DE20102751U1

DE20102751U1 - Cup star anemometer

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Publication number: DE20102751U1
Application number: DE20102751U
Authority: DE
Original assignee: WILMERS WALTER
Current assignee: WILMERS WALTER
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2001-05-03
Anticipated expiration: 2011-02-17

Description

GLAWE, DELFS, MOLL S RA¹RTNER / PATENTANWÄLTEGLAWE, DELFS, MOLL S RA ¹ RTNER / PATENT ATTORNEYS

1. Walter Wilmers, Hamburg1. Walter Wilmers, Hamburg

2. Mustafa Burg, Hamburg2. Mustafa Burg, Hamburg

3. Teyfik Tabak Hamburg3. Teyfik Tobacco Hamburg

.1 ···· ZUGEtj»SSENE**RTRETER BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT.1 ···· EXPRESS REPRESENTATIVE AT THE EUROPEAN PATENT OFFICE

RICHARD GUWVE, Dr.-lng. (1952-1985)RICHARD GUWVE, Dr.-lng. (1952-1985)

KLAUS DELFS, Dipl.-lng., HamburgKLAUS DELFS, Dipl.-Lng., Hamburg

WALTER MOLL, Dipl.-Phys. Dr. rer. nat, MünchenWALTER MOLL, Dipl.-Phys. Dr. rer. nat, Munich

HEINRICH NIEBUHR, Dipl.-Phys. Dr. phil. habil., HamburgHEINRICH NIEBUHR, Dipl.-Phys. Dr. phil. habil., Hamburg

ULRICH GLAWE, Dipl.-Phys. Dr. rer. nat., MünchenULRICH GLAWE, Dipl.-Phys. Dr. rer. nat., Munich

BERNHARD MERKAU, Dipl.-Phys., München CHRISTOF KEUSSEN, Dipl.-Chem. Dr. rer. nat., HamburgBERNHARD MERKAU, Dipl.-Phys., Munich CHRISTOF KEUSSEN, Dipl.-Chem. Dr. rer. nat., Hamburg

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HAMBURG,HAMBURG,

WILWO2IUDE N/atWILWO2IUDE N/at

Schalenstern-AnemometerCup anemometer

Die Erfindung betrifft ein Schalenstern-Anemometer mit mehreren halbseitig offenen Hohlkörpern, die in gleichmäßigen Winkelabständen an einer Achse und in gleichen Abständen von derselben angeordnet sind, wobei die Öffnungsflächen der Hohlkörper parallel zur Achse sind, und mit einer zylindrischen Säule, in der die Achse koaxial und drehbar gelagert ist.The invention relates to a cup anemometer with several hollow bodies which are open on one side and are arranged at equal angular intervals on an axis and at equal distances from the axis, the opening surfaces of the hollow bodies being parallel to the axis, and with a cylindrical column in which the axis is mounted coaxially and rotatably.

Solche Schalenstern-Anemometer oder Windgeschwindigkeitsmesser werden zum Messen der Windgeschwindigkeit verwendet. Das Schalenstern-Anemometer wird in den Luftstrom gehalten, dessen Geschwindigkeit gemessen werden muß. Der Wind greift dabei in die offenen Hohlkörper ein und übt auf diese eine größere Kraft aus als auf die geschlossene Fläche der Hohlkör-Such cup anemometers or wind speed meters are used to measure wind speed. The cup anemometer is held in the air stream whose speed must be measured. The wind penetrates into the open hollow bodies and exerts a greater force on them than on the closed surface of the hollow bodies.

Dresdner Bank AG Ha^ibtirj|.Q4 030.448 ÖQ^BLZfeOO 8&thgr;&thgr;*&Ogr;&bgr;£·· Postbank«Hamberg 147&bgr;"&thgr;7-·2&Ogr;&Oacgr; (BLZ 200 100 20)Dresdner Bank AG Ha^ibtirj|.Q4 030.448 ÖQ^BLZfeOO 8&thgr;&thgr;*&Ogr;&bgr;£·· Postbank«Hamberg 147&bgr;"&thgr;7-·2&Ogr;&Oacgr; (BLZ 200 100 20)

per, die strömungsgünstig ausgebildet ist. Dadurch werden die Hohlkörper mit der Achse in Drehung versetzt. Die Drehgeschwindigkeit ist dabei ein Maß für die Windgeschwindigkeit.per, which is designed to be aerodynamically favorable. This causes the hollow bodies to rotate with their axis. The rotation speed is a measure of the wind speed.

