelenkten Flügel und eine Begrenzungseinrichtung der Flügelstellung auf. Die runde Platte liegt waagerecht und die Schwenkachsen sind zur Vertikalachse radial gerichtet. Die Begrenzungseinrichtung der Flügelstellung grenzt den Neigungswinkel jedes Flügels sowohl bei seiner Arbeitsstellung als auch bei seiner Gegenbewegung ein. Die Begrenzungseinrichtung weist Zugseile, von denen jedes je einen Flügel in Arbeitsstellung festhält, und die auf der runden Platte untergebrachten Leisten, die eine niedrige Neigungsstellung der Flügel bei ihrer Gegenbewegung begrenzen, auf. Die das Windrad drehenden Flügel heben sich unter Winddruck von beinah liegender Neigungsstellung zu senkrechter. Gleichzeitig werden alle anderen Flügel unter ihrer Schwerkraft und dem Winddruck in die untere Neigungsstellung gesenkt. Dabei bleiben die gesenkten Flügel in einem etwas größten Neigungswinkel zur horizontalen Ebene und formieren einen wesentlichen Widerstand der Drehung des Windrads. Die Wirksamkeit dieses Windrads ist infolgedessen niedrig.So is from the book by Roland Gööck "Inventions of humanity. Wind. Water. Sun. Coals. Oil "(Sigloch Edition '2001' ISBN: 3-89393-4) Page 31 a wind turbine with a vertical axis known. It assigns one the vertical axis fixed round plate with several pivot axes, the hinged at the said pivot axes hinged wings and a limiting device of the sash position. The round Plate is horizontal and the pivot axes are to the vertical axis directed radially. The limitation device of the sash position Limits the angle of inclination of each wing both in its working position as well as in his countermovement. The limiting device has Pull ropes, each of which holds one wing in working position, and the ledges placed on the round plate, the low ones Tilt position of the wings limit in their countermovement, up. The turning the wind turbine wing Lift under wind pressure of almost lying tilt position to vertical. At the same time, all the other wings are under their gravity and the wind pressure in the lower tilt position lowered. The lowered wings remain at a slightly greater angle of inclination to the horizontal plane and form a substantial resistance the rotation of the wind turbine. The effectiveness of this wind turbine is as a result low.

In DE 20 2008 002 068 U1 ist ein Windrad mit einer Vertikalachse vorgeschlagen. Es weist die an der Tragkonstruktion der besagten Vertikalachse befestigten Horizontalschwenkflügelachsen, die an den besagten Horizontalschwenkflügelachsen schwenkbar aufgehängten Schwenkflügel und eine Begrenzungseinrichtung, welche in Arbeitsstellung jedes Schwenkflügels mittels ihren Begrenzungsanschlägen oder Zugseilen eine annähernd vertikale Stellung jenes Schwenkflügels sichert, auf. Jeder Schwenkflügel ist zu seiner Horizontalschwenkflügelachse asymmetrisch befindlich. Alle Horizontalschwenkflügelachsen befinden sich in einer gemeinsamen Ebene und sind zur besagten Vertikalachse radial gerichtet. Die Schwenkflügel formieren bei ihrer Gegenbewegung einen Widerstand der Windraddrehung, da sie keine exakt waagerechte Position erreichen (sie sind unter Winddruck nur angehoben).In DE 20 2008 002 068 U1 is proposed a wind turbine with a vertical axis. It has mounted on the supporting structure of the said vertical axis horizontal pivot wing axes, pivotally suspended on the said horizontal pivot wing axes swinging wings and a limiting device which ensures an approximately vertical position of that pivoting wing in the working position of each pivoting wing by means of their limit stops or tension cables. Each pivoting wing is located asymmetrically to its horizontal pivot wing axis. All horizontal pivot wing axes are in a common plane and are radially directed to said vertical axis. The swinging wings form in their countermovement resistance of the wind turbine rotation, as they do not reach an exactly horizontal position (they are only raised under wind pressure).

