RU2796036C1

RU2796036C1 - Wind wheel

Info

Publication number: RU2796036C1
Application number: RU2022117476A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко; Михаил Александрович Никулин
Filing date: 2022-06-27
Publication date: 2023-05-16

Abstract

FIELD: wind energy.

SUBSTANCE: wind wheels of wind driven and wind power plants with a horizontal axis of rotation, mainly intended for operation with segment-type electric generators. The wind wheel consists of a shaft and a hub made in the form of a plate, on the periphery of which the inner edges of the blades are fixed. The blades are made in the form of pairs of U-shaped rods containing the first and second racks. The first posts of the first U-shaped rods are mounted on a spacer and are attracted to the plate by a detachable connection, and the second U-shaped rods are attracted by their first posts to the first posts of the first rod also by means of a detachable connection. On each of the rods, with the help of brackets, flexible panels are fixed, forming the plane of the blade, and the inner ends of the panels are provided with tension springs.

EFFECT: increasing the manufacturability and reduction of the weight of the blades, as well as ensuring wind resistance by simplifying the replacement of panels.

1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветросиловых и ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа.SUBSTANCE: invention relates to wind energy, namely to wind turbines of wind power and wind power plants with a horizontal axis of rotation, mainly intended for operation with segment-type electric generators.

Известно ветроколесо [пат. РФ №2211366, опубл. 27.08.2003, бюл. №24 / Литвиненко A.M. - заявка №2002104027/06 от 14.02.2002].Технический результат, заключающийся в упрощении конструкции, повышения надежности, обеспечении модульности и технологичности, обеспечивается за счет того, что в ветроколесе, содержащем ступицу в лопасти, выполненные в виде парусных оперений, лонжероны, трос, D-образную переднюю кромку, согласно изобретению парусные оперения выполнены в виде упругих пластин, передняя кромка которых имеет форму арки и снабжена отверстиями под лонжерон.Known wind wheel [US Pat. RF No. 2211366, publ. 27.08.2003, bul. №24 / Litvinenko A.M. - application No. 2002104027/06 dated February 14, 2002]. The technical result, which consists in simplifying the design, increasing reliability, ensuring modularity and manufacturability, is ensured due to the fact that in the wind wheel containing the hub in the blades made in the form of sailing plumage spars, cable, D-shaped leading edge, according to the invention, the sails are made in the form of elastic plates, the leading edge of which has the shape of an arch and is provided with holes for the spar.

Недостатком данного ветроколеса является малая жесткость конструкции, а также технологические трудности формирования D-образной кромки.The disadvantage of this wind wheel is the low rigidity of the structure, as well as technological difficulties in the formation of a D-shaped edge.

Также известно ветроколесо [пат. РФ №2249720, опубл. 10.04.2005, бюл. №10 / Литвиненко A.M. - заявка №2003130051/06 от 09.10.2003]. Технический результат заключается в упрощении конструкции, повышении надежности и технологичности при обеспечении удешевления и модульности. Это достигается тем, что лопасти, как основные, так и, возможно, дополнительные, выполнены в виде парусных оперений, а именно оболочечного, двухслойного, скрепленного по периметру равнобедренного треугольника, вершина которого закреплена у ступицы, основание снабжено натяжной планкой, которая шарнирно соединена с балансиром, балансир шарнирно установлен на внешнем конце трубчатого лонжерона и соединен с натяжной тягой.Also known wind wheel [US Pat. RF No. 2249720, publ. 10.04.2005, bul. №10 / Litvinenko A.M. - application No. 2003130051/06 dated 09.10.2003]. The technical result consists in simplifying the design, increasing reliability and manufacturability while ensuring cost reduction and modularity. This is achieved by the fact that the blades, both main and, possibly, additional, are made in the form of sail plumage, namely, a shell, two-layer, isosceles triangle fastened around the perimeter, the apex of which is fixed at the hub, the base is equipped with a tension bar, which is pivotally connected to balancer, the balancer is pivotally mounted on the outer end of the tubular spar and connected to the tension rod.

Его недостатком является затруднение в обеспечении крутки лопастей, которая, как известно, обеспечивает лучшие аэродинамические характеристики, а так же трудности реализации замыкании магнитного потока при наличии немагнитной ступицы.Its disadvantage is the difficulty in providing the twist of the blades, which, as is known, provides the best aerodynamic characteristics, as well as the difficulty in implementing the closing of the magnetic flux in the presence of a non-magnetic hub.

Наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ветроколесо [пат. РФ №2684301, опубл. 04.05.2019, бюл. №10 / Литвиненко A.M. - заявка №2018108519 от 07.03.2018].Closest to the claimed set of essential features is a wind wheel [US Pat. RF No. 2684301, publ. 05/04/2019, bul. №10 / Litvinenko A.M. - application No. 2018108519 dated 03/07/2018].