Solche Schalenstern-Anemometer werden für meteorologische Zwecke, auf Flughäfen, auf Segeljachten und dergleichen verwendet, wo es normalerweise auf die Genauigkeit nicht besonders ankommt und man Ungenauigkeiten von mindestens einigen bis zu 5 oder 10 % ohne weiteres in Kauf nehmen kann. Sehr genaue Messungen der Windgeschwindigkeiten sind aber für die Aufstellung von Windkraftwerken erforderlich. Hier hat es sich gezeigt, daß die Schalenstern-Anemometer zwar im Windkanal genauer als bis auf 1 % kalibriert werden können, draußen aber bei der praktischen Verwendung einen Fehler von bis zu 5 % aufweisen. Dieser Fehler ist für Windenergieanwendungen bei weitem zu groß. Er beruht auf Schwankungen der Vertikalkomponente des Windes infolge Turbulenzen, daß also der Wind nicht genau horizontal auf das Schalenstern-Anemometer trifft. Die Vertikalkomponente kann dabei im ebenen Gelände ± 0 5° betragen, während im nicht ebenen Gelände (z. B. im Gebirge) diese Vertikalkomponente bis zu 15° betragen kann. Die Frage ist in solchen Fällen, was man messen will.Such cup anemometers are used for meteorological purposes, at airports, on sailing yachts and the like, where accuracy is not particularly important and inaccuracies of at least a few to 5 or 10% can be accepted without further ado. However, very precise measurements of wind speeds are required for the installation of wind power stations. Here it has been shown that cup anemometers can be calibrated to within 1% in the wind tunnel, but in practical use outdoors they have an error of up to 5%. This error is far too large for wind energy applications. It is based on fluctuations in the vertical component of the wind due to turbulence, which means that the wind does not hit the cup anemometer exactly horizontally. The vertical component can be ± 0.5° on flat terrain, while on uneven terrain (e.g. in the mountains) this vertical component can be up to 15°. The question in such cases is what you want to measure.

Eine erste Alternative ist es, nur die Horizontalkomponente zu messen. Dahinter steckt der Gedanke, daß das Windkraftwerk im wesentlichen nur die Horizontalkomponente des Windes verwertet. Tritt also der Wind aufgrund von Turbulenzen, die auch im ebenen Gelände auftreten, oder aufgrund der Landschaftsstruktur nicht horizontal auf das Schalenstern-Anemometer auf, so wird in diesem Fall nur die Horizontalkom-A first alternative is to measure only the horizontal component. The idea behind this is that the wind power plant essentially only uses the horizontal component of the wind. If the wind does not hit the cup anemometer horizontally due to turbulence, which also occurs on flat terrain, or due to the landscape structure, then only the horizontal component is measured.

ponente der Geschwindigkeit gemessen, d. h. die Windgeschwindigkeit multipliziert mit dem Kosinus des Winkels, den die Windrichtung mit der Horizontalen macht. Eine zweite Alternative besteht darin, daß das Schalenstern-Anemometer die Windgeschwindigkeit unabhängig von dem Winkel messen soll, mit dem der Wind auf das Schalenstern-Anemometer auftritt. Der Gedanke, der dahinter steckt, ist, daß die Windkraftanlage den ganzen Vektor verarbeitet. In diesem Falle ist die Funktion der gemessenen Winkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Winkel eine Gerade.component of the speed, i.e. the wind speed multiplied by the cosine of the angle that the wind direction makes with the horizontal. A second alternative is that the cup anemometer should measure the wind speed independently of the angle at which the wind hits the cup anemometer. The idea behind this is that the wind turbine processes the entire vector. In this case, the function of the measured angular speed as a function of the angle is a straight line.

