DE7716230U1

DE7716230U1 - WIND WINGS

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Publication number: DE7716230U1
Application number: DE7716230U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-05-23
Filing date: 1977-05-23
Publication date: 1977-11-10

Description

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J. RICHTER F. WERDERMANN R. SPLANEMAIJN dr. B. REITZNERJ. RICHTER F. WERDERMANN R. SPLANEMAIJN dr. B. REITZNER

DIPL.-ING. DIPL.-ING. DIPL.-IN©, DIPL-CHEM.DIPL.-ING. DIPL.-ING. DIPL.-IN ©, DIPL-CHEM. HAMBURG MÜNCHENHAMBURG MUNICH

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GebrauchsmusteranmeldungUtility model registration

Friedrich Cramer, 2111 HeidenauFriedrich Cramer, 2111 Heidenau

WindflügelWind blades

Die Erfindung betrifft einen Windflügel für Windturbinen, Windmühlen u.dgl. mit mindestens zwei Flügelblättern.The invention relates to a wind blade for wind turbines, windmills and the like with at least two blades.

Es ist bekannt,zur Nutzung der Windenergie Windturbinen oder Windmühlen zu verwenden. Hierbei wird durch die Windanströmung ein Windflügel in Rotation versetzt, dessen Rotationsenergie zum Antrieb mechanischer Einrichtungen , Generatoren od.dgl. verwendet wird. Die Windflügel sind als Rotoren mit zwei und mehr Blättern ausgebildet, die durch geeignete Bauart - z.B. verleimtes hochwertiges Leichtholz, das mit einem Glasfaserlaminat bezogen ist - auch bei hohenIt is known to use wind energy from wind turbines or to use windmills. Here, a wind blade is set in rotation by the wind flow, its Rotational energy to drive mechanical devices, generators or the like. is used. The wind blades are as Rotors designed with two or more blades, which by suitable construction - e.g. glued high-quality light wood, which is covered with a fiberglass laminate - even with high

Konion: Deutsch· Dink AQ Hamburg (DLZ 20070000) Konlo-Nr. 0/10 055 · Pootochocknint Hamburg (DU 20010020) Konlo-Nr. 202000-2OtKonion: German Dink AQ Hamburg (DLZ 20070000) Konlo-Nr. 0/10 055 Pootochocknint Hamburg (DU 20010020) Konlo-Nr. 202000-2Ot

Windgeschwindigkeiten einen schwingungsfreien Lauf gewährleistet. Eine andere bekannte Windturbine hat eine vertikale Achse und gekrümmte Blätter, wodurch die Unabhängigkeit des ^Antriebs von der Windrichtung gewährleistet ist, so dass eine für das Ausrichten des Windflügels gegen den Wind dienende Windfahne nicht erforderlich ist.Wind speeds guarantee a vibration-free run. Another known wind turbine has a vertical axis and curved leaves, is Driv thereby ensuring the independence of the ^A of the wind direction, so that a serving for the alignment of the wind blade against the wind vane is not required.

Der Nachteil dieser bekannten Windflügel besteht darin, dass sie aerodynamisch nur für eine bestimmte Anströmgeschwindigkeit optimiert werden können und ausserhalb dieser nur mit verhältnismässig schlechten Wirkungsgraden arbeiten. Darüber hinaus ist regelmässig eine relativ hohe Mindestgeschwindigkeit des Windes erforderlich, damit eine Rotation der Windflügel bewirkt wird.The disadvantage of these known wind blades is that they are aerodynamic only for a certain flow velocity can be optimized and outside this only work with relatively poor degrees of efficiency. In addition, a relatively high minimum wind speed is regularly required for rotation the wind wing is effected.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Windflügel zu schaffen, der diese Nachteile vermeidet.The object of the invention is to create a wind blade which avoids these disadvantages.

