RU2438038C2 - Carousel-type wind wheel module - Google Patents
Carousel-type wind wheel module Download PDFInfo
- Publication number
- RU2438038C2 RU2438038C2 RU2009140057/06A RU2009140057A RU2438038C2 RU 2438038 C2 RU2438038 C2 RU 2438038C2 RU 2009140057/06 A RU2009140057/06 A RU 2009140057/06A RU 2009140057 A RU2009140057 A RU 2009140057A RU 2438038 C2 RU2438038 C2 RU 2438038C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- blades
- pair
- fragment
- power column
- Prior art date
Links
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/728—Onshore wind turbines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к устройству ветроколес ветровых энергостанций, в том числе в мобильном исполнении для энергоснабжения объектов, расположенных на значительном удалении от линий электропередач, а также безгенераторных установок для перекачки воды и другого текучего.The invention relates to wind energy, namely, the device of wind turbines of wind power stations, including in the mobile version for power supply of facilities located at a considerable distance from power lines, as well as generatorless installations for pumping water and other fluid.
Известен модуль ветроколеса карусельного типа [1], содержащий фрагмент силовой колонны с вертикальной осью вращения, на котором жестко закреплены четыре рамы, попарно расположенные на диаметрально противоположных сторонах фрагмента силовой колонны, а на рамах шарнирно закреплены лопасти, образующие под действием собственной массы на одной стороне парусное полотно, а на противоположной стороне - жалюзи под действием встречного воздушного потока, пропускающие последний на тыльную сторону рамы, при этом взаимно противоположные лопасти никак не связаны между собой, а их фиксация в парусном положении обеспечивается элементами рамы.A known carousel-type wind wheel module [1], containing a power column fragment with a vertical axis of rotation, on which four frames are rigidly fixed, pairwise arranged on diametrically opposite sides of the power column fragment, and blades articulated on the frames, forming under the influence of their own mass on one side sailing canvas, and on the opposite side - blinds under the action of oncoming air flow, letting the latter through to the back of the frame, while the mutually opposite blades on both unrelated and fixing them in the sailing position of the frame elements is provided.
Такое конструктивное исполнение обеспечивает существенное увеличение крутящего момента на валу ветродвигателя, но создает удары лопастей о раму в момент их фиксации в парусном положении, что приводит к росту динамических нагрузок на элементы конструкции и возникновению недопустимого уровня шума.This design provides a significant increase in torque on the shaft of the wind turbine, but creates impacts of the blades on the frame at the moment of their fixation in the sailing position, which leads to an increase in dynamic loads on the structural elements and the occurrence of an unacceptable noise level.
Известен модуль ветроколеса карусельного типа [2], содержащий фрагмент силовой колонны с вертикальной осью вращения, жестко закрепленный на нем подшипниковый узел с двухконцевым валом, ось которого перпендикулярна оси вращения модуля, а концы выходят на диаметрально противоположные стороны фрагмента силовой колонны, пару лопастей для взаимодействия с ветром, навинченных на концы вала, развернутых одна относительно другой на угол 90° и жестко зафиксированных на нем посредством стопорных планок, при этом лопасти в совокупности с валом и стопорными планками образуют жесткую спаренную лопасть, имеющую возможность знакопеременных колебаний вокруг оси подшипникового узла.A known carousel type wind wheel module [2], containing a fragment of the power column with a vertical axis of rotation, a bearing assembly with a double-end shaft, the axis of which is perpendicular to the axis of rotation of the module, and the ends protrude diametrically opposite sides of the fragment of the power column, a pair of blades for interaction with the wind, screwed onto the ends of the shaft, rotated one relative to another at an angle of 90 ° and rigidly fixed on it by means of retaining plates, with the blades in conjunction with the shaft and supporting bars form a rigid paired blade, having the possibility of alternating oscillations around the axis of the bearing assembly.