Ветроколесо содержит вал, ступицу, выполненную в виде пластины, на периферии которой закреплены внутренние края лопастей. Кроме того имеются стойки, а между стойками и дугами с роторными элементами, установлены стержни жесткости.The wind wheel contains a shaft, a hub made in the form of a plate, on the periphery of which the inner edges of the blades are fixed. In addition, there are racks, and stiffening rods are installed between the racks and arcs with rotor elements.

Недостатком такого ветроколеса является громоздкость конструкции и большая масса лопастей, низкая технологичность.The disadvantage of such a wind turbine is the bulkiness of the design and the large mass of the blades, low manufacturability.

Изобретение направлено на уменьшение массы лопастей повышение технологичности.The invention is aimed at reducing the weight of the blades and improving manufacturability.

Это достигается тем, что в ветроколесе, содержащем вал, ступицу, выполненную в виде пластины, на периферии которой закреплены внутренние края лопастей, согласно изобретению лопасти выполнены в виде пар П-образных стержней, содержащих первую и вторую стойки, при этом первые стойки первых П-образных стержней установлены на проставке и притянуты к пластине разъемным соединением, а вторые П-образные стержни своими первыми стойками притянуты к первым стойкам первого стержня также с помощью разъемного соединенияThis is achieved by the fact that in a wind wheel containing a shaft, a hub made in the form of a plate, on the periphery of which the inner edges of the blades are fixed, according to the invention, the blades are made in the form of pairs of U-shaped rods containing the first and second racks, while the first racks of the first P -shaped rods are mounted on a spacer and attracted to the plate with a detachable connection, and the second U-shaped rods are attracted to the first posts of the first rod with their first posts also with the help of a detachable connection

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где показано ветроколесо вид спереди.The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows the wind wheel front view.

Ветроколесо ветроэлектрогенератора состоит из ступицы и лопастей, которые установлены парами на пластине 1. Первая лопасть образована первым П-образным стержнем 2, имеющим первую 3 и вторую 4 стойки. При этом первые стойки 3 и 4 установлены на проставки 5 и притянуты к пластине разъемным соединением, например, хомутом 6. Второй П-образный стержень 12 своей первой стойкой 7 установлен на первой стойке 4 первого стержня 2 и притянут к ней с помощью разъемного соединения, например, хомута 8. На каждый из стержней с помощью скоб 9 закреплены гибкие полотнища 10, которые образуют плоскость лопасти. Внутренние концы полотнищ снабжены пружинами натяжения 11.The wind wheel of the wind power generator consists of a hub and blades, which are installed in pairs on the plate 1. The first blade is formed by the first U-shaped rod 2, having the first 3 and second 4 racks. In this case, the first racks 3 and 4 are installed on spacers 5 and attracted to the plate by a detachable connection, for example, a clamp 6. The second U-shaped rod 12 is installed with its first rack 7 on the first rack 4 of the first rod 2 and is attracted to it using a detachable connection, for example, a clamp 8. On each of the rods with the help of brackets 9, flexible panels 10 are fixed, which form the plane of the blade. The inner ends of the panels are equipped with tension springs 11.

Работа устройства Ветровой поток воздействуя на лопасть приводит ее во вращение. В частности воздействие ветрового потока на полотнища 10 передается на П-образные стержни и далее, поскольку они закреплены на пластине, передается собственной пластине. Пластина закреплена, например на резьбовом валу с помощью широкой фасонной гайки. Далее энергия ветрового потока передается на вал.Operation of the device The wind flow acting on the blade causes it to rotate. In particular, the impact of the wind flow on the panels 10 is transmitted to the U-shaped rods and then, since they are fixed on the plate, is transferred to its own plate. The plate is fixed, for example, on a threaded shaft with a wide shaped nut. Further, the energy of the wind flow is transferred to the shaft.

Технико-экономическим преимуществом данного устройства является повышенная технологичность, вызванная наличием двух П-образных стержней, которые могут быть выполнены, как сплошными так и полыми с помощью гибочных устройств. Кроме того использование гибких полотнищ приводит к уменьшению стоимости и обеспечение бурестойкости поскольку данные полотнища сравнительно легко подлежат замене.The technical and economic advantage of this device is the increased manufacturability caused by the presence of two U-shaped rods, which can be made both solid and hollow with the help of bending devices. In addition, the use of flexible panels leads to a reduction in cost and ensuring wind resistance, since these panels are relatively easy to replace.

Claims

A wind wheel comprising a shaft, a hub made in the form of a plate, on the periphery of which the inner edges of the blades are fixed, characterized in that the blades are made in the form of pairs of U-shaped rods containing the first and second racks, while the first racks of the first U-shaped rods are installed on the spacer and attracted to the plate by a detachable connection, and the second U-shaped rods are attracted by their first posts to the first posts of the first rod also with the help of a detachable connection, flexible panels are fixed to each of the rods with brackets, forming a plane of the blade, and the inner ends of the panels are provided with tension springs.