RU196874U1

RU196874U1 - MODULAR WIND MAST MAST

Info

Publication number: RU196874U1
Application number: RU2019136173U
Authority: RU
Inventors: Сергей Викторович Михалап
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Бизнес Энерджи"
Priority date: 2019-11-12
Filing date: 2019-11-12
Publication date: 2020-03-18

Abstract

Полезная модель относится к ветроэнергетике, а именно к ветродвигателям роторного типа с вертикальным валом вращения и может быть использована в электромашиностроении.Задача, на решение которой направлена заявленная модель, заключается в создании модульной мачты, прочной по своей конструкции и, кроме того, удобной для ремонта, монтажа, обслуживания, а также транспортировки.Техническое решение заключается в создании мачты модульного типа, где мачта поделена на несколько модулей: модуль с генератором и модули с лопастями. При сборке модулей образуется внешний каркас, который несет основную нагрузку.Техническим результатом является создание конструкции мачты, совмещающей в себе требования к прочности за счет внешнего каркаса, а также удобства для ремонта, обслуживания и транспортировки, с возможностью изменения мощности генератора, за счет того, что мачта состоит из модулей.Мачта модульного типа состоит минимум из двух модулей, соединенных между собой. Основанием мачты служит модуль генератора. Модуль генератора крепится на грунт, бетонное основание или крышу здания. На модуль генератора сверху устанавливается модуль ветроуловителя (модуль с лопастями). Монтаж происходит таким образом, что выходной вал ветроуловителя соединяется с помощью муфты для передачи момента. Крепление силовых рам модулей болтовое. При необходимости можно поставить еще один или несколько модулей с лопастями, которые соединяются между собой аналогичным образом.The utility model relates to wind energy, namely to rotor type wind turbines with a vertical shaft of rotation and can be used in electrical engineering. The task to be solved by the claimed model is to create a modular mast, robust in its construction and, moreover, convenient for repair , installation, maintenance, and transportation. The technical solution is to create a mast of a modular type, where the mast is divided into several modules: a module with a generator and modules with blades. When assembling the modules, an external frame is formed, which carries the main load. The technical result is the creation of a mast design that combines the strength requirements due to the external frame, as well as convenience for repair, maintenance and transportation, with the possibility of changing the generator power, due to that the mast consists of modules. The mast of a modular type consists of at least two modules interconnected. The mast base is the generator module. The generator module is mounted on the ground, concrete base or roof of the building. A scoop module (module with blades) is mounted on top of the generator module. Installation takes place in such a way that the output shaft of the scoop is connected using a coupling for transmitting torque. Fastening the power frames of the modules is bolted. If necessary, you can put one or more modules with blades that are interconnected in a similar way.

Description

Полезная модель относится к ветроэнергетике, а именно к ветродвигателям роторного типа с вертикальным валом вращения и может быть использована в электромашиностроении.The utility model relates to wind energy, namely to rotor-type wind turbines with a vertical shaft of rotation and can be used in electrical engineering.

Мачта для ветрогенератора представляет собой основной элемент энергоустановки. От правильного выбора ее высоты и конструкции зависит эффективность и надежность эксплуатации.The mast for the wind generator is the main element of the power plant. The efficiency and reliability of operation depend on the correct choice of its height and design.

Существует несколько разновидностей мачт для ветрогенераторов: растяжная – используются металлические трубы относительно небольшого диаметра, а в качестве поддерживаемых элементов применяются растяжки из стального троса, присоединенного к конструкции на одном или нескольких уровнях; сварная – состоит из отдельных элементов, сваренных в единую систему, обычно делают трехгранную ферму из продольных труб с наклонными и поперечными элементами, конструкция трудоемкая, способная шуметь от ветра, но вполне надежная; коническая – сооружение создается из труб большого диаметра, уменьшающегося к вершине, конструкция очень трудоемкая, требующая большого количества материалов; гидравлическая – наиболее дорогостоящая конструкция, способная самостоятельно подниматься и опускаться при помощи гидравлического механизма, следовательно для обслуживания и ремонта ветряка такой вариант самый предпочтительный, но высокая стоимость ограничивает использование на практике.There are several varieties of masts for wind generators: stretching - metal pipes of relatively small diameter are used, and tension elements made of steel cable attached to the structure at one or several levels are used as supported elements; welded - consists of individual elements welded into a single system, they usually make a trihedral truss from longitudinal pipes with inclined and transverse elements, the construction is labor-intensive, able to make noise from the wind, but is quite reliable; conical - the structure is created from pipes of large diameter, decreasing to the top, the structure is very laborious, requiring a large number of materials; hydraulic is the most expensive design, capable of independently raising and lowering by means of a hydraulic mechanism, therefore, this option is most preferable for servicing and repairing a windmill, but the high cost limits its use in practice.

На мачте держится вся конструкция ветрогенератора. Кроме большой нагрузки лопастей ветряка и непосредственно генератора, она выдерживает еще и постоянные порывы ветра. Поэтому конструкция должна быть максимально стабильной и прочной.The entire structure of the wind generator is held on the mast. In addition to the large load of the blades of the windmill and the generator itself, it also withstands constant gusts of wind. Therefore, the design should be as stable and durable as possible.

