EA018387B1 - Ветроэлектростанция - Google Patents
Ветроэлектростанция Download PDFInfo
- Publication number
- EA018387B1 EA018387B1 EA200800958A EA200800958A EA018387B1 EA 018387 B1 EA018387 B1 EA 018387B1 EA 200800958 A EA200800958 A EA 200800958A EA 200800958 A EA200800958 A EA 200800958A EA 018387 B1 EA018387 B1 EA 018387B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- shaft
- wind
- attached
- ground
- blade
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001364 causal effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000010408 sweeping Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/06—Rotors
- F03D3/062—Rotors characterised by their construction elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/20—Rotors
- F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
- F05B2240/31—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape
- F05B2240/313—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape with adjustable flow intercepting area
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к ветроэнергетике и может найти применение для автономного энергоснабжения объектов и выработки электроэнергии в энергосистему. Технический результат - повышение коэффициента использования во времени энергии ветра вне зависимости от его направления и скорости, упрощение конструкции и улучшения эксплуатационных характеристик, снижение стоимости изготовления и эксплуатационных расходов, повышение надежности. Это достигается тем, что электростанция имеет лопасти (ветроприемник, ометаемую поверхность) в виде двух или более сегментов трубы. В торцах между внутренней кромкой и центром сегмента каждой лопасти шарнирно закреплена лопасть вдоль оси посредством кронштейна, другой конец которого жестко соединен с валом. Внешняя кромка каждой лопасти в торцах соединена с грузом на гибкой тяге (или на рычагах-кронштейнах). Вал снизу соединен с редуктором через шаровое крепление и/или карданным валом. У маломощных ВЭС сверху вал шарнирно прикреплен к земле тросами, а у ВЭС средней и большой мощности вал сверху шарнирно закреплен к дугообразным фермам, которые в свою очередь нижними концами прикреплены к земле или основанию, стянуты в средней части между собой и/или к земле тросами.
Description
Изобретение относится к ветроэнергетике и может найти применение для автономного энергоснабжения объектов и выработки электроэнергии в энергосистему.
Технический результат - повышение коэффициента использования во времени энергии ветра вне зависимости от его направления и скорости, упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных характеристик, снижение стоимости изготовления и эксплуатационных расходов, повышение надежности. Это достигается тем, что электростанция имеет вал, грузы, кронштейны, жестко закрепленные к валу, лопасти (ветроприемник, ометаемую поверхность) в виде двух или более сегментов трубы, имеющие внутренние и внешние кромки. Каждая лопасть гаарнирно закреплена к кронштейну в торце между внутренней кромкой и центром. Внутренние и внешние кромки каждой лопасти соединены в торцах с грузами посредством гибкой связи, переброшенной через свободно вращающиеся шкивы. Оси шкивов жестко прикреплены к валу, причем внешняя кромка каждой лопасти посредством гибкой тяги через шкивы соединена с г-образным рычагом-кронштейном, на противоположном конце которого прикреплен груз. Вал соединен снизу с редуктором посредством шарового крепления и/или карданного вала, а сверху прикреплен к дугообразным фермам или тросам, нижний конец которых прикреплен к земле или основанию, фермы в средней части стянуты тросами к земле и/или между собой.
Возможно достижение и другим вариантом исполнения, в котором каждая лопасть шарнирно закреплена к кронштейну в торце между внутренней кромкой и центром, причем внешняя кромка каждой лопасти соединена в торцах с грузами посредством г-образного рычага-кронштейна. Вал соединен снизу с редуктором посредством шарового крепления и/или карданного вала, а сверху прикреплен к дугообразным фермам или тросам, нижний конец которых прикреплен к земле или основанию, фермы в средней части стянуты тросами к земле и/или между собой.
Изобретение относится к области энергетики, в частности к ветряным электростанциям, и может найти применение для автономного энергоснабжения объектов и выработки электроэнергии в энергосистему.
Известна виндроторная электростанция Бони-ШХВ (патент РК № 5595), состоящая из виндроторных модулей, включающих направляющие аппараты и лопастные вертикальные виндроторы, выполненные кольцевыми с числом лопаток и диаметрами, изменяющимися по высоте в соответствии с формулой Хельмана, а генераторная группа содержит один или несколько ярусов, соединенных с валом виндротора.
Этой виндроторной электростанции присущ ряд недостатков, таких как высокая металлоемкость, необходимость высокой классности изготовления для его работы на больших скоростях ветра, что ведет к значительному удорожанию, не работоспособность при малых скоростях ветра.
Известен ветродвигатель системы Савониуса (патент РК № 3230), содержащий две полуцилиндрические лопасти, размещенные между платами и имеющие внешние и внутренние кромки, которые кинематически соединены жестко с валом и шарнирно с лопастями, снабженными грузами на их внешних кромках.
Этот ветродвигатель имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что при необходимом для увеличения мощности увеличении диаметра более 0,5 м и повороте на ветер кромками лопастей, происходит неуправляемый сдвиг полуцилиндров под напором ветра и производится удар кронштейнами, что требует усложнения конструкции и снижает надежность устройства. А уменьшение диаметра полуцилиндров ведет к снижению мощности и сокращению диапазона рабочих скоростей ветра.
Задачей настоящего изобретения является разработка ветроэлектростанции (ВЭС), позволяющей повысить коэффициент использования во времени (расширить диапазон рабочих скоростей ветра), обеспечить постоянную мощность электростанции не зависимо от скорости и направления ветра, упростить конструкцию и повысить надежность работы, что ведет к снижению стоимости и затрат на эксплуатацию.
Технический результат достигается тем, что в ветроэлектростанции, состоящей из вала, грузов, кронштейнов, жестко закрепленных к валу, лопастей (ветроприемников), имеющих внутренние и внешние кромки, каждая лопасть шарнирно закреплена к кронштейну в торце между внутренней кромкой и центром. Внутренние и внешние кромки каждой лопасти соединены в торцах с грузами посредством гибкой связи, переброшенной через свободно вращающиеся шкивы. Оси шкивов жестко прикреплены к валу, причем внешняя кромка каждой лопасти посредством гибкой тяги через шкивы соединена с гобразным рычагом-кронштейном, на противоположном конце которого прикреплен груз.
Лопасти могут быть выполнены в виде двух полуцилиндров или более сегментов.
Вал снизу соединен с редуктором через шаровое крепление и/или карданным валом. У маломощных ВЭС сверху вал прикреплен к земле тросами, а у ВЭС средней и большой мощности вал сверху закреплен к дугообразным фермам, которые, в свою очередь, нижними концами прикреплены к земле, стянуты между собой и/или к земле тросами.
Технический результат может быть достигнут и при другом варианте: в ветроэлектростанции, состоящей из вала, грузов, кронштейнов, жестко закрепленных к валу, лопастей, имеющих внутренние и внешние кромки, каждая лопасть шарнирно закреплена к кронштейну в торце между внутренней кромкой и центром. Внешняя кромка каждой лопасти соединена в торцах с грузами посредством г-образного рычага-кронштейна. Вал соединен снизу с редуктором посредством шарового крепления и/или кардан
- 1 018387 ного вала, а сверху прикреплен к дугообразным фермам или тросам, нижний конец которых прикреплен к земле или основанию, фермы в средней части стянуты тросами к земле и/или между собой.
Причинно-следственная связь между существенными признаками изобретения и достигаемыми результатами заключается в том, что при применении указанных признаков коэффициент использования энергии ветра во времени увеличивается, т.е. ВЭС будет работать в диапазоне скоростей 3-70 м/с. В результате ВЭС работает в три раза большее количество дней, следовательно, и выработка электроэнергии также будет более чем в три раза больше. Это достигается тем, что при малых скоростях ветра увеличивается площадь ометаемой поверхности, и, наоборот, при увеличении скорости ветра - уменьшается за счет смыкания или размыкания лопастей вокруг шарнирного крепления к кронштейну. При ураганных порывах ветра грузы за счет центробежной силы смыкают лопасти, при этом ВЭС принимает форму трубы. Надежность работы обеспечивается как за счет простоты конструкции, так и за счет наличия шарового крепления вала ВЭС и/или карданного вала с редуктором (мультиплексором). Наличие тросового крепления для маломощных ВЭС и крепление посредством дугообразных ферм, которые, в свою очередь ,стянуты тросами к земле и/или между собой, обеспечивают надежную работу при любых скоростях и порывах ветра.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведен общий вид ВЭС, вид сверху и разрез двухлопастных ветроприемников, закрепленных шарнирно между внутренней кромкой и центром сегмента;
на фиг. 2 - сечение трехлопастных ветроприемников, закрепленных шарнирно между внутренней кромкой и центром сегмента;
на фиг. 3 - схема крепления грузов, обеспечивающего закрывание лопастей (ветроприемников) при увеличении скорости ветра;
на фиг. 4 - схема крепления груза, обеспечивающего открывание лопастей (ветроприемников) при отсутствии ветра.
Ветроэлектростанция состоит (фиг. 1) из вала 1, к которому кинематически закреплены лопасти 2 (ветроприемники), торцы которых шарнирно 3 закреплены к кронштейнам 4. Кронштейны 4 жестко закреплены к валу 1 (фиг. 1, разрез А-А). Торцы между внутренней кромкой и центром сегмента (полуцилиндра) двулопастных (фиг. 1), трехлопастных (фиг. 2) ветроприемников 2 шарнирно закреплены к кронштейнам 4. Внешние кромки лопастей посредством гибкой тяги 5 через шкивы 11 (фиг. 3) соединены с рычагомкронштейном 14, на противоположном конце которого прикреплен груз 13. Рычаг-кронштейн посредством шарнирного крепления 12 соединен с валом 1. Вал 1 в верхнем конце шарнирно прикреплен к фермам 8 (фиг. 1), которые, в свою очередь, соединены между собой горизонтальными тягами 7 и притянуты к земле (или основанию) тягами 9 (фиг. 1). Нижний конец вала 1 через карданный вал соединен с электромеханической установкой 10, состоящей из редуктора и генератора. Лопасти 2 в торцах по внешним кромкам посредством гибкой тяги 5 (фиг. 1, 3) через шкивы 11 соединены с рычагом-кронштейном 14. Лопасти 2 в торцах по внутренним кромкам посредством гибкой тяги 17 (фиг. 4) через шкивы 11 соединены с грузом 15. Вертикальное движение груза 15 ограничено ограничителем 16 (фиг. 4).
Во втором варианте внешняя кромка каждой лопасти соединена с рычагом-кронштейном 14, на другом конце которого прикреплен груз 13. Рычаг-кронштейн 14 посредством шарнирного крепления 12 соединен с валом 1. Вал 1 в верхнем конце шарнирно прикреплен к фермам 8 (фиг. 1), которые, в свою очередь, соединены между собой горизонтальными тягами 7 и притянуты к земле (или основанию) тягами 9 (фиг. 1). Нижний конец вала 1 через карданный вал соединен с электромеханической установкой 10, состоящий из редуктора и генератора.
Работа ветровой электростанции производится следующим образом. Ветровой поток поступает на лопасти 2, что приводит к вращению вала 1, который передает вращение на электромеханическую установку 10. При увеличении скорости ветра за счет центробежной силы грузы 13 начинают отходить от вала 1, что приводит к отклонению рычага-кронштейна 14 вокруг шарнирного крепления 12. Рычагкронштейн 14 тянет гибкую тягу 5 через шкив 11, что приводит к смещению лопастей 2 вокруг шарнирного крепления 3 к валу 1. При ураганных порывах ветра лопасти 2 смыкаются и принимают форму цилиндра 6 (фиг. 2). Ограничение раскрытия лопастей 2 обеспечивают тяги 17, соединенные с грузом 15 за счет того, что груз 15 упирается в ограничитель 16 (фиг. 4). Груз 15 имеет возможность движения только по вертикали.
При отсутствии ветра груз 15 под действием гравитационных сил опускается вниз и посредством тяг 17 полностью раскрывает лопасти 2. Работа ветроэлектростанции по второму варианту аналогична. Ветровой поток поступает на лопасти 2, что приводит к вращению вала 1, который передает вращение на электромеханическую установку 10. При увеличении скорости ветра за счет центробежной силы грузы 13 начинают отходить от вала 1, что приводит к отклонению рычага-кронштейна 14 вокруг шарнирного крепления 12. Рычаг-кронштейн 14 тянет внешнюю кромку лопасти, что приводит к смещению лопастей 2 вокруг шарнирного крепления 3 к валу 1. При ураганных порывах ветра лопасти 2 смыкаются и принимают форму цилиндра 6 (фиг. 2).
Claims (2)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Ветроэлектростанция, состоящая из вала, грузов, кронштейнов, жестко прикрепленных к валу, лопастей, имеющих внутренние и внешние кромки, отличающаяся тем, что каждая лопасть шарнирно прикреплена к кронштейну в торце между внутренней кромкой и центром, внутренние и внешние кромки каждой лопасти соединены в торцах с грузами посредством гибкой связи, переброшенной через свободно вращающиеся шкивы, оси которых жестко прикреплены к валу, причем внешняя кромка каждой лопасти посредством гибкой тяги через шкивы соединена с г-образным рычагом-кронштейном, на противоположном конце которого прикреплен груз, вал соединен снизу с редуктором посредством шарового крепления и/или карданного вала, а сверху прикреплен к дугообразным фермам или тросам, нижний конец которых прикреплен к земле или основанию, фермы в средней части стянуты тросами к земле и/или между собой.
- 2. Ветроэлектростанция, состоящая из вала, грузов, кронштейнов, жестко прикрепленных к валу, лопастей, имеющих внутренние и внешние кромки, отличающаяся тем, что каждая лопасть шарнирно прикреплена к кронштейну в торце между внутренней кромкой и центром, причем внешняя кромка каждой лопасти соединена в торцах с грузами посредством г-образного рычага-кронштейна, вал соединен снизу