Aus JP 2003 097 412 A abstract ist ein Windrad mit einem Paar der aufklappbaren Flügel bekannt. Alle Klappen der Flügel sind miteinander mittels einer gemeinsamen Flügelwelle und des mehrteiligen Gestänges verbunden. Die Komplexität der Konstruktion und Reibungsverlust in dem Gestänge bei Arbeit des Windrads stehen sehr hoch.Out JP 2003 097 412 A Abstract is a windmill with a pair of hinged wings known. All flaps of the wings are connected to each other by means of a common wing shaft and the multi-part linkage. The complexity of the construction and friction loss in the linkage at work of the wind turbine are very high.

Das horizontale Windrad, beschrieben in DE 10898 A , weist die Arme einer die Lage der Flügel eines Flügelpaars koordinierenden Einrichtung mit ihren Vorsprüngen, welche letzteren sich bei senkrechter Einstellung der Flügel gegen die waagerechten Lagerbäume liegen, die auch gleichzeitig zur Aufnahme der durchgehenden Flügelwellen, an jeder zwei Arme unter einem rechten Winkel befestigt, dienen, auf. Jedes Flügelpaar hat nur eine durchgehende Flügelwelle.The horizontal wind turbine described in DE 10898 A comprising the arms of a device coordinating the position of the wings of a pair of wings with their projections, the latter lying against the horizontal bearing trees when the wings are in vertical position, and at the same time fixing the continuous wing-waves at each arm at a right angle; serve, up. Each pair of wings has only one continuous wing wave.

Da die Flügel jedes Flügelpaars an seiner Flügelwelle, die sie unter Wind umdrehen, plaziert sind, stellt die Flügelwelle eine starke Konstruktion von einem großen Gewicht dar, welches die Umdrehung der Flügel sowohl in die senkrechte Lage als auch in die waagerechte hemmt, was Effektivität des Windrads wesentlich senkt.There the wings each wing pair on his wing wave, which turn them under wind, are placed, represents the wing wave a strong construction of a great weight which the Turn of the wings both in the vertical position and in the horizontal inhibits what effectiveness of the wind turbine significantly lowers.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Windrads von erhöhterer Effektivität, das mit geringerem Verlust arbeitet.The The object of the invention is to provide a wind turbine of erhöhterer Effectiveness, the works with less loss.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des 1. Patentanspruchs gelöst. Weitere Ausgestaltung ergibt sich aus dem Unteranspruch.The Task is solved with the features of the first claim. Further Embodiment results from the dependent claim.

Erfindungsgemäß ist die zumindest eine koordinierende Einrichtung des Windrads in der Form eines an gepaarten Schwenkflügeln befestigten und zu ihren Horizontalschwenkflügelachsen ausmittig platzierten Stabes, welcher 2 gegenüberliegende Schwenkflügel starr paart und unter einem zwischen ihren Flanken gebildeten Winkel stets einhält, ausgeführt. Der Stab kann gekrümmt ausgeführt sein.According to the invention at least one coordinating device of the wind turbine in the form of a on paired swing wings attached and placed to their horizontal pivot wing axes outwardly Bar, which 2 opposite swing wings rigid mated and under an angle formed between their flanks always comply, executed. The rod can be curved accomplished be.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The Invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Es zeigen:It demonstrate:

1 – Gesamtansicht eines laufenden Windrads mit zwei Paar Schwenkflügel 1 - General view of a running one Windmill with two pairs of swing-wings

2 – Seitenansicht auf Gehangen der gepaarten Schwenkflügel eines sich außer Betrieb (bei Windstille) befindenden Windrads mit einem Paar Schwenkflügel 2 - Side view on hang the paired swing wings of a out of service (in calm weather) wind turbine with a pair of swing wings

