DE102015011260A1

DE102015011260A1 - Wind turbine with more than one wing per wing flange of the rotor

Info

Publication number: DE102015011260A1
Application number: DE102015011260.0A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-08-26
Filing date: 2015-08-26
Publication date: 2017-03-02

Abstract

Betr. der Fundstelle:, das schmale lange Flügel in der Leistung effizienter sind als kurze, breite Flügel. Zu Einem geht dies aus den Erfahrungen aus der Entwicklung im Segelflugzeugbau hervor, und zum Zeiten würden die kurzen, breiten Flügel die gleiche Leistung erbringen, so würde man sie an den Windkraftanlagen einsetzen, da kurze, breite Flügel weniger dynamische Nachteile haben. Aus Sicht der Stabilität haben die dicken, starken Rotorflügel vom Stand der Technik die notwendige Profilform. Aus Sicht der effizienten Drehleistung des Rotors müssten die Flügel eine schlankere, aerodynamischere Profilform besitzen (4 und 5) im Vergleich. Die Flügel vom Rotor (4) sowie vom Rotor 5 haben in der Summe das gleiche Volumen, doch der Rotor von (4) mit den schlankeren Flügeln zeigt in der Darstellung der Profilquerschnitte seinen Leistungsvorteil. Die Verdopplung der Drehgeschwindigkeit des Rotors verdreifacht die Energieleistung. Deswegen werden schnelllaufende Rotoren verwendet. Mit dem Profilanstellwinkel von (4 (14) erreicht der Rotor die höchste Drehleistung. Das das Profil (Schnitt PQR) fast quer zur Windrichtung steht, liegt an der maßgebenden Windrichtung des scheinbaren Windes. Die scheinbare Windrichtung am Flügelprofil setzt sich zusammen,: aus der Windrichtung und dessen Windgeschwindigkeit einerseits und aus der Drehrichtung des Rotors sowie dessen Drehgeschwindigkeit andererseits. Der Grund dafür, dass die einzelnen Flügelprofilquerschnitte nicht die gleiche Richtung zum Wind haben, liegt an den verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten des Rotors, In der Richtung hin zum Rotorzentrum reduzieren sich die Umfangsgeschwindigkeiten bis auf Null.Subject. The reference: narrow narrow wings are more efficient in performance than short, wide wings. On the one hand, this is the result of experience in the development of glider construction, and at times, the short, wide wings would produce the same performance, so they would be used on wind turbines because short, wide wings have less dynamic drawbacks. From the perspective of stability, the thick, strong rotor blades of the prior art have the necessary profile shape. From the point of view of the efficient rotational performance of the rotor, the wings would have to have a slimmer, more aerodynamic profile shape (4 and 5) in comparison. The wings of the rotor (4) and the rotor 5 have in sum the same volume, but the rotor of (4) with the slimmer wings shows in the representation of the profile cross sections its performance advantage. Doubling the rotational speed of the rotor triples the energy output. That is why high-speed rotors are used. With the tread angle of (4 (14) the rotor achieves the highest turning power, and the profile (PQR cut) is almost transverse to the wind direction, because of the prevailing wind direction of the apparent wind The reason for the fact that the individual airfoil sections do not have the same direction to the wind is due to the different peripheral speeds of the rotor, in the direction towards the rotor center the circumferential speeds are reduced to zero.

Description

Windkraftanlagen mit horizontaler Achse, mit Drehzahlregulierung und Windrichtungsnachführung zur Herstellung von El. Energie.Wind turbines with horizontal axis, with speed regulation and wind direction tracking for the production of El. Energy.

Das Ziel ist es, aus der Kraft des Windes, kostengünstig einen hohen El. Energieertrag zu erzeugen.The goal is, from the power of the wind, cost a high El. Generate energy yield.