Известна МАЧТА ВЕТРОГЕНЕРАТОРА (патент РФ на полезную модель № 42272 по заявке № 2004120970/22, 14.07.2004, опубл. 27.11.2004), правообладатели Алесь Владимир Федорович (RU), Развеев Виктор Борисович (RU). Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в механизмах передачи вращения от лопаток ветрогенератора к электрогенератору, установленному на земле. Мачта ветрогенератора, состоящая из мачты и растяжек, отличающаяся тем, что дополнительно имеет два вала и крепежный элемент, при этом роль мачты выполняет конструкция узла валов, один из которых вставлен с возможностью вращения во второй, при этом крепежный элемент установлен в верхней части внешнего вала с возможностью вращения, а растяжки одним концом закреплены на крепежном элементе, вторым - к земле.The MAST OF THE WIND GENERATOR is known (RF patent for utility model No. 42272 by application No. 2004120970/22, 07/14/2004, publ. 11/27/2004), copyright holders Ales Vladimir Fedorovich (RU), Razveev Victor Borisovich (RU). The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used in mechanisms for transmitting rotation from the blades of a wind generator to an electric generator installed on the ground. The mast of the wind generator, consisting of a mast and extensions, characterized in that it additionally has two shafts and a fastener, the role of the mast being performed by the construction of the shaft assembly, one of which is rotatably inserted into the second, the fastener being installed in the upper part of the outer shaft with the possibility of rotation, and stretch marks with one end fixed to the fastener, the second to the ground.

Недостатки данной разработки заключаются в том, что для закрепления растяжек требуется достаточно большое пространство, что ограничивает применяемость, ее сложнее обслуживать, сложно транспортировать, растяжки являются уязвимой частью конструкции, тем самым повышая опасность разрушения конструкции.The disadvantages of this development are that a sufficiently large space is required to fix the stretch marks, which limits its applicability, is more difficult to maintain, difficult to transport, stretch marks are a vulnerable part of the structure, thereby increasing the risk of structural failure.

Известен Ветродвигатель с вертикальным валом вращения (патент РФ на полезную модель № 169203 заявка № 2016127164 от 05.07.2016, опубл. 09.03.2017), правообладатель Сергей Викторович Михалап. Данная полезная модель относится к ветродвигателям, в частности к ветродвигателям роторного типа с вертикальным валом вращения и может быть использована для создания новых преобразователей энергии ветра в электрическую энергию. Ветродвигатель с вертикальным валом вращения содержит вертикальный вал вращения, связанный с рабочими лопастями системой подшипников, снабженный опорной фермой. При этом опорная ферма выполнена из одной опоры в виде сплошного ствола трубчатого сечения с основанием на его концах, внутри опоры установлен вертикальный вал, верхний конец которого размещен в цилиндре с возможностью его вращения. При этом вертикальный вал вращения верхним своим концом связан с рабочими лопастями посредством опорного вала и траверс, установленных перпендикулярно оси вертикального вала вращения, причем верхняя траверса размещена на опорном валу, а нижняя траверса установлена в нижнем подшипниковом корпусе на нижнем основании ствола, соединенных муфтой и инерционным механизмом с образованием приводного вала для исполнительного механизма, а крышка жестко закреплена в центре верхней траверс, а каждая рабочая лопасть жестко скреплена с торцом верхней и нижней траверсы и размещена на равном расстоянии от вертикального вала с возможностью поворота в вертикальной плоскости.Known wind turbine with a vertical shaft of rotation (RF patent for utility model No. 169203 application No. 2016127164 from 07/05/2016, publ. 09.03.2017), copyright holder Sergei Viktorovich Mikhalap. This utility model relates to wind turbines, in particular to rotor wind turbines with a vertical shaft of rotation and can be used to create new converters of wind energy into electrical energy. A wind turbine with a vertical rotation shaft comprises a vertical rotation shaft connected to the working blades by a bearing system equipped with a support truss. In this case, the supporting truss is made of one support in the form of a continuous barrel of tubular section with a base at its ends, a vertical shaft is installed inside the support, the upper end of which is placed in the cylinder with the possibility of rotation. In this case, the vertical shaft of rotation with its upper end is connected to the working blades by means of a support shaft and a traverse mounted perpendicular to the axis of the vertical rotation shaft, with the upper traverse placed on the support shaft, and the lower traverse installed in the lower bearing housing on the lower base of the barrel, connected by a coupling and inertial mechanism with the formation of the drive shaft for the actuator, and the cover is rigidly fixed in the center of the upper traverse, and each working blade is rigidly fastened to the end face her and the lower beam and is placed at an equal distance from the vertical shaft with the possibility of rotation in a vertical plane.

Недостатками данной разработки являются сложное обслуживание и транспортировка.The disadvantages of this development are complex maintenance and transportation.