Die Horizontalschwenkflügelachsen 1–4 eines sich unter Windströmung w im Uhrzeigersinn drehenden Windrads befinden sich in einer gemeinsamen Ebene, sind zur Vertikalachse 5 radial gerichtet und an ihrer Tragkonstruktion 6 angeheftet. Die das Windrad drehenden Schwenkflügel 7, 8 hängen an den Horizontalschwenkflügelachsen 1, 2 und befinden sich dank dem Winddruck und den Begrenzungsanschlägen 9, 10 in einer Vertikalstellung (in Arbeitsstellung), während sich die ihnen entsprechenden gepaarten gegenüberliegenden Schwenkflügel 11, 12, bewegt gegen die Windströmung w, in Horizontalstellung befinden, wozu ein geradlinige 13 und ein gekrümmte Stab 14 dienen. In Flaute besetzen alle Schwenkflügel 7, 8, 11, 12 eine Zwischenstellung ähnlich den Schwenkflügeln 15, 16 anderes Windrads unter 45° zum Horizont h-h. Ein Winkel k zwischen den Flanken der Schwenkflügel 15, 16 durch den Stab 20 sowie der Schwenkflügel 7, 11 durch den Stab 13 sowie der Schwenkflügel 8, 12 durch den Stab 14 macht sowohl in Flaute als auch bei der Arbeit des Windrads denselben Sollwert annähernd 90° aus.The horizontal swing wing axes 1 - 4 a wind turbine rotating clockwise under wind flow w are in a common plane, are to the vertical axis 5 directed radially and on its supporting structure 6 attached to. The wind turbine turning the swing wing 7 . 8th hang on the horizontal pivot wing axes 1 . 2 and are thanks to the wind pressure and the limit stops 9 . 10 in a vertical position (in working position), while their corresponding paired opposite pivoting wings 11 . 12 , moved against the wind flow w, are in horizontal position, including a rectilinear 13 and a curved rod 14 serve. In doldrums occupy all swing wings 7 . 8th . 11 . 12 an intermediate position similar to the swing wings 15 . 16 another wind turbine at 45 ° to the horizon hh. An angle k between the flanks of the swing wings 15 . 16 through the bar 20 as well as the swing wing 7 . 11 through the bar 13 as well as the swing wing 8th . 12 through the bar 14 makes the same set point approximately 90 ° both in the doldrums and in the work of the wind turbine.

Infolge der streng horizontalen Lage der sich gegen die Windströmung w bewegenden Schwenkflügel stellt Verlust ihres Widerstandes eine äußerst geringe Größe dar.As a result the strictly horizontal position of moving against the wind flow w rotary vane loss of their resistance represents a very small size.

Claims

Wind turbine with a vertical axis ( 5 ) and horizontal swing wing axes ( 1 . 3 ), which are in a common plane, to said vertical axis ( 5 ) directed radially and on a support structure ( 6 ) of the vertical axis ( 5 ), in which case the windmill has at least one coordinating device, which has two opposite pivoting wings ( 7 . 11 ) and under an angle formed between its flanks, which is approximately 90 °, and a working position each to its horizontal pivot wing axis ( 1 . 2 . 3 . 4 ) asymmetrically located pivoting wing ( 7 . 8th . 11 . 12 ) limiting its inclination limiting device whose limit stops ( 9 . 10 . 18 . 19 ) or pull ropes in working position of the pivoting wings ( 7 . 8th . 11 . 12 ) ensure their approximate vertical position, characterized in that the at least one coordinating device of the windmill in the form of a pair of pivoting wings ( 7 . 11 ) and to their horizontal pivot wing axes ( 1 . 3 ) outwardly placed rod ( 13 ), which 2 opposite pivoting wings ( 7 . 11 ) is rigidly coupled and always maintained under an angle formed between its flanks.

Wind turbine with a vertical axis ( 5 ) and horizontal swing wing axes ( 1 . 2 . 3 . 4 ) according to claim 1, characterized in that the rod ( 14 ) is curved.