DE1175416B

DE1175416B - Device for receiving the wind power in a tower od.

Info

Publication number: DE1175416B
Application number: DER33818A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Bruno Rehm
Original assignee: BRUNO REHM DIPL ING
Current assignee: BRUNO REHM DIPL ING
Priority date: 1962-11-05
Filing date: 1962-11-05
Publication date: 1964-08-06

Description

Vorrichtung zur Aufnahme der Windkraft bei einem Turm od. dgl. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme der Windkraft bei einem Turm od. dgl.Device for receiving the wind power in a tower od. Like. The The invention relates to a device for receiving the wind power in a tower od. like

Solche Bauwerke wurden bisher dadurch gehalten, daß sie entweder im Untergrund eingespannt oder durch Abspannseile zum Boden verspannt waren. Die Ableitung der Windkräfte in den Untergrund erfolgte dabei also über das Bauwerk selbst.Such structures have hitherto been maintained by either being in the Clamped underground or braced to the ground by guy ropes. The derivation the wind forces into the subsoil took place via the structure itself.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Türmen od. dgl. Einspannungen oder Abspannseile zu vermeiden, ohne dadurch die Standsicherheit des Bauwerkes zu verschlechtern. Dies wird dadurch erreicht, daß zur Aufnahme der Windkraft drei oder mehr radial verteilt an einem Turm od. dgl. befestigte, motorisch angetriebene Luftschrauben oder Antriebsmittel gleicher Wirkung angeordnet sind, welche selbsttätig in Abhängigkeit vom Winddruck und der Windrichtung so betätigt werden, daß die resultierende Luftschraubenzugkraft der Windkraft entgegenwirkt.The invention is based on the object od in towers or avoid guy ropes without compromising the stability of the structure worsen. This is achieved in that three to accommodate the wind power or more radially distributed on a tower or the like. Mounted, motor-driven Propellers or drive means of the same effect are arranged, which automatically depending on the wind pressure and the wind direction are operated so that the resulting Propeller pulling force counteracts wind power.

Durch die Erfindung wird der große Vorteil erreicht, daß die oft sehr kostspieligen Einspannungen im Untergrund und die in vielen Fällen lästigen Abspannseile in Fortfall kommen können. Man kann auch viel größere Bauhöhen als bisher erzielen, ohne auf die Schlankheit des Bauwerks verzichten zu müssen.The invention has the great advantage that the often very costly restraints in the subsurface and the annoying guy ropes in many cases can come in failure. You can also achieve much greater heights than before, without having to forego the slimness of the building.

Die Erfindung wird vorteilhaft angewendet bei sehr hohen Türmen, bei denen sich der technische Aufwand und der Aufwand für Sicherheitsvorrichtungen, z. B. Notstromaggregate, lohnt, insbesondere bei Fernsehtürmen, Türmen für wissenschaftliche Beobachtungen, Festpunkten in großen Höhen für militärische Zwecke usw. Eine besonders geeignete Anwendung ergibt sich dort, wo die Einspannung eines Turmes am Fußpunkt wegen der geologischen Verhältnisse nicht möglich ist oder sich wegen der Kürze der Existenz des Bauwerks nicht lohnt. Weitere Anwendungsmöglichkeiten für die Erfindung liegen bei turmartigen Bauwerken auf Schwimmkörpern, z. B. Leuchttürmen, sowie bei ausziehbaren, auf Fahrzeugen montierten Masten, z. B. Feuerwehrgeräten, Autokranen usw.The invention is advantageously used in very tall towers which are the technical effort and the effort for safety devices, z. B. emergency power generators, is worthwhile, especially with television towers, towers for scientific Observations, fixed points at great heights for military purposes, etc. A special one suitable application arises where the clamping of a tower at the base point is not possible because of the geological conditions or because of the shortness not worth the existence of the structure. Further possible uses for the invention are in tower-like structures on floating bodies, z. B. lighthouses, as well as at extendable vehicle-mounted masts, e.g. B. fire fighting equipment, truck cranes etc.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt A b b. 1 die Anordnung und statische Wirkung der Vorrichtung gemäß der Erfindung bei einem eingespannten Turm, A b b. 2 wie A b b. 1, jedoch bei einem am Fußpunkt gelenkig gelagerten Turm, A b b. 3 die Draufsicht auf einen Turm und A b b. 4 den Kräfteverlauf bei Aufnahme der Windkraft. Im oberen Bereich eines turmartigen Bauwerks sind drei motorisch angetriebene Luftschrauben L1, L2 und L3 radial verteilt angeordnet. Die Steuerung dieser Luftschrauben erfolgt automatisch in Abhängigkeit vom Winddruck und der Windrichtung in der Weise, daß die aus den Luftschraubenzugkräften Z1 und Z2 resultierende Luftschraubenzugkraft Z in Richtung und Größe der Windkraft W entgegenwirkt (A b b. 4). Die Luftschraube L3, die auf der Windschattenseite liegt, tritt hierbei nicht in Tätigkeit und erzeugt somit auch keine Kraftkomponente.In the drawing, the invention is based on exemplary embodiments explained in more detail. It shows A b b. 1 the arrangement and static effect of the device according to the invention with a clamped tower, A b b. 2 like A b b. 1, however in the case of a tower articulated at the base, A b b. 3 the top view of a Tower and A b b. 4 the force curve when the wind power is absorbed. In the upper area a tower-like structure are three motor-driven propellers L1, L2 and L3 arranged radially distributed. These propellers are controlled automatically depending on the wind pressure and the wind direction in such a way that the Propeller tension forces Z1 and Z2 resulting propeller tension force Z in direction and the size of the wind force W counteracts (A b b. 4). The L3 propeller that is on the slipstream side, does not come into action and thus generates also no force component.