Erfindungsgemäss erfolgt die Lösung der Aufgabe durch einen Windflügel mit einem Profilkörper mit spitzer Nase und spitzer Hinterkante und einer grossen Dickenrücklage im Bereich des Tragholms, bei dem vor dem Profilanströmabschnitt zwischen Nase und Dickenrücklage eine Nasenklappe derart angeordnet ist, dass zwischen dem genannten Profilanströmabschnitt und der Nasenklappe ein diffusorartiger Spalt mit einer vor derAccording to the invention, the object is achieved by a Wind blades with a profile body with a pointed nose and a pointed rear edge and a large thickness reserve in the area of the support beam, in which a nose flap is arranged in this way in front of the profile inflow section between the nose and the thickness reserve is that between said Profilanströmabschnitt and the nasal valve a diffuser-like gap with one in front of the

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Dickenrücklage befindlichen Austrittsöffnung ausgebildet ist. In oiner besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Nasenklappe mittels einer in dem Profilkörper befindlichen Versteileinrichtung in ihrer Lage zum Profilanströmabschnitt verstellbar.Thickness reserve located outlet opening formed is. In a special embodiment of the invention the nasal flap in its position in relation to the profile inflow section by means of an adjusting device located in the profile body adjustable.

Ein Ausführungsbeispjsi der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawings shown. It shows

Fig. 1 eine Windturbine mit einem Windflügel in der Seitenansicht,1 shows a wind turbine with a wind blade in a side view,

Fig. 2 ein Flügelblatt des erfindungsgemassen Windflügels in der Seitenansicht im Schnitt,Fig. 2 is a wing blade of the inventive wind blade in a side view in Cut,

Fig. 3 das Strömungsbild an dem Flügelblatt nach Fig. 2 in einer Seitenansicht im Schnitt,3 shows the flow pattern on the blade according to FIG. 2 in a side view on average,

Fig. 4 das Flügelblatt nach Fig. 2 mit einer Vorrichtung zur Verstellung der Nasenklappe in einer Seitenansicht im Schnitt,FIG. 4 shows the blade according to FIG. 2 with a device for adjusting the nose valve in a side view in section,

Fig. 5 eine Einzelheit der Vorrichtung zur Verstellung der Nasenklappe nach Fig. 4 in einer Seitenansicht im Schnitt,FIG. 5 shows a detail of the device for adjusting the nose valve according to FIG. 4 in a side view in section,

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Fig. 6a ein FlUgelblatt des erfindungagemässen und 6b WindflUgels mit der Vorrichtung zur Verstellung der Nasenklappe in einer Draufsicht im Schnitt,6a shows a wing of the invention and 6b WindflUgels with the device for adjusting the nose valve in one Top view in section,

Fig. 7 einen Windflügel mit drei FlUgelblättern in der Vorderansicht im teilweisen Schnitt,7 shows a wind blade with three blades in the front view in partial section,

Fig. 8 die Nabe des WindflUgels nach Fig. 7 in der Draufsicht im Schnitt,8 shows the hub of the wind vane according to FIG. 7 in a plan view in section,

Fig. 9 eine Steuerschiene für eine Schiebestange in der Vorderansicht im Schnitt,9 shows a control rail for a push rod in a front view in section,

Fig. Io die Steuerschiene für eine Schiebestange nach Fig. 9 in der Seitenansicht im Schnitt,FIG. Io shows the control rail for a push rod according to FIG. 9 in a side view in section,

Fig. 11 eine Windturbine mit zwei Windflügeln in Tandemanordnung in einer Seitenansicht·11 shows a wind turbine with two wind blades in tandem in a side view.