Aus Sicht der Stabilität haben die dicken, starken Rotorflügel vom Stand der Technik die notwendige Profilform. Aus Sicht der effizienten Drehleistung des Rotors müssten die Flügel eine schlankere, aerodynamischere Profilform besitzen (4 und 5) im Vergleich. Die Flügel vom Rotor (4) sowie vom Rotor 5 haben in der Summe das gleiche Volumen, doch der Rotor von (4) mit den schlankeren Flügeln zeigt in der Darstellung der Profilquerschnitte seinen Leistungsvorteil. Die nötige Stabilität der schlankeren Flügel gegen die dynamischen Kräfte (bei Starkwind) erhalten die Flügel durch das Verbindungsdreieck. Von der Traverse, dem Radialdrehpunkt I und dem Radialdrehpunkt II, siehe (3).From the perspective of stability, the thick, strong rotor blades of the prior art have the necessary profile shape. From the point of view of the efficient rotational performance of the rotor, the wings would have to have a slimmer, more aerodynamic profile shape ( 4 and 5 ) compared. The wings of the rotor ( 4 ) as well as from the rotor 5 have in sum the same volume, but the rotor of ( 4 ) with the slimmer wings shows in the representation of the profile cross sections its performance advantage. The necessary stability of the slimmer wings against the dynamic forces (in strong winds) are given to the wings by the connecting triangle. From Traverse, Radial Fulcrum I and Radial Fulcrum II, see ( 3 ).

Bei Sturm werden die Flügel des Rotors durch eine Pitch-Vorrichtung am Flügeladapter (1 (7)) gegen das Überdrehen des Rotors, in Windfahnenrichtung gestellt. Der Flügel (3) wird durch die Traverse (5) gleichfalls mit verstellt. Damit sich der Flügel (3) beim Verstellen leicht bewegt, hat er am Flügelflansch keine Verbindung zur Rotornabe. Die Zugkräfte werden durch eine Kette aufgefangen. Diese Kette verläuft im inneren des Flügels und reicht von der Rotornabe (9) bis zur Traverse (5).In case of a storm, the wings of the rotor are replaced by a pitch device on the wing adapter ( 1 ( 7 )) against over-rotation of the rotor, placed in Windfahnenrichtung. The wing ( 3 ) is supported by the traverse ( 5 ) also adjusted. So that the wing ( 3 ) moves slightly when adjusting, it has no connection to the rotor hub on the wing flange. The tensile forces are absorbed by a chain. This chain runs inside the wing and extends from the rotor hub ( 9 ) to the traverse ( 5 ).

Alternativ zur Kettenversion wäre das Rollenlager am Flügelflansch, das allerdings die hohen Zugkräfte auffangen müsste.As an alternative to the chain version, the roller bearing would be on the wing flange, which, however, would have to absorb the high tensile forces.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

Fig. 1: Die Windkraftanlage in der Perspektive

1: Flügel 1
2: Flügel 2
3: Flügel 3
4: Turm
5: Traverse
6: Gondel
7: Blattadapter
8: Flügelflansch
9: Rotornabe

Fig. 2: Die Windkraftanlage in der Vorderansicht

10: Verbindungsbolzen
11: Die Rotordrehrichtung

Fig. 3: Die Windkraftanlage in der Seitenansicht

12: Radialdrehpunkt I
13: Radialdrehpunkt II

Fig. 4: Die Flügelquerschnitte der Windkraftanlage

14: Die Flügelquerschnitte im Maßstab 1 × 3 vergrößert
15: Windrichtung

Fig. 5: Der Flügel eines Rotors vom Stand der Technik

16: Die Flügelquerschnitte im Maßstab 1 × 3 vom Stand der Technik

Fig. 1: The wind turbine in perspective

1: Wing 1
2: Wing 2
3: Wing 3
4: tower
5: traverse
6: gondola
7: blade adapter
8th: Flügelflansch
9: rotor hub

Fig. 2: The wind turbine in front view

10: connecting bolts
11: The rotor rotation direction

Fig. 3: The wind turbine in the side view

12: Radial pivot point I
13: Radial pivot point II

Fig. 4: The wing sections of the wind turbine

14: The wing cross sections in the scale 1 × 3 enlarged
15: wind direction

Fig. 5: The wing of a rotor of the prior art

16: The wing sections in the scale 1 × 3 of the prior art

Claims

Wind turbines with horizontal axis for the production of El. Energy. Characterized,

that at the radial rotation point of the rotor, the wing flanges each have more than one wing ( 1 )

in that there are vanes at a second radial center of rotation of the rotor which have a mechanical, static purpose connection with the vanes of the first radial pivot point ( 1 ).