Der Hersteller eines Schalenstern-Anemometers muß nun einerseits angeben und sein Instrument entsprechend konstruieren, daß entweder die Horizontalkomponente (Alternative 1) oder die Winkelgeschwindigkeit unabhängig vom Winkel (Alternative 2) gemessen wird. Für die erste Alternative werden kegelförmige Hohlkörper, für die zweite Alternative werden halbkugelförmige Hohlkörper verwendet. Bei diesen wird durch das Anströmen mit Wind auch von oben oder unten eine Saugwirkung 0 erzeugt, wie man sie von der Oberfläche von Tragflächen von Flugzeugen kennt, so daß auch bei vertikaler Anströmung der Windgeschwindigkeitssensor noch das Vorhandensein von Wind dadurch anzeigt, daß sich die Achse mit den Hohlkörpern dreht. Die Hersteller versuchen nun ihre Schalenstern-Anemometer so zu konstruieren, daß sie möglichst genau die Windgeschwindigkeit entsprechend der ersten oder zweiten Alternative messen.The manufacturer of a cup anemometer must now specify and construct his instrument accordingly that either the horizontal component (alternative 1) or the angular velocity is measured independently of the angle (alternative 2). Conical hollow bodies are used for the first alternative, and hemispherical hollow bodies are used for the second alternative. In these cases, a suction effect 0 is generated by the wind flowing from above or below, as is known from the surface of aircraft wings, so that even with a vertical flow, the wind speed sensor still indicates the presence of wind by the axis rotating with the hollow bodies. The manufacturers now try to construct their cup anemometers in such a way that they measure the wind speed as accurately as possible according to the first or second alternative.

Das Problem dabei ist, daß zwar eine recht gute Übereinstimmung mit den theoretischen Werten bei der Anströmung von unten gegeben ist, dies aber nicht bei der Anströmung von obenThe problem is that although there is a fairly good agreement with the theoretical values for the flow from below, this is not the case for the flow from above

der Fall ist. Die Winkelbereiche, in denen die Übereinstimmung mit den theoretischen Werten aber gut sein sollte, sollte mindestens ± 20° sein.is the case. The angle ranges in which the agreement with the theoretical values should be good should be at least ± 20°.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Schalenstern-Anemometers, mit dem mit wesentlich größerer Genauigkeit die Windgeschwindigkeiten auch dann gemessen werden können, wenn der Wind nicht genau horizontal weht.The object of the invention is to create a cup anemometer with which wind speeds can be measured with significantly greater accuracy even when the wind is not blowing exactly horizontally.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß das Schalenstern-Anemometer ein mit Achse und Säule koaxiales zylindrisches Element aufweist, das sich auf der der Säule entgegengesetzten Seite der Befestigungspunkte der Hohlkörper bis über dieselben hinaus erstreckt.The solution according to the invention consists in that the cup anemometer has a cylindrical element which is coaxial with the axis and the column and which extends beyond the fastening points of the hollow bodies on the side opposite the column.

Die Säule mit der darin angeordneten Achse und der oben angeordneten Nabe, an dem die Hohlkörper angebracht sind, endet also nicht in dieser Nabe mit den Befestigungspunkten der Hohlkörper. Vielmehr ist das Schalenstern-Anemometer in Rich-0 tung über diese Befestigungspunkte mit einem zylindrischen Element verlängert, das bei der normalen Arbeitsstellung des Schalenstern-Anemometers nach oben reicht. Dieses zylindrische Element erstreckt sich auch über die Hohlkörper hinaus. Durch eine solche einfache Maßnahme kann nun erstaunlicherweise und in nicht hervorsehbarer Weise die Winkelabhängigkeit der Windgeschwindigkeitsmessung wesentlich näher an die theoretische Kurve (Kosinusfunktion bei der ersten Alternative, Gerade bei der zweiten Alternative) angepaßt werden. Warum dies der Fall ist, muß im wesentlichen vermutet werden.The column with the axle arranged in it and the hub arranged at the top, to which the hollow bodies are attached, does not end in this hub with the fastening points of the hollow bodies. Rather, the cup anemometer is extended in the direction of these fastening points with a cylindrical element that extends upwards in the normal working position of the cup anemometer. This cylindrical element also extends beyond the hollow bodies. By means of such a simple measure, the angular dependence of the wind speed measurement can now, astonishingly and in an unforeseeable way, be adjusted much more closely to the theoretical curve (cosine function in the first alternative, straight line in the second alternative). Why this is the case must essentially be guessed at.