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In Pig. 1 ist eine Windturbine 1 dargestellt, die aus einem in einem Fundament 7 verankerten Mast 2 besteht, der seitlich durch Ankerseile 3 abgespannt ist. An dem dem Fundament 7 abgewandten Endabschnitt des Mastes 2 ist ein Lagerkopf angeordnet, an dem ein Windflügel 9 mit einer Windfahne 4 drehbar gelagert ist« Der Windflügel 9 steht mit einem Generator 6 in Wirkverbindung und besteht aus Flügelblättern lo.In Pig. 1, a wind turbine 1 is shown, which consists of a There is mast 2 anchored in a foundation 7, which is braced laterally by anchor ropes 3. On the foundation 7 A bearing head is arranged facing away from the end section of the mast 2, on which a wind vane 9 with a wind vane 4 is rotatably mounted «The wind blade 9 is in operative connection with a generator 6 and consists of blades lo.

Jedes Flügelblatt Io besteht aus einem Profilkörper 11, an dessen Anstromabschnitt 12a eine Hasenklappe 13 angeordnet ist (Fig.2). Der Profilkörper 11 weist eine spitze Nase und eine spitze Hinterkante 14 auf. Im Bereich des Tragholms 16 ist eine große Dickenrücklage 15 angeorndet. Vor dem Profilanströmabschnitt 17 befii let sich zwischen der Nase 12 und der Dickenrücklage 15 die Nasenklappe 13. Zwischen dieser Nasenklappe 13 und dem Profilanstromabschnitt 17 ist ein diffusorartiger Spalt 18 mit einer vor der Dickenrücklage 15 befindlichen spaltartigen Austrittsöffnung 19 ausgebildet. An der Dickenrücklage 15 befindet sich im Bereich der grössten Profildicke des Profilkörpers 11 eineEach wing blade Io consists of a profile body 11, on whose inflow section 12a has a hatch flap 13 (FIG. 2). The profile body 11 has a pointed nose and a pointed rear edge 14. A large thickness reserve 15 is arranged in the area of the support beam 16. In front the profile inflow section 17 is the nose flap 13 between the nose 12 and the thickness backing 15. Between this nose flap 13 and the profile inflow section 17 is a diffuser-like gap 18 with a gap-like outlet opening located in front of the thickness backing 15 19 trained. On the thickness reserve 15, there is one in the area of the greatest profile thickness of the profile body 11

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der Windanströmrichtung X abgewandte spitze Kante 5a, die dar Austrittsöffnung 19 zugeordnet ist. Die Austrittsöffnung 19 ist in einem spitzen Winkel zur Windanströmrichtung X angeordnet. Vor der Hinterkante 14 ist auf dem Profilkörper 11 der Windanströmrichtung X zugewandt eine Verdickung 2o ausgebildet. Zwischen der balligen Verdickungpointed edge 5a facing away from the wind inflow direction X and assigned to the outlet opening 19. The outlet opening 19 is at an acute angle to the direction of the wind inflow X arranged. In front of the rear edge 14, a is facing the wind inflow direction X on the profile body 11 Thickening 2o formed. Between the convex thickening

21 des Profilkörpers 11 im Bereich des Tragholms 16 und der Verdickung 2o ist der Profilkörper 11 im Querschnitt verjüngt.21 of the profile body 11 in the area of the support beam 16 and the thickening 2o of the profile body 11 is tapered in cross section.

Bei Windanströmung des Flügelblattes Io strömt ein Teil der Luft durch den Spalt 18 und wird beim Austritt aus der Austrittsöffnung 19 beschleunigt, wobei sich in dem Bereich hinter der Kante 15a durch Induktion ein stehender Rotor 27 ausbildet (Fig.3). Auf der Flügelblattvorderseite 11a wird die Luft an der balligen Verdickung 21 und der Verdickung 2o beschleunigt und an der etwas abgewinkelten Hinterkante 14 abgelenkt. Durch das Zusammenwirken von Nasenklappe 13, Dickenrücklage 15,balliger Verdickung 21 und der Verdickung 2o wird ein grösstmöglicher Vortriebsimpuls des Windflügels Io bei einer Windanströmung erzielt.When the wind blows onto the blade Io, part of it flows the air through the gap 18 and is accelerated when exiting the outlet opening 19, in which A stationary rotor 27 is formed by induction behind the edge 15a (FIG. 3). On the front of the blade 11a, the air is accelerated at the spherical thickening 21 and the thickening 2o and at the slightly angled Trailing edge 14 deflected. Due to the interaction of the nose flap 13, thickness backing 15, crowned thickening 21 and the thickening 2o, the greatest possible propulsion impulse of the wind blade Io is achieved in the event of an oncoming wind.