Возможность самоустановки плоскости лопасти на парусной стороне модуля близко к вертикальному, а на флюгерной стороне - близко к горизонтальному путем воздействия ветра на спаренную лопасть с одной стороны и противодействия ее массы - с другой, достигаемая такой конструкцией, устраняет необходимость упоров для лопастей на базовых деталях ветроколеса, исключает динамические нагрузки на них и обеспечивает бесшумность работы ветроэнергетической установки.The possibility of self-installation of the blade plane on the sailing side of the module is close to vertical, and on the vane side is close to horizontal by applying wind to the twin blade on the one hand and counteracting its mass on the other, achieved by this design eliminates the need for stops for the blades on the base parts of the wind wheel , eliminates dynamic loads on them and ensures noiseless operation of the wind power installation.
Однако прямая зависимость крутящего момента на валу модуля от геометрических размеров спаренной лопасти и ее массы (формула 10 прототипа) приводит к необходимости увеличения балластного груза при высоких скоростях ветра и, следовательно, к повышению удельной металлоемкости ветроэнергетической установки (отношение ее массы к величине крутящего момента на выходном валу), что приводит к снижению эффективности работы в районах с высокой средней скоростью ветра.However, the direct dependence of the torque on the module shaft on the geometrical dimensions of the paired blade and its mass (
Заявленный объект содержит фрагмент силовой колонны с вертикальной осью вращения, жестко закрепленный на нем подшипниковый узел с двухконцевым валом, ось которого перпендикулярна оси вращения модуля, а концы выходят на диаметрально противоположные стороны фрагмента силовой колонны, и пару лопастей для взаимодействия с ветром, навинченных на концы вала, развернутых одна относительно другой в паре на 90° и жестко зафиксированных на валу посредством стопорных планок, при этом обе лопасти в совокупности с валом и стопорными планками образуют жесткую спаренную лопасть, имеющую возможность знакопеременных колебаний вокруг оси подшипникового узла.The claimed object contains a fragment of the power column with a vertical axis of rotation, a bearing assembly with a double-end shaft rigidly fixed on it, the axis of which is perpendicular to the axis of rotation of the module, and the ends extend onto the diametrically opposite sides of the fragment of the power column, and a pair of blades for interaction with the wind screwed onto the ends shaft, rotated one relative to the other in a pair of 90 ° and rigidly fixed to the shaft by means of locking bars, with both blades in conjunction with the shaft and locking bars in the image They have a rigid twin blade with the possibility of alternating oscillations around the axis of the bearing assembly.
Стопорные планки выполнены в виде пары идентичных секторных пластин с углом 90° при вершине сектора, квадратными отверстиями при ней для связи с валом и по меньшей мере парой отверстий ближе к дуговой части сектора для связи между собой и с лопастью, а между секторных пластин в их квадратных отверстиях неподвижно установлена шестерня и в зоне крепежных отверстий установлен упругий буфер, периферийные кромки которого выступают за пределы ребер секторных пластин, при этом в подшипниковом узле над первым валом параллельно ему установлен второй вал, формирующий в совокупности со второй парой лопастей и стопорных планок вторую жесткую спаренную лопасть, лопасти и стопорные планки обеих спаренных лопастей, расположенные на одной стороне фрагмента силовой колонны, установлены по отношению друг к другу зеркально, а шестерни стопорных планок на каждой из сторон фрагмента силовой колонны находятся в постоянном зацеплении.The locking strips are made in the form of a pair of identical sector plates with an angle of 90 ° at the apex of the sector, with square holes for communication with the shaft and at least a pair of holes closer to the arc part of the sector for communication with each other and with the blade, and between sector plates in their the gears are fixedly mounted in the square holes and an elastic buffer is installed in the area of the mounting holes, the peripheral edges of which protrude beyond the edges of the sector plates, while in the bearing assembly above the first shaft, a second a swarm shaft, forming, together with the second pair of blades and retaining strips, a second rigid twin blade, blades and retaining strips of both twin blades located on one side of the power column fragment are mirror-mounted to each other, and the gears of the retaining strips on each side fragments of the power column are in constant engagement.