Die Luftschrauben zur Windkraftaufnahme sind anwendbar bei einem eingespannten Turm gemäß A b b. 1, wobei sich die Momentenlinie M1 ergibt, oder auch bei einem labilen Grundsystem gemäß A b b. 2, wobei sich die Momentenlinie M2 ergibt. Die zweite Anwendungsart ist aber nur möglich zusammen mit der nachstehend beschriebenen Steuerungsart III.The propellers for taking up wind power can be used with a clamped Tower according to A b b. 1, resulting in the torque line M1, or with one unstable basic system according to A b b. 2, resulting in the line of moments M2. the The second type of application is only possible in conjunction with the one described below Control type III.

Für die Steuerung der Luftschrauben ergeben sich drei Möglichkeiten, und zwar gemäß Steuerungsart I zunächst dadurch, daß jeder Luftschraube ein Windkraftmesser zugeordnet ist, der in Abhängigkeit von der Windkraft die Energiezufuhr für diese Luftschraube steuert. Die Steuerungsart 1I besteht darin, daß eine Windfahne mit eingebautem Windkraftmesser die Regelung der Energiezufuhr zu den Luftschrauben übernimmt. Nach der Steuerungsart III, die vorzugsweise für labile Systeme geeignet ist, dient die horizontale Verschiebung eines hochgelegenen Punktes des Turmes als Regelgröße für die Energiezufuhr zu den einzelnen Luftschrauben. Da die Windkraft als Aktionskraft direkt die Luftschraubenzugkraft als Reaktionskraft steuert, werden beide Kräfte nicht im gleichen Augenblick wirksam. Die Trägheit der Masse des turmartigen Bauwerks einschließlich der technischen Einrichtungen und bei sehr leichten Bauwerken eine im Bereich der Luftschrauben zusätzlich angeordnete Masse verhindern aber ein trägheitsloses Ausweichen.There are three options for controlling the propellers: in accordance with control type I initially in that each propeller has an anemometer is assigned to the energy supply for this depending on the wind power Propeller controls. The control type 1I is that a wind vane with built-in anemometer regulates the energy supply to the propellers takes over. According to control type III, which is preferably suitable for unstable systems is, the horizontal displacement of a high point of the tower serves as Controlled variable for the energy supply to the individual propellers. There the wind power as action force directly the propeller pulling force as reaction force controls, both forces do not take effect at the same time. The indolence the mass of the tower-like structure including the technical facilities and in the case of very light structures an additional one in the area of the propellers But masses prevent an inertia-free evasion.

Claims

Claims: 1. Device for receiving the wind power at a Tower or dgL, marked by three or more radially distributed attached to it, motor-driven propellers or drive means having the same effect, which are operated automatically depending on the wind pressure and the wind direction, that the resulting propeller tension counteracts the wind power.

2. Device according to claim 1, characterized in that the propellers or the like in series are arranged at different altitudes.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that each propeller or the like is assigned a wind power meter is the energy supply for this propeller depending on the wind power controls.

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that one Wind vane with built-in anemometer regulating the energy supply to the Propellers or the like.

5. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized marked that ß the horizontal displacement of a high point as Controlled variable for the energy supply to the individual propellers or the like.