Vermutlich hängt es aber mit der Tatsache zusammen, daß dieBut it is probably related to the fact that the

Umgebung der Hohlkörper, wo die Messung durchgeführt wird, einer symmetrischen Umgebung besser angenähert ist als ohne das zylindrische Element. Dabei hat es sich aber gezeigt, daß eine vollständige Symmetrie nicht erstrebenswert ist, so ist das zylindrische Element bei vorteilhaften Ausführungsformen, wie dies weiter unten noch ausgeführt werden wird, im wesentlichen dicker und kürzer als die Säule ist.The environment of the hollow body where the measurement is carried out is more closely approximated to a symmetrical environment than without the cylindrical element. However, it has been shown that complete symmetry is not desirable, so in advantageous embodiments, as will be explained below, the cylindrical element is essentially thicker and shorter than the column.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das zylindrische Element unverdrehbar mit der Säule verbunden. Es bildet also eine Verlängerung der Säule. Konstruktiv einfacher ist aber eine vorteilhafte Ausführungsform, bei der das zylindrische Element mit der Achse verbunden ist und zusammen mit derselben und dem Hohlkörper drehbar ist. In diesem Falle ist das zylindrische Element eine Fortsetzung der Nabe, an dem die Hohlkörper angebracht sind und die oben auf der Säule angeordnet ist.In an advantageous embodiment, the cylindrical element is non-rotatably connected to the column. It therefore forms an extension of the column. However, a structurally simpler advantageous embodiment is one in which the cylindrical element is connected to the axle and can rotate together with the axle and the hollow body. In this case, the cylindrical element is a continuation of the hub to which the hollow bodies are attached and which is arranged on top of the column.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß sich das 0 zylindrische Element über das Zwei- bis Fünffache der Strecke erstreckt, die dem vertikalen Abstand der Befestigungspunkte bis zum in Richtung von der Säule weg weitesten Teil der Hohlkörper entspricht. Insbesondere wird zweckmäßigerweise vorgesehen, daß sich das zylindrische Element über das ungefähr 3-fache der Strecke erstreckt, die dem vertikalen Abstand der Befestigungspunkte bis zum in Richtung von der Säule weg weitesten Teil der Hohlkörper entspricht.It has proven particularly advantageous that the cylindrical element extends over two to five times the distance corresponding to the vertical distance between the fastening points and the part of the hollow body which is furthest away from the column. In particular, it is expediently provided that the cylindrical element extends over approximately three times the distance corresponding to the vertical distance between the fastening points and the part of the hollow body which is furthest away from the column.

Vorteilhafterweise ist der Durchmesser des zylindrischen EIements größer als derjenige der Säule, und zwar insbesonder ungefähr 20 bis 40 % größer als derjenige der Säule. Die Lan-Advantageously, the diameter of the cylindrical element is larger than that of the column, in particular approximately 20 to 40% larger than that of the column. The length

ge des zylindrischen Elements ist zweckmäßigerweise kleiner als diejenige der Säule. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungform beträgt die Länge des zylindrischen Elements ungefähr 40 bis 80 % der Länge der Säule. Die Säule kann aber auch wesentlich länger sein, was dann allerdings die Baugröße des Schalenstern-Anemometers in möglicherweise unerwünschter Weise erhöht.The length of the cylindrical element is preferably smaller than that of the column. In a particularly advantageous embodiment, the length of the cylindrical element is approximately 40 to 80% of the length of the column. The column can also be considerably longer, but this then increases the size of the cup anemometer in a possibly undesirable way.