Технические преимущества заявленного объекта по сравнению с прототипом заключаются в следующем:Technical advantages of the claimed object compared to the prototype are as follows:
- наличие в модуле второй жесткой спаренной лопасти, расположенной над первой параллельно ей в совокупности с наличием в стопорных планках пары идентичных шестерен, жестко закрепленных на обоих концах своего вала и находящихся в постоянном зацеплении с соответствующими шестернями первой спаренной лопасти, обеспечивает возможность встречного знакопеременного колебания каждой спаренной лопасти вокруг оси своего вала, что обеспечивает раскрытие смежных лопастей на парусной стороне модуля в плоское парусное полотно и складывание их «в книжку» на флюгерной стороне модуля;- the presence in the module of a second rigid twin blade located above the first parallel to it in combination with the presence of a pair of identical gears rigidly fixed at both ends of its shaft in the locking bars and in constant engagement with the corresponding gears of the first twin blade, provides the possibility of counter-alternating oscillations of each paired blades around the axis of its shaft, which ensures the disclosure of adjacent blades on the sailing side of the module in a flat sailing canvas and folding them "in appear below "on the module side of the vane;
- выполнение стопорных планок в виде пары секторных пластин с углом 90° при вершине, жестко связанных с валом спаренной лопасти и несущих зажатый между ними упругий буфер, периферийные кромки которого выступают за пределы ребер секторных пластин, ограничивает величину колебаний спаренных лопастей углом 90° и компенсирует динамические удары стопорных планок друг о друга без взаимного касания смежных лопастей в крайних положениях при их складывании «в книжку» на флюгерной стороне модуля.- the implementation of the locking strips in the form of a pair of sector plates with an angle of 90 ° at the apex, rigidly connected with the shaft of the twin blades and carrying an elastic buffer sandwiched between them, the peripheral edges of which extend beyond the edges of the sector plates, limits the amount of oscillation of the twin blades at an angle of 90 ° and compensates dynamic impacts of the locking strips against each other without mutual contact of adjacent blades in extreme positions when they are folded "in the book" on the vane side of the module.
Совокупность указанных технических преимуществ по сравнению с прототипом обеспечивает технический результат, заключающийся в обеспечении возможности работы заявленного объекта в районах с повышенными скоростями ветра без дополнительного балластного груза на спаренных лопастях и на этой основе в снижении удельной металлоемкости ветроэнергетических установок и соответствующем упрощении их конструкции.The combination of these technical advantages compared with the prototype provides a technical result, which consists in ensuring the ability of the claimed facility to operate in areas with high wind speeds without additional ballast weight on twin blades and, on this basis, in reducing the specific metal consumption of wind power plants and the corresponding simplification of their design.
На приведенных чертежах иллюстрируется модуль ветроколеса карусельного типа, где на фиг.1 показан его общий вид фронтально к направлению ветра; на фиг.2 и 3 - разрезы по А-А и Б-Б на фиг.1 с противоположных сторон фрагмента силовой колонны; на фиг.4 - фронтальный вид на стопорные планки спаренных лопастей при отсутствии ветра и на фиг.5 - разрез по В-В на фиг.4.The drawings illustrate the module of a carousel type wind wheel, where Fig. 1 shows its general view frontally to the direction of the wind; figure 2 and 3 are sections along aa and bb in figure 1 from opposite sides of a fragment of the power column; figure 4 is a frontal view of the retaining strips of the twin blades in the absence of wind and figure 5 is a section along BB in figure 4.