Zur Anpassung an verschiedene Windgeschwindigkeiten kann der Abstand der Nasenklappe 13 von dem Profilanströmabschnitt mittels einer Vorrichtung 22 verstellt werden. Diese VorrichtungTo adapt to different wind speeds, the distance between the nose flap 13 and the profile inflow section can be adjusted by means of a device 22. This device

22 ist in dem Tragholm 16 angeordnet und besteht aus einer22 is arranged in the support beam 16 and consists of one

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mittels einer nicht näher dargestellten Steuereinrichtung drehbaren Exzenterwelle 23, an deren Exzentern 23a Lagerstücke 24 mit Abstandshaltern 25,25a angeordnet sind, an deren freien Endabschnitten 26,26a die Nasenklappe 13 befestigt ist (Fig. 4,5,6a und 6b). Durch Verdrehung der Exzenterwelle 23 kann somit die Nasenklappe 13 verschoben und hierdurch die Dicke des Spaltes 18 verändert werden.eccentric shaft 23 rotatable by means of a control device, not shown in detail, on whose eccentrics 23a bearing pieces 24 are arranged with spacers 25,25a, at the free end sections 26,26a of which the nose flap 13 is attached (Fig. 4,5,6a and 6b). By rotating the eccentric shaft 23, the nose valve 13 can thus be displaced and thereby the thickness of the gap 18 can be changed.

Besonders vorteilhaft ist es, die Stellung der Nasenklappe 13 zu dem Profilanströmabschnitt 17 mittels einer Schiebestange 23b zu steuern, die axial verschieblich in dem Tragholm 16 angeordnet ist. Hierbei befinden sich die Lagerstücke 24 mit Abstandshaltern 25,25a ebenfalls in dem Tragholm 16 und können durch axiale Verschiebung der Schiebestange 23b mittels der an dieser ausgebildeten Kröpfungen 23c radial zur Schiebestange 23b verschoben werden. Die Fixierung der Schiebestange 23b in dem Tragholm 16 erfolgt vorzugsweise mittels in dem Tragholm 16 angeordneten Führungsbolzen 23d.It is particularly advantageous to adjust the position of the nose flap 13 to the profile inflow section 17 by means of a push rod 23b, which is arranged axially displaceably in the support beam 16. Here are the Bearing pieces 24 with spacers 25,25a also in the support beam 16 and can be shifted axially the push rod 23b is displaced radially to the push rod 23b by means of the crankings 23c formed thereon will. The push rod 23b is preferably fixed in the support beam 16 by means of means arranged in the support beam 16 Guide pin 23d.

In Fig. 7 ist ein Windflügel 3o dargestellt, der aus drei Flügelblättern Io besteht, die sternförmig an der drehbaren Nabe 31 angeordnet sind. Die Schiebestangen 23b der Flügelblätter Io sind mittels einer Verstelleinrichtung 5o betätigbar. Diese weist ein im Querschnitt sternförmiges Führungs-In Fig. 7, a wind blade 3o is shown, which consists of three blades Io, the star-shaped on the rotatable Hub 31 are arranged. The push rods 23b of the blades Io can be actuated by means of an adjusting device 5o. This has a star-shaped guide in cross-section

