Die Erfindung betrifft eine Windturbine gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Derartige Windturbinen sind allgemein bekannt und werden im Prinzip bspw. durch folgenden, schon ziemlich alten Stand der Technik repräsentiert: US-PS 11 39 103, FR-PS 921 518, DE-PS 51 87 33.

Anknüpfend an dieses alte Bauprinzip hat es Weiterent¬ wicklungen gegeben, wozu auf bspw. di'e DE-OS 30 26 315, DE-OS 28 31 731 und DE-OS 31 21 106 hinzuweisen ist. Der¬ artige Windturbinen unterliegen einer vielgestaltigen Problematik, da sie den verschiedenartigsten Gesichtspunk¬ ten und Gegebenheiten Rechnung tragen müssen, bspw. An¬ laufverhalten, Erreichen möglichst hoher Drehzahlen bei ruhigem Lauf, Sturmsicherheit, optimale Einstellbarkeit der Flügel bzw. Strömungsfangblätter mit möglichst gerin¬ gem Aufwand an Verstellelementen und das Ganze bei mög¬ lichst leichter und wenig aufwendiger Bauweise.

Soweit man diesbezüglich den oben genannten Stand der Technik betrachtet, ist festzustellen, daß, abgesehen von den Jahrzehnte alten Turbinen dieser Art, die oben genann¬ ten Gesichtspunkte allein schon aufgrund ihrer aufwendigen Konstruktionen nicht Rechnung tragen können, bei allen Weiterentwicklungen gewissermaßen immer nur an Details herum kuriert wurde, ohne dabei zu berücksichtigen, daß bei solchen Turbinen alle angedeuteten Gegebenheiten wirk¬ sam werden, wobei es möglich ist, daß eine Verbesserung im Detail durchaus wieder negative Auswirkungen auf das Ge¬ samtverhalten haben kann.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine

Ersatzblatf

Turbine der eingangs genannten Art dahingehend zu verbes¬ sern, daß den oben genannten Gesichtspunkten insgesamt Rechnung getragen ist.

Diese Aufgabe ist mit einer Turbine der eingangs genann¬ ten Art nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Hauptanspruches Erfaßte gelöst. Vorteilhafte Weiterbil¬ dungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Durch diese Ausbildung ergibt sich folgendesΪ Für den Anlauf bzw. für geringe Windgeschwindigkeiten lau¬ fen die Strömungsfangblätter aufgrund der Zwangsschräg¬ stellung der Rotorarme in voneinander unabhängigen Räumen und stören sich somit nicht gegenseitig. Erst bei zunehmen¬ den Drehzahlen, d.h. bei entsprechenden Fliehkräften gehen die Rotorarme im Extremfall bis in die Horizontalstellung, was aber mit einer gewissen Reduzierung der Drehzahl ver¬ bunden ist, d.h., der Rotor paßt sich selbsttätig und op¬ timal den jeweiligen Gegebenheiten an, was auch für die erfindungsgemäße Anlenkung der Strömungsfangblätter an die Rotorarme gilt. Diese sind nämlich durch die Anordnung der Gelenke im Bereich der vorspringenden Nase nach Art eines Pendels befestigt, wobei die zeppelinartige Nase den gan¬ zen mittigen Anlenkbereich ebenfalls strömungsgünstig wer¬ den läßt und ünterbringungsmöglichkeiten für die Anwendung eines einfachen Ver-stellbegrenzungselement bietet, was noch näher erläutert wird.

Als wesentlich hat sich auch erwiesen, die ganze Turbine mit einem Kreiselement auszustatten, das d'ie Turbine sta¬ bilisiert, was entscheidend ist, um der Turbine einen ruhi¬ gen Lauf zu vermitteln und nach außen wirksam werdende Kräfte zu reduzieren und damit massive und aufwendige Mast¬ konstruktionen vermeiden zu können.

Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß eine derart aus-

gebildete Turbine sogar bei Windgeschwindigkeiten von ca. 160 km/h funktionsfähig geblieben und einfach weiterge¬ laufen ist, ohne daß sonstige Maßnahmen zur Sturmsicher¬ heit getroffen werden mußten. Ohne diesbezüglich genaue¬ res sagen zu können, kann zunächst nur vermutet werden, daß dies aus dem Zusammenwirken aller genannten Merkmale resultiert.

Die erfindungsgemäße Turbine wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 perspektivisch den mittigen Anlenkbereich eines Strömungsfangblattes am Rotorarm;

Fig. 2 perspektivisch den mittigen Anlenkbereich der beiden gleichgerichteten Rotorarme am Turbinen¬ mast bzw. der*Rotorachse;

Fig. 3 einen Prinzipschnitt durch den mittigen Anlenkbe¬ reich gemäß Fig. 1;

Fig. 4 perspektivisch ein Strömungsfangblatt in Seitenan¬ sicht und

Fig. 5 in Ansicht die Gesamtturbine mit Rotorachse und Mast.