Bei einer sich als besonders zweckmäßig herausgestellten Ausführungsform beträgt die Länge und das Durchmesser der Säule ungefähr 120 mm bzw. 16 mm, die Länge und der Durchmesser des zylindrischen Elements ungefähr 100 mm bzw. 20 mm, der Durchmesser der Hohlkörper in Richtung der Achse ungefähr 65 mm und der Abstand der Hohlkörper von der Achse bzw. einer Nabe derselben ungefähr 10 mm. Es hat sich als sehr zweckmäßig erwiesen, daß das distale Ende des zylindrischen Elementes abgerundet ist, damit hier der Wind nicht an scharfen Kanten vorbeitstreichen muß, was zu Verwirbelungen führen würde.In an embodiment that has proven to be particularly useful, the length and diameter of the column are approximately 120 mm and 16 mm respectively, the length and diameter of the cylindrical element are approximately 100 mm and 20 mm respectively, the diameter of the hollow bodies in the direction of the axis is approximately 65 mm and the distance of the hollow bodies from the axis or a hub thereof is approximately 10 mm. It has proven to be very useful that the distal end of the cylindrical element is rounded so that the wind does not have to blow past sharp edges, which would lead to turbulence.

Wenn die Hohlkörper kegelförmig sind, so erhält man für einen recht großen Winkelbereich im wesentlichen die Kosinusabhängigkeit der Alternative 1; es wird also im wesentlichen nur die horizontale Geschwindigkeitskomponente gemessen. Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform sind die Hohlkörper 5 halbkugelförmig. In diesem Falle wird über einen verhältnismäßig großen Winkelbereich der Windrichtung nach oben oder nach unten die Windgeschwindigkeit gemäß Alternative 2 gemessen. If the hollow bodies are conical, the cosine dependence of alternative 1 is essentially obtained for a fairly large angular range; essentially only the horizontal speed component is measured. In another advantageous embodiment, the hollow bodies 5 are hemispherical. In this case, the wind speed is measured according to alternative 2 over a relatively large angular range of the wind direction upwards or downwards.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:The invention is described below using an advantageous embodiment with reference to the accompanying drawings. They show:

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht ein Schalenstern-Anemometer des Standes der Technik;Fig. 1 shows a perspective view of a cup anemometer of the prior art;

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Ausführungsform des Schalenstern-Anemometers; und
10Fig. 2 shows an embodiment of the cup anemometer according to the invention; and
10

Fig. 3 theoretische und tatsächliche Meßkurven für Schalenstern-Anemometer als Funktion des Anströmwinkels gegenüber der Vertikalen.Fig. 3 theoretical and actual measurement curves for cup anemometers as a function of the angle of attack from the vertical.

Das Schalenstern-Anemometer des Standes der Technik der Fig. 1 weist einen Sockel 1 auf, in dem ein Sensor für die Drehzahlmessung und ggf. wenigstens ein Teil der Auswerteelektronik angeordnet ist. Von dem Sockel 1 erstreckt sich nach oben eine Säule 2, auf der oben eine Nabe 3 angeordnet ist, die mit einer nicht sichtbaren Achse verbunden ist, die sich durch die Säule 2 bis zum Drehzahlsensor im Sockel 1 erstreckt. Diese Achse und/oder die Nabe 3 sind durch geeignete an sich bekannte Mittel gelagert. An der Nabe 3 sind drei halbkugelförmige Hohlkörper 4 mit Hilfe von Streben 5 angebracht. Die offenen Seiten 6 zeigen dabei alle in den gleichen Drehsinn, hier die Uhrzeigerrichtung. Blaßt Wind von irgendeiner Richtung, so dringt er in die Öffnungen 6 ein, wo er einen größeren Widerstand erfährt als auf den halbkugelförmigen Oberflächen auf der anderen Seite, so daß die Nabe mit der Achse und den Hohlkörpern in Drehung versetzt wird, wobei die Drehgeschwindigkeit von der Windgeschwindigkeit ab-The cup anemometer of the prior art in Fig. 1 has a base 1 in which a sensor for measuring the speed and possibly at least part of the evaluation electronics is arranged. A column 2 extends upwards from the base 1, on which a hub 3 is arranged at the top, which is connected to an invisible axis that extends through the column 2 to the speed sensor in the base 1. This axis and/or the hub 3 are mounted by suitable means known per se. Three hemispherical hollow bodies 4 are attached to the hub 3 with the aid of struts 5. The open sides 6 all point in the same direction of rotation, in this case clockwise. If wind blows from any direction, it penetrates into the openings 6, where it experiences greater resistance than on the hemispherical surfaces on the other side, so that the hub with the axis and the hollow bodies is set in rotation, the rotation speed depending on the wind speed.

hängt. Auf diese Weise kann die Windgeschwindigkeit bestimmt werden. Kommt der Wind nicht genau horizontal, trifft er also nicht direkt unter einem Winkel von 0° auf die Säule 2 und die Achse, so ist die Horizontalkomponente um den Kosinus des Winkels kleiner. Andererseits wird aber die Außenwölbung der Hohlkörper 4 ähnlich wie bei einer Tragfläche umströmt, was eine Saugwirkung erzeugt, die in derselben Richtung wirkt wie der Winddruck auf die Öffnungen 6. Deswegen ist das Schalenstern-Anemometer zumindestens theoretisch bis zu einem gewissen Grade unabhängig von der Anströmrichtung und mißt die absolute Windgeschwindigkeit. Dies gilt aber nur sehr bedingt. In Fig. 3 ist die Abweichung der gemessenen Umdrehungsfrequenz von derjenigen bei horizontaler Anströmung in Prozenten für ein als besonders genau angesehenes Schalenstern-Anemometer des Standes der Technik mit I bezeichnet. Wie man sieht erhält man eine recht gute Annäherung an die theoretische Gerade II (Unabhängigkeit der Windgeschwindigkeitsmessung von der Anströmrichtung) wenigstens im Bereich von 110° (Anströmung schräg von unten) bis 80° (Anströmung schräg von oben). Bei einer Winkelabweichung von mehr als 10° bei Anströmung von oben wird die Abweichung aber deutlich größer und erreicht bei einem Anströmwinkel von 70° fast 6 %, während normalerweise nur 1 % zu tolerieren ist. Auch im Bereich zwischen 95 und 100° wird eine Abweichung von fast 2 % erreicht. depends. In this way, the wind speed can be determined. If the wind is not exactly horizontal, i.e. if it does not hit the column 2 and the axis directly at an angle of 0°, the horizontal component is smaller by the cosine of the angle. On the other hand, however, the air flows around the outer curvature of the hollow bodies 4 in a similar way to an airfoil, which creates a suction effect that acts in the same direction as the wind pressure on the openings 6. For this reason, the cup anemometer is, at least theoretically, to a certain extent independent of the direction of flow and measures the absolute wind speed. However, this is only true to a very limited extent. In Fig. 3, the deviation of the measured rotation frequency from that with a horizontal flow in percent for a cup anemometer of the state of the art that is considered to be particularly accurate is designated I. As you can see, you get a fairly good approximation to the theoretical straight line II (independence of the wind speed measurement from the direction of flow) at least in the range from 110° (incoming flow obliquely from below) to 80° (incoming flow obliquely from above). However, with an angle deviation of more than 10° with incoming flow from above, the deviation becomes significantly larger and reaches almost 6% at an angle of flow of 70°, whereas normally only 1% is tolerated. A deviation of almost 2% is also achieved in the range between 95 and 100°.