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stück 32 auf, das mit der Abtriebswelle 42 verbunden ist. An dem Führungsstück 32 sind drei radial zur Rotorachse 3oc angeordnete Stege 32a ausgebildet, deren Endabschnitte in Gleitstücken 41 axial versshieblich sind, die an der Innenfläche der Nabe 31 ausgebildet sind. Die Übertragung der bei Windanströmung erzeugten Drehmomente von der Nabe 31 auf die Abtriebswelle 42 erfolgt über die Gleitstücke 41 und die Stege 32a des Führungsstücks 32. Im Kernbereich 32b des Führungsstücks 32 sind Gleitschienen 34 angeordnet, in denen Führungsstücke 36 befindlich sind, die an den freien Endabschnitten der Schiebestangen 23b ausgebildet sind. Die Führungsstücke 36 gleiten bei einer axialen Verschiebung der Nabe 31 durch Staudruck in den Gleitschienen 34. Da diese an einem Endabschnitt winklig zur Rotorachse 3oc ausgebildet sind, werden die Schiebestangen 23b radial zur Rotorachse 3oc verschoben , wodurch die an jedem Flügelblatt Io befindliche Nasenklappe 13 verstellt wird (Fig.9 und lo).piece 32 which is connected to the output shaft 42. On the guide piece 32 there are three radial to the rotor axis 3oc arranged webs 32a formed, the end portions of which are axially displaceable in sliding pieces 41, which on the Inner surface of the hub 31 are formed. The transmission of the torque generated by the wind flow from the hub 31 on the output shaft 42 takes place via the sliders 41 and the webs 32a of the guide piece 32. In the core area 32b of the guide piece 32 slide rails 34 are arranged in which guide pieces 36 are located, which are attached to the free End portions of the push rods 23b are formed. The guide pieces 36 slide in the event of an axial displacement the hub 31 by dynamic pressure in the slide rails 34. Since these are formed at an end portion at an angle to the rotor axis 3oc are, the push rods 23b are moved radially to the rotor axis 3oc, whereby the located on each blade Io The nose valve 13 is adjusted (Fig. 9 and lo).

Gleichzeitig erfolgt bei der axialen Verschiebung der Nabe 31 eine Verstellung des Anstellwinkels der Flügelblätter lo. Hierzu ist jedem Flügelblatt Io eine Stelleinrichtung 6o zugeordnet. Jede Stelleinrichtung 6o besteht aus einem Hebel 62, der an einem Anschlag 61 an einem der Stege 32a drehbar gelagert ist. Der dem Anschlag 61 abgewandte Endabschnitt des Hebels 62 ist mit einem an einem FlügelblattAt the same time, when the hub 31 is axially displaced, the angle of attack of the blades is adjusted lo. For this purpose, an adjusting device 6o is assigned to each wing blade Io. Each adjusting device 6o consists of one Lever 62 which is rotatably mounted on a stop 61 on one of the webs 32a. The end section facing away from the stop 61 of the lever 62 is with one on a wing blade

Io befindlichen Stellhebel 64 gelenkig verbunden. Bei einer axialen Verschiebung der Nabe 31 wird somit jedes Flügelblatt Io um seine Längsachse gedreht, wodurch der Anstellwinkel verändert wird.Io located adjusting lever 64 articulated. At a axial displacement of the hub 31, each blade Io is rotated about its longitudinal axis, whereby the angle of attack is changed.

Es ist auch möglich, zwei Windflügel 3o,3oa in Tandemanordnung auf eine gemeinsame Abtriebswelle 4 ' wirken zu lassen (Fig.11). Um bei nachlassender Windanströmung eine Rückstellung der Windflügel 3o,3oa zu erzielen, ist die Windfahne 4b an einem starren Hebel 38 um eine Drehachse 39 durch Verschiebung der Nabe 31 schwenkbar gelagert. Die Drehachse 39 befindet sich oberhalb der Rotorachse 3oc, so dass die Windfahne 4b bei nachlassendem Staudruck aufgrund ihres Eigengewichtes aus der ausgeschwenkten Lage in die Ursprungslage zurückzuschwenken trachtet und hierbei durch Verschiebung der Nabe 31 eine Rückstellung der Windflügel 3o,3oa bewirkt.It is also possible to have two wind blades 3o, 3oa act in tandem on a common output shaft 4 ' (Fig. 11). In order to provide a provision when the wind flow decreases To achieve the wind vane 3o, 3oa, the wind vane 4b is on a rigid lever 38 about an axis of rotation 39 by displacement the hub 31 is pivotably mounted. The axis of rotation 39 is located above the rotor axis 3oc, so that the Wind vane 4b tends to pivot back from the pivoted position to the original position when the dynamic pressure decreases due to its own weight and thereby by displacement the hub 31 brings about a return of the wind blades 3o, 3oa.

