DE218252C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 218252 - KLASSE 88 c. GRUPPE

KARL EDVIN NEREN in STOCKHOLM.

° 14. Dezember 1900

Vorliegende Erfindung betrifft eine Regelungsvorrichtung für Windmotoren zur Erzielung einer bei veränderlicher Windstärke bzw. veränderlicher Belastung des Motors stets gleichbleibenden Geschwindigkeit, vorausgesetzt, daß die Belastung diejenige Maximalleistung, welche der Windmotor bei der herrschenden Windstärke zu entwickeln vermag, nicht übersteigt.

. Windmotoren sind auch zum Treiben von elektrischen Generatoren bei sogenannten Windelektrizitätswerken benutzt worden; hierbei hat sich das Bedürfnis einer mit beinahe konstanter Geschwindigkeit laufenden Kraftmaschine immer stärker geltend ge-. macht. Mehrere Versuche sind zwar getaacht worden, um einen solchen Windmotor herzustellen, sie sind aber mehr oder weniger gescheitert. Nur wenn der Motor mit konstanter Belastung bei einer gewissen Mindestwertgeschwindigkeit des Windes (gewöhnlich 8 m pro Sekunde oder mehr) arbeitete, ist ein Erfolg erzielt worden, sobald aber die Belastung schwankte, änderte sich sofort die Geschwindigkeit des Motors. Dies beruht auf den mangelhaften Regelungsvorrichtungen, die bei Motoren dieser Art bisher benutzt wurden, und bei welchen lediglich der Druck auf das Rad, d. h. die Leistung des Motors, geregelt wurde. In den meisten Fällen gründen sich diese Regelungsvorrichtungen darauf, daß das

Windrad je nach der Windstärke in Ebenen gedreht wird, die mit der Windrichtung einen größeren oder kleineren Winkel bilden. Hierdurch wird die Regelung naturgemäß nicht von der Geschwindigkeit des Motors abhängig. Die Regelung ist indessen auch vermittels eines"direkt vom Windrad aus getriebenen Schwungkugelreglers bewirkt worden; da indessen das Windrad große Trägheit besitzt, wird diese Regelung naturgemäß sehr unempfindlich werden, so daß auch in diesem Fall die Regelung kaum als abhängig von der ■Drehgeschwindigkeit, des Windrades bezeichnet werden kann.

Vorliegende Erfindung betrifft nun. eine Regelungsvorrichtung für Windmotoren, die von der Geschwindigkeit des Motors abhängig ist. '

Die Erfindung besteht hauptsächlich in einer besonderen Verbindung eines Geschwindigkeitsreglers, wie z. B. eines Schwungkugelreglers und eines an sich bekannten, zweckmäßig vor dem Motorwindrad angebrachten Hilfswindrades mit verstellbaren Flügeln, die an der einen Seite mit dem Geschwindigkeitsregler und an der anderen Seite mit den verstellbaren Flügeln des Motorwindrades verbunden sind, wodurch sie imstande sind, die letzterwähnten Flügel in denjenigen Winkel zur Windrichtung einzustellen, welcher der Größe der durch den Geschwindigkeitsregler

bewirkten Drehung des Hilfswindrades in der einen oder anderen Richtung entspricht.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform eines Windmotors gemäß der Erfindung dargestellt worden. Fig. ι zeigt den Windmotor mit dem Gestell in Seitenansicht. Fig. 2 ist eine Vorderansicht des Motors. Fig. 3 a, .3 b und 3 c sind Diagramme, welche die Flügelstellungen des Hilfs- oder Reglerwindrades bei verschiedenen Geschwindigkeiten der Motorwelle dar-. stellen. Fig. 4 ist ein Detail, welches in größerem Maßstabe einen Längsschnitt, der Übertragungsvorrichtung vom Reglerwindrad

!5 zeigt. Fig. 5 ist eine Vorderansicht derselben Vorrichtung. Fig. 6 ist eine Vorderansicht des Geschwindigkeitsreglers. Die Fig. Ja und 7 b sind schematische Darstellungen der Motorradflügel in den beiden Endlagen derselben. Die Fig. 8 a und 8 b zeigen in zwei zueinander senkrechten Stellungen einen Teil des Motorwindrades mit den Befestigungsbogen für die Flügel.