Diese Abweichungen können nun erstaunlicherweise ganz entschieden vermindert werden, indem die Säule 2 durch ein zylindrisches Element 7 nach oben verlängert wird, das in Fig. 2 gezeigt ist. Dieses zylindrische Element ist an seinem oberen distalen Ende noch abgerundet, damit hier infolge schar-These deviations can now be reduced quite significantly, surprisingly, by extending the column 2 upwards by a cylindrical element 7, which is shown in Fig. 2. This cylindrical element is rounded at its upper distal end so that, as a result of sharp

fer Abrißkanten keine unnötigen Wirbel erzeugt werden. Eine Messung der Abweichung der gemessenen Windgeschwindigkeit von der horizontalen Anströmung bei einem erfindungsgemäßen Schalenstern-Anemometer ist in Fig. 3 durch die Kurve III bezeichnet. Man sieht, daß die Abweichungen wesentlich geringer sind als die bei Kurve I und insbesondere nirgendswo größer sind als ungefähr 1 %, was ohne weiteres für die Projektierung von Windkraftanlagen toleriert werden kann.fer separation edges no unnecessary turbulence is generated. A measurement of the deviation of the measured wind speed from the horizontal flow in a cup anemometer according to the invention is shown in Fig. 3 by curve III. It can be seen that the deviations are considerably smaller than those in curve I and in particular are nowhere greater than approximately 1%, which can easily be tolerated for the design of wind turbines.

In der Fig. 3 ist durch Kurve IV noch der kosinusförmige Verlauf gezeigt, wie er erwartet wird, wenn man nur die Horizontalkomponente der Winkelgeschwindigkeit messen will. Zu diesem Zweck verwendet man statt der halbkugelförmigen Hohlkörper kegelförmige Hohlkörper. Auch in diesem Falle wird eine recht gute Annäherung der gemessenen Kurve an die theoretische Kurve IV erzielt, was allerdings in Fig. 3 nicht dargestellt ist.In Fig. 3, curve IV shows the cosine-shaped curve, as expected if one only wants to measure the horizontal component of the angular velocity. For this purpose, conical hollow bodies are used instead of hemispherical hollow bodies. In this case too, the measured curve approximates the theoretical curve IV quite well, although this is not shown in Fig. 3.

Besonders vorteilhafte Maße für die Säule 2, das zylindrische Element 7, die Streben 5 und die Hohlkörper 4 sind weiter oben angegeben, können aber im Rahmen der Erfindung abgewandelt werden. Wesentlich ist, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, daß das zylindrische Element 7 deutlich nach oben über die Hohlkörper 4 hinausragt.Particularly advantageous dimensions for the column 2, the cylindrical element 7, the struts 5 and the hollow bodies 4 are given above, but can be modified within the scope of the invention. It is essential, as shown in Fig. 2, that the cylindrical element 7 projects significantly upwards beyond the hollow bodies 4.

Claims

1. Schalenstern-Anemometer mit mehreren halbseitig offenen Hohlkörpern, die in gleichmäßigen Winkelabständen an einer Achse und in gleichen Abständen von derselben angeordnet sind, wobei die Öffnungsflächen der Hohlkörper parallel zur Achse sind, und mit einer zylindrischen Säule, in der die Achse koaxial und drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß es ein mit Achse und Säule (2) koaxiales zylindrisches Element (7) aufweist, das sich auf der der Säule (2) entgegengesetzten Seite der Befestigungspunkte der Hohlkörper (4) bis über dieselben hinaus erstreckt. 1. Cup anemometer with several hollow bodies which are open on one side and are arranged at equal angular intervals on an axis and at equal distances from the axis, the opening surfaces of the hollow bodies being parallel to the axis, and with a cylindrical column in which the axis is mounted coaxially and rotatably, characterized in that it has a cylindrical element ( 7 ) which is coaxial with the axis and the column ( 2 ) and which extends beyond the fastening points of the hollow bodies ( 4 ) on the side opposite the column ( 2 ).

2. Schalenstern-Anemometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Element (7) unverdrehbar mit der Säule (2) verbunden ist. 2. Cup anemometer according to claim 1, characterized in that the cylindrical element ( 7 ) is non-rotatably connected to the column ( 2 ).

3. Schalenstern-Anemometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Element (7) mit der Achse verbunden ist und zusammen mit derselben und den Hohlkörpern (4) drehbar ist. 3. Cup anemometer according to claim 1, characterized in that the cylindrical element ( 7 ) is connected to the axis and is rotatable together with the same and the hollow bodies ( 4 ).

4. Schalenstern-Anemometer nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß sich das zylindrische Element (7) über das Zwei- bis Fünffache der Strecke erstreckt, die dem vertikalen Abstand der Befestigungspunkte bis zum in Richtung von der Säule (2) weg weitesten Teil der Hohlkörper (4) entspricht. 4. Cup anemometer according to one of claims 1-3, characterized in that the cylindrical element ( 7 ) extends over two to five times the distance corresponding to the vertical distance of the fastening points to the furthest part of the hollow bodies ( 4 ) in the direction away from the column ( 2 ).

5. Schalenstern-Anemometer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich das zylindrische Element (7) über ungefähr das Dreifache der Strecke erstreckt, die dem vertikalen Abstand der Befestigungspunkte bis zum in Richtung von der Säule (2) weg weitesten Teil der Hohlkörper (4) entspricht. 5. Cup anemometer according to claim 4, characterized in that the cylindrical element ( 7 ) extends over approximately three times the distance corresponding to the vertical distance of the fastening points to the furthest part of the hollow bodies ( 4 ) in the direction away from the column ( 2 ).

6. Schalenstern-Anemometer nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des zylindrischen Elements (7) größer ist als derjenige der Säule (2). 6. Cup anemometer according to one of claims 1-5, characterized in that the diameter of the cylindrical element ( 7 ) is larger than that of the column ( 2 ).

7. Schalenstern-Anemometer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des zylindrischen Elements (7) ungefähr 20 bis 40% größer ist als derjenige der Säule (2). 7. Cup anemometer according to claim 6, characterized in that the diameter of the cylindrical element ( 7 ) is approximately 20 to 40% larger than that of the column ( 2 ).

8. Schalenstern-Anemometer nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des zylindrischen Elements (7) kleiner ist als diejenige der Säule (2). 8. Cup anemometer according to one of claims 1-7, characterized in that the length of the cylindrical element ( 7 ) is smaller than that of the column ( 2 ).

9. Schalenstern-Anemometer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des zylindrischen Elements (7) ungefähr 40 bis 80% der Länge der Säule (2) beträgt. 9. Cup anemometer according to claim 8, characterized in that the length of the cylindrical element ( 7 ) is approximately 40 to 80% of the length of the column ( 2 ).

10. Schalenstern-Anemometer nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge und der Durchmesser der Säule (2) ungefähr 150 mm bzw. 16 mm, die Länge und der Durchmesser des zylindrischen Elements (7) ungefähr 100 mm bzw. 20 mm, der Durchmesser der Hohlkörper (4) in Richtung der Achse ungefähr 65 mm und der Abstand der Hohlkörper (4) von der Achse bzw. einer Nabe derselben ungefähr 10 mm beträgt. 10. Cup anemometer according to one of claims 1-9, characterized in that the length and diameter of the column ( 2 ) is approximately 150 mm and 16 mm respectively, the length and diameter of the cylindrical element ( 7 ) is approximately 100 mm and 20 mm respectively, the diameter of the hollow bodies ( 4 ) in the direction of the axis is approximately 65 mm and the distance of the hollow bodies ( 4 ) from the axis or a hub thereof is approximately 10 mm.

11. Schalenstern-Anemometer nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das distale Ende des zylindrischen Elements (7) abgerundet ist. 11. Cup anemometer according to one of claims 1-10, characterized in that the distal end of the cylindrical element ( 7 ) is rounded.

12. Schalenstern-Anemometer nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (4) halbkugelförmig sind. 12. Cup anemometer according to one of claims 1-11, characterized in that the hollow bodies ( 4 ) are hemispherical.

13. Schalenstern-Anemometer nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (4) kegelförmig sind. 13. Cup anemometer according to one of claims 1-11, characterized in that the hollow bodies ( 4 ) are conical.