- Schutzansprüche -- Protection claims -

Claims

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1. Wind blades for wind turbines, windmills and the like at least two blades, characterized by a profile body (11) with a pointed nose (12) and pointed rear edge (14) and a large thickness backing (15) in the area of the support beam (16) a nose flap in front of the profile inflow section (17) between the nose (12) and the thickness backing (15) (13) is arranged such that between the profile inflow section (17) and the nose flap (13) diffuser-like gap (18) with an outlet opening (19) located in front of the thickness reserve (15) is trained.

2. Wind blade according to claim 1, characterized in that on the thickness backing (15) in the area of greatest profile thickness of the profile body (11) a pointed edge (15a) facing away from the wind flow direction (X) is trained.

3. Wind blade according to Claim 1 and 2, characterized in that the outlet opening (19) is at an acute angle to the wind inflow direction (X) is arranged.

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4. Wind vane according to claim 1 to 3, characterized in that that in front of the rear edge (14) on the profile body (11) facing the wind inflow direction (X) a thickening (2o) is formed.

5. Wind blade according to claim 1 to 4, characterized in that the cross section of the profile body (11) On the upstream side, between the convex thickening (21) in the area of the support beam (16) and the thickening (2o) is tapered.

6. Wind blade according to claim 1 to 5, characterized in that a device (22) for adjustment in the support beam (16) the nose flap (13) is arranged.

7. Wind blade according to claim 6, characterized in that in the support beam (16) one by means of a control device rotatable eccentric shaft (23) is mounted, on whose eccentrics (23a) bearing supports (24) with spacers (25,25a) are arranged, at the free end portions (26,26a) of which the nose flap (13) is attached.

8. Wind vane according to claim 6, characterized in that in the support beam (16) one by means of a control device displaceable push rod (23b) is mounted, which has offsets (23c), by means of which at axial

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Displacement of the push rod (23b) bearing pieces (24) radially displaceable to the push rod (23b) which are connected to the nose valve (13) by means of spacers (25,25a).

9. Wind blade according to claim 1 to 8, characterized in that that on a rotatable hub 31 star-shaped blades (lo) are arranged, which by means of a acted upon by the dynamic pressure of the incoming wind Adjusting device (5o) are adjustable.

10. Wind blade according to claim 9, characterized in that that the hub (31) is axially displaceable on a guide piece (32) with a star-shaped cross section, which is connected to the output shaft (42) and on which each Push rod (23b) of a wing blade (lo) associated with a control device (33) is formed.

11. Wind blade according to claim 9 to Io, characterized in that that the control device (33) has a Gleitschienet 34) which is angled in sections designed to the rotor axis (3oc) and in which one at the free end portion of a push rod (23b) located guide piece (36) is slidable.

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12. Windi blade according to claim 9 to 11, characterized in that that on each web (32a) of the guide piece (32) an adjusting device (6o) is arranged, by means of which the setting angle of the adjusting device (6o) associated wing blade (lo) is adjustable.

13. Wind vane according to claim 12, characterized in that the adjusting device (6o) consists of a lever (62) consists, which is rotatably mounted on a stop (61) on a web (32a) and with one on the blade (lo) located adjusting lever (64) is articulated.

14. Wind blade according to claim 9 to 13, characterized in that the wind vane (4b) upon axial displacement of the Wind vane (3o) about an axis of rotation (39) with the formation of one that acts in the opposite direction to the axial displacement Torque is pivotable.