Auf der Zeichnung ist vor dem Motorwindrad ein kleines Hilfswindrad (Reglerwindrad) angebracht, das zur Einstellung der Flügel des Motorwindrades dient. Die Flügel-1, ι des Reglerwindrades sind an Armen 2 befestigt. Die Arme 2 sind in den an der Scheibe 3 angebrachten Lagern 4 drehbar gelagert. Die Flügel 1, 1 sind durch drehbare Gestänge 7 mit einer unter der Wirkung einer Feder stehenden Stange 8, die durch die hohle Motorwelle 6 hindurchgeht, verbunden. Die Stange 8 ist durch Seile 9 o. dgl. mit einem Schwungkugelregler verbunden, der zweckmäßig aus zwei exzentrisch gelagerten Gewichten 11 besteht, die an einem Zahnrad 12 befestigt sind, das durch Übertragung von der Motorwelle gedreht wird. Während des Ganges des Motors übt der ■Schwungkugelregler einen Zug auf die Stange 9 entgegen der Wirkung der Feder 21 aus.

Die Scheibe 3 ist an einer Spindel 13 (Fig. 4) befestigt, die in der Motorwelle 6 sowie in einer an der fraglichen Welle befestigten Büchse 15 gelagert ist. Die Spindel 13 ist an einem Teil 14 mit Schraubenwindungen versehen und bildet eine endlose Schraube.

Die Büchse 15 ist mit Lagern 17 für eine Achse 18 versehen, die ein in die Schraube eingreifendes Schraubenrad 19 sowie Seilscheiben 20 trägt. Die Drehbewegung der Seilscheiben wird durch Seile 23 o. dgl. an eine Reihe von Bogen 24 übertragen, deren Drehzapfen 25 in Lagern 27 im Rahmen des Motorwindrades getragen werden. Die Flügel 22 des Motorwindrades sind an den Bogen 24 befestigt. Eine Feder 28, die in der Seilreihe angebracht ist, dient als Sicherheitsventil, um das öffnen der Windfläche des Rades zu gestatten, wenn der Luftdruck darauf über eine gewisse Grenze steigt.

Um erforderlichenfalls das Einstellen der Flügel des Reglerwindrades von Hand zu ermöglichen, geht ein Seil 29 ο. dgl. vom Regler bis auf den Boden herab.

Die beschriebene Reglervorrichtung wirkt in der folgenden Weise. Bei einer niedrigen Geschwindigkeit der Motorwelle 6 ist der Schwungkugelre'gler nicht imstande, die Feder 21 zusammenzudrücken, wobei die Flügel des Reglerwindrades die in Fig. 3 a dargestellte Lage einnehmen. Das Reglerwindrad dreht sich dabei in der Pfeilrichtung (Fig. 3a). Wenn die Geschwindigkeit bis auf die normale steigt, drückt der Regler die Feder zusammen, wie in Fig. 3 b dargestellt, wo die Flügel des Reglerwindrades sich in einer zur Windrichtung senkrechten Lage befinden. In diesem Falle übt der Wind keine Drehwirkung auf das Reglerwindrad aus, so daß dieses demzufolge stillsteht. Wenn die Geschwindigkeit des Motors die normale übersteigt, wird die Feder 21 noch mehr zusammengedrückt, wobei die Flügel des Reglerwindrades die in Fig. 3 c dargestellte Stellung einnehmen. Die Drehrichtung des Reglerwindrades ist nun der vorigen entgegengesetzt, wie durch den Pfeil angedeutet. Die Drehbewegung des Reglerwindrades wird durch die Schraube 14 und das Schraubenrad 19 auf die Seilscheiben 20 übertragen. Die Bewegung der letzteren wird durch Seile 23 auf die Bogen 24 und von diesen auf die Flügel 22 übertragen. Wenn das Reglerwindrad sich in der Richtung gemäß Fig. 3 a dreht, d. h. wenn die Geschwindigkeit des Motors allzu gering ist, werden die Flügel des Motorwindrades gegen die zur Windrichtung senk- rechte Lage (Fig. 7 a) gedreht. Wenn dagegen die Drehrichtung des Reglerwindrades die entgegengesetzte (gemäß Fig. 3 c), d. h. die Geschwindigkeit allzu hoch ist, werden die Flügel des Motorwindrades gegen die zur Windrichtung parallele Stellung (Fig. 7 b) gedreht.

Derselbe Erfolg wie mit dem Schwungkugelregler kann durch Ziehen mit der Hand im Seil 29 erzielt werden. Dieses Seil wird zweckmäßig zum Stillsetzen des Motors verwendet.

Um die größtmögliche Leistung zu erzielen, sind die Bogen 24 und Seile 23 in den Rahmen 26, und zwar an dessen Leeseite, versenkt, wodurch der dem Wind gebotene Widerstand auf einen Bruchteil des bei gewöhnlichen Windmotoren vorkommenden herabgesetzt wird. Bei schwachem Winde wirken das Motorwindrad und das Reglerwindrad mitein- iao' ander zusammen, wodurch die größtmögliche Leistung erzielt wird. Um das Motorwind-

rad nach der jeweiligen Windrichtung einzustellen, ist der Motor mit einem kleinen Steuerwindrad (an der linken Seite der Fig. ι dargestellt) versehen, dessen Bewegung durch geeignete Übersetzung zur Hauptwelle des Motors übertragen wird. An Stelle eines Windrades kann zu demselben Zweck ein Steuerruder verwendet werden.

Es ist klar, daß statt eines Schwungkugelreglers irgendein anderer Geschwindigkeitsregler verwendet werden kann. So kann z. B. durch den Motor Wasser in einen Behälter gepumpt werden, in welchem ein mit den Flügeln des Reglerwindrades verbundener Schwimmer vorgesehen ist. Durch das Steigen und Sinken des Schwimmers können die Flügel des Reglerwindrades in der oben beschriebenen Weise eingestellt' werden.

Claims (5)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Regelvorrichtung für Windmotoren mit Hilfe eines besonderen Reglerwindrades, dadurch gekennzeichnet, daß das Reglerwindrad einerseits mit einem durch den Motor getriebenen Geschwindigkeitsregler, der auf die umstellbaren Flügel des Reglerwindrades wirkt, andererseits mit den .umstellbaren Flügeln- des Motorwindrades verbunden ist, um die Flügel des Reglerwindrades durch den Geschwindigkeitsregler derart einzustellen, daß das Reglerwindrad bei unerwünschter Geschwindigkeit des Motors in derselben bzw. der entgegengesetzten Drehrichtung zu derjenigen desMotorwindrades umläuft und dadurch die Flügel des Motorwindrades entsprechend einstellt.
2. 2. Regelvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel des Reglerwindrades mit einem Zugorgan verbunden sind, welches eine Einstellung der fraglichen Flügel von Hand ermöglicht.
3. 3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Geschwindigkeitsregler und die Flügel des Reglerwindrades eine dem Geschwindigkeitsregler entgegenwirkende Feder eingesetzt ist.
4. 4. Regelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Bewegung des Reglerwindrades auf die Flügel des Motorwindrades' durch Schraubenradübersetzung (14, 19), Seilscheiben (20) und Seile (23) bewirkt wird, welch letztere mit drehbar gelagerten Bogen (24) verbunden sind, an welchen die Flügel befestigt sind.
5. 5. Regelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogen (24) und Seile (23) in den Rahmen des Motorwindrades versenkt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.