Модуль ветроколеса карусельного типа содержит фрагмент 1 силовой колонны с вертикальной осью вращения, жестко закрепленный на нем подшипниковый узел с двухконцевым валом 2, ось которого перпендикулярна оси вращения модуля, а концы выходят на диаметрально противоположные стороны фрагмента 1 силовой колонны, и пару лопастей 3 и 4 для взаимодействия с ветром, навинченых на резьбовые хвостовики 5 вала 2, развернутых одна относительно другой в паре на 90° и жестко зафиксированных на валу 2 посредством стопорных планок 6 на квадратных проточках вала 2, примыкающих к его резьбовым хвостовикам 5.The carousel-type wind turbine module contains a
Обе лопасти 3 и 4 в совокупности с валом 2 и стопорными планками 6 образуют жесткую спаренную лопасть 8, имеющую возможность знакопеременных колебаний вокруг оси подшипникового узла в пределах 90°.Both
Стопорные планки 6 выполнены в виде пары идентичных секторных пластин 9 с углом 90° при вершине сектора, квадратными отверстиями 10 при ней и по меньшей мере двумя отверстиями 11 и 12 ближе к их дуговой части, через одно из которых секторные пластины 9 стягиваются между собой, а через другое - дополнительно с торцевой пластиной 13 каждой лопасти 3 и 4.The
Между секторными пластинами 9 в квадратных отверстиях 10 установлена шестерня 14 с квадратной ступицей 15, в которой выполнено центральное квадратное отверстие 16 для насадки на квадратную проточку 7 вала 2, а в зоне отверстий 11 и 12 установлен упругий буфер 17, например, в виде резиновой плиты, при этом секторные пластины 9 стянуты между собой болтом 18, через отверстие 12 болтом 19 стопорные планки 6 дополнительно связаны с торцевыми пластинами 13 лопастей 3 и 4, а периферийная часть буфера 17 выступает за контур секторных пластин 9 на 15-20 мм.Between the
В подшипниковом узле фрагмента 1 силовой колонны над первым валом 2 и параллельно ему установлен второй вал 20, формирующий со своими парами лопастей и стопорных планок вторую жесткую спаренную лопасть 21, при этом лопасти 3 и 4 спаренных лопастей 8 и 21, расположенные на одной стороне фрагмента силовой колонны, установлены по отношению друг к другу зеркально, а смежные шестерни 14 стопорных планок 6 спаренных лопастей 8 и 21 находятся в постоянном зацеплении.In the bearing unit of
При безветренной погоде модуль ветроколеса находится в неподвижном состоянии, а лопасти 3 и 4 спаренной лопасти 8 под действием собственной массы свисают вниз от оси ее качения, располагаясь симметрично относительно оси вращения модуля и образуя с ней угол, близкий к 45°, при этом лопасти 3 и 4 дополнительной спаренной лопасти 21 располагаются зеркально и устойчиво удерживаются в таком положении шестернями 14, находящимися в постоянном зацеплении (см. фиг.4).In calm weather, the module of the wind wheel is stationary, and the
При возникновении ветра лопасти 3 обеих спаренных лопастей 8 и 21 на парусной стороне модуля поворачиваются в противоположные стороны, образуя фронтальное направлению ветра парусное полотно, а на противоположной стороне лопасти 4 складываются «в книжку», беспрепятственно пропуская воздушный поток на тыльную сторону модуля.When wind occurs, the
При нарушении балансировки спаренных лопастей 8 и 21 стопорные планки 6 вместе с лопастями 3 и 4 могут отклоняться при отсутствии ветра от вертикального положения (фиг.4) в ту или другую сторону на угол до 45°, однако при возникновении ветра благодаря расположению упругих буферов 17 между секторными пластинами 9 под его воздействием происходит самоустановка спаренных лопастей 8 и 21 в нормальное рабочее положение (фиг.2 и 3), а крутящий момент на фрагменте силовой колонны будет определяться разностью суммарного давления ветра на лопасти 3 и 4 на парусной и флюгерной сторонах модуля.If the balancing of the paired blades 8 and 21 is unbalanced, the
Источники информацииInformation sources
1. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1537885 от 23.01.90 г., МПК F03D 3/00.1. Description of the invention to the USSR copyright certificate No. 1537885 of January 23, 1990, IPC
2. Описание изобретения к патенту РФ №2365782 от 05.12.2007 г. МПК F03D 3/00 (прототип).2. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2365782 dated 05.12.2007, IPC F03D 3/00 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140057/06A RU2438038C2 (en) | 2009-10-29 | 2009-10-29 | Carousel-type wind wheel module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009140057/06A RU2438038C2 (en) | 2009-10-29 | 2009-10-29 | Carousel-type wind wheel module |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009140057A RU2009140057A (en) | 2011-05-10 |
| RU2438038C2 true RU2438038C2 (en) | 2011-12-27 |
Family
ID=44732197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009140057/06A RU2438038C2 (en) | 2009-10-29 | 2009-10-29 | Carousel-type wind wheel module |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2438038C2 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2202592A (en) * | 1987-03-19 | 1988-09-28 | Liu Hsun Fa | Vertical-axle wind turbine |
| SU1539381A1 (en) * | 1988-02-12 | 1990-01-30 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Wind power plant |
| RU2006665C1 (en) * | 1991-02-01 | 1994-01-30 | Адхам Закирович Султанов | Rotor-type windmill |
| RU2365782C1 (en) * | 2007-12-05 | 2009-08-27 | Юрий Александрович Якимов | Carousel-type windwheel module |
-
2009
- 2009-10-29 RU RU2009140057/06A patent/RU2438038C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2202592A (en) * | 1987-03-19 | 1988-09-28 | Liu Hsun Fa | Vertical-axle wind turbine |
| SU1539381A1 (en) * | 1988-02-12 | 1990-01-30 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Wind power plant |
| RU2006665C1 (en) * | 1991-02-01 | 1994-01-30 | Адхам Закирович Султанов | Rotor-type windmill |
| RU2365782C1 (en) * | 2007-12-05 | 2009-08-27 | Юрий Александрович Якимов | Carousel-type windwheel module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009140057A (en) | 2011-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2008131059A (en) | DEVICE AND SYSTEM FOR PRODUCING REGENERATIVE AND RENEWABLE ENERGY FROM WIND | |
| US20200158074A1 (en) | Vertical-shaft turbine | |
| US7284949B2 (en) | Vertical axis wind or water turbine | |
| RU2438038C2 (en) | Carousel-type wind wheel module | |
| KR20120039127A (en) | Horizontal wind power generator | |
| CN102996347A (en) | Side-moment vane fluid energy generator | |
| KR102142243B1 (en) | Sail device | |
| DK1163443T3 (en) | Rotor | |
| JP2005113896A (en) | Windmill for vertical generator | |
| WO2009006287A3 (en) | Oscillating windmill | |
| CN103925161A (en) | Vibration wing wind energy and tidal current energy conversion device with tracks controlling attack angle | |
| JP2015158181A (en) | Under-bridge windpower generator and under-bridge windpower generation system | |
| RU2365782C1 (en) | Carousel-type windwheel module | |
| CN103867380A (en) | Wind turbine fan blade tilt angle automatic adjustment mechanism | |
| RU196236U1 (en) | Device for converting variable motion of the environment into rotational | |
| RU2487265C1 (en) | Windwheel of carousel-spade type | |
| RU2825503C1 (en) | Low-pressure orthogonal turbine (versions) | |
| RU2461733C1 (en) | Wind-driven unit | |
| RU2599097C2 (en) | Moving medium energy converter | |
| RU2688623C2 (en) | Water-wind engine | |
| RU2515302C2 (en) | Rotor | |
| KR102183627B1 (en) | Wave Power Generator Having Pendulum Movement Part And Linear Reciprocating Cylinder Part | |
| RU2563949C1 (en) | Rotor-type windmill | |
| RU2380567C2 (en) | Rotor-type windmill | |
| RU2622678C1 (en) | Wind turbine plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111030 |