Wie die Figuren erkennen lassen, sind die Strömungsfang¬ blätter 1, die vorteilhaft gemäß Fig. 5 leicht geknickt bzgl. ihrer Hälften am Rotorarm 3 angeordnet sind (in Fig. 5 gestrichelt angedeutet) , in ihrem mittigen Anlenkbereich 2 an den Rotorarmen 3 mit einer zeppelinartigen, vorsprin¬ genden Nase 4 versehen, mit der das jeweilige Strömungs¬ fangblatt 1 durch ein geeignetes Gelenk 15 pendelartig am Rotorarmende 5 angelenkt ist.

Die Nase 4 ist, wie aus Fig. 1, 4 erkennbar, mit einer Ausnehmung 6 versehen, in der, fest mit dem Rotorarmende

verbunden, ein in seiner Größe entsprechend angepaßter Strömungskörper 7 angeordnet ist, der beim Ausführungs¬ beispiel hinten ein drehbares und mit Anschlägen 8 ver¬ sehenes Sperrblatt 9 aufweist, das sich in der dargestell¬ ten Stellung mit seinen Anschlägen 8 durch Fliehkraftwir¬ kung (Fliehkraftgewicht 9*) in bezug auf das Strömungs¬ fangblatt in Sperrstellung befindet, d.h., das Strömungs¬ fangblatt nimmt für die entsprechende Drehzahl eine opti¬ male Stellung ein. Die Betätigung des Sperrblattes 9 un¬ ter Fliehkraftwirkung ist nicht zwingend, wenn auch wegen der Einfachheit bevorzugt, sondern die Einstellung kann auch durch andere geeignete Maßnahmen bewirkt werden, bspw. elektronische Steuerung, ausgehend von einer magnetischen oder optischen Drehzahlmessung, Frequenzmessung am Genera¬ tor 16, Staudruckmessung am Strömungsfangblatt od. dgl.

Wie aus Fig. 2 und 5 erkennbar, sind die beiden gleichge¬ richteten Rotorarme 3, die vorteilhaft im Querschnitt ei¬ nem schlanken Tragflügel- bzw. Tropfenprofil entsprechen, gemeinsam in bezug auf die Rotorachse 10 in einer unter der Wirkung eines entsprechend eingestellten Gegendruck¬ elementes 11, wie Feder od. dgl. aufrechterhaltenen Schräg¬ stellung unter Einwirkung der Fliehkraft in Horizontal¬ stellung bringbar ausgebildet und ferner ist direkt oder indirekt an der Rotorachse 10 ein die ganze Turbine stabi¬ lisierendes Kreiselement 12 angeordnet, das gemäß darge¬ stelltem Ausführungsbeispiel in Form zwei gleichgerichte¬ ter, senkrecht zur Gesamtrotorarmlängsachse (unabhängig davon, ob sie geneigt oder horizontal steht) keulenartiger Fortsätze 14 ausgebildet ist, die im Neutralbereich des Rotorarmgelenkes 13 an diesem selbst bzw. an der Rotorach¬ se 10 befestigt sind.

Selbstverständlich könnte das Kreiselement 12 bspw. auch in Form einer Kreisscheibe mit geeignet bemessener Masse, dann aber zwingend in Anordnung an der Achse ausgebildet sein.

Die Struktur und Bauweise der Strömungsfangblätter 1 be- ' darf im einzelnen keiner näheren Erläuterung, da hierbei - ohne weiteres auf Kenntnis und Praktiken bezüglich der Rotorblätter zum Hubschrauben zurückgegriffen werden kann.

Die Anordnung des zeppelinartigen Fortsatzes bzw. der Nase 4 führt nicht nur zu einer strömungsgünstigen Gestaltung im mittleren Anlenkbereich der Strömungsfangblätter an den Rotorarmenden 5, sondern bietet auch konstruktiv günstige Voraussetzungen zum Einbau des Gelenkes 15 und des Sperr¬ blattes 9 einerseits und andererseits auch für einen gün¬ stigen Ansatz und feste Einbindungsmöglichkeiten der Wur¬ zeln der Fangblatthälften an den mittleren Anlenkbereich.

Wie aus Fig. 4 erkennbar, sind im übrigen die Fangblatt¬ hälften 1* zueinander entgegengesetzt zur Drehrichtung des Rotors schwach nach hinten gepfeilt angeordnet.

In der praktischen Verwirklichung eines Prototyps haben die Strömungsfangblätter 1 eine Größe von etwa 1,6 m, wo¬ bei Rotorarmlängen und Höhe des Mastes 17 zur Größe der Fangblätter 1 etwa in Relation stehen, wie sie sich aus Fig. 5 ergibt. Eine derartige Turbine leistet bei einer Windgeschwindigkeit von etwa 10 m/sec etwa 2 KW, wobei ei¬ ne Schnellaufzahl von 10 - 12 zugrundeliegt.