Задача, на решение которой направлена заявленная модель, заключается в создании модульной мачты, прочной по своей конструкции и, кроме того, удобной для ремонта, монтажа, обслуживания, а также транспортировки. The task to which the claimed model is aimed is to create a modular mast, strong in its construction and, moreover, convenient for repair, installation, maintenance, as well as transportation.

Техническое решение направлено на устранение указанных выше недостатков и заключается в создании мачты модульного типа, где мачта поделена на несколько модулей: модуль с генератором и модули с лопастям, каждый из которых снабжен внешней рамой. При сборке модулей образуется внешний каркас, который несет основную нагрузку.The technical solution is aimed at eliminating the above disadvantages and consists in creating a mast of a modular type, where the mast is divided into several modules: a module with a generator and modules with blades, each of which is equipped with an external frame. When assembling the modules, an external frame is formed, which carries the main load.

Техническим результатом является создание конструкции мачты, совмещающей в себе требования к прочности за счет внешнего каркаса, а также удобства для ремонта, обслуживания и транспортировки. The technical result is the creation of a mast structure that combines the strength requirements due to the external frame, as well as convenience for repair, maintenance and transportation.

Предлагаемая мачта модульного типа поясняется схемами. The proposed mast modular type is illustrated by diagrams.

На фиг. 1 представлен общий вид мачты, состоящий из модулей.In FIG. 1 shows a General view of the mast, consisting of modules.

На фиг. 2 схематически представлен изометрический вид мачты.In FIG. 2 is a schematic isometric view of a mast.

На фиг. 3 схематически изображен модуль генератора.In FIG. 3 schematically shows a generator module.

На фиг. 4 схематически изображен ветроуловитель.In FIG. 4 is a schematic illustration of a scoop.

На фиг. 5 представлен модуль ветроуловителя в изометрии.In FIG. 5 shows a scoop module in isometry.

Где 1- модуль генератора, 2 - модуль ветроуловителя, 3 - лопасти, 4 - муфта для передачи момента, 5 – внешняя рама, 6– мультипликатор, 7 – генератор, 8 – внешняя рама (каркас), 9 – лопасти, соединённые с центральным валом, 13 – подшипник, 11 – муфта, 12 – выходной конец вала ветроуловителя.Where 1 is the generator module, 2 is the scoop module, 3 are the blades, 4 is the clutch for torque transmission, 5 is the outer frame, 6 is the multiplier, 7 is the generator, 8 is the outer frame (frame), 9 are the blades connected to the central shaft, 13 - bearing, 11 - coupling, 12 - the output end of the scoop shaft.

Мачта модульного типа состоит минимум из двух модулей, соединенных между собой. Основанием мачты служит модуль генератора 1. Модуль генератора крепиться на грунт, бетонное основание или крышу здания. В модуле генератора находится сам генератор, мультипликатор. На модуль генератора сверху устанавливается модуль ветроулавителя (модуль с лопастями) 2. Монтаж происходит таким образом, что выходной вал ветроулавителя соединяется с помощью муфты для передачи момента 4. Крепление силовых рам модулей болтовое. При необходимости можно поставить еще один или несколько модулей с лопастями, которые соединяются между собой аналогичным образом. Вся мачта, при необходимости, дополнительно может крепиться растяжками.A modular mast consists of at least two modules interconnected. The mast base is generator module 1. The generator module is mounted on the ground, concrete base or roof of the building. In the generator module is the generator itself, the multiplier. A scoop module (module with blades) is mounted on top of the generator module from the top. 2. Installation is carried out in such a way that the output shaft of the scoop is connected using a coupling to transmit torque 4. The power frames of the modules are bolted. If necessary, you can put one or more modules with blades that are interconnected in a similar way. The entire mast, if necessary, can additionally be attached with braces.

Модуль генератора является основой для мачты. С помощью внешней рамы 5 модуль генератора можно крепить любым доступным методом (анкерами, бетонировать, прикручивать болтами), что увеличивает надежность и прочность мачты в целом. Модуль ветроуловителя представляет собой каркас 8, в который устанавливаются лопасти 9. Модуль необходим для создания крутящего момента и передачи его модулю генератора. The generator module is the basis for the mast. Using the external frame 5, the generator module can be fastened by any available method (anchors, concrete, bolted), which increases the reliability and strength of the mast as a whole. The scoop module is a frame 8, in which the blades 9 are installed. The module is necessary to create torque and transmit it to the generator module.

В итоге мы получили конструкцию мачты, совмещающую в себе требования к прочности за счет внешнего каркаса, а также удобства для ремонта, обслуживания и транспортировки, с возможностью изменения мощности генератора, за счет того, что мачта состоит из модулей.As a result, we got a mast design that combines the strength requirements due to the external frame, as well as convenience for repair, maintenance and transportation, with the possibility of changing the generator power, due to the fact that the mast consists of modules.

Claims

The mast of the wind generator is of a modular type, consisting of a generator module, which serves as a fixed mast base, and modules with blades, moreover, the generator module is equipped with an external frame, and each module with blades is equipped with an external frame, and the external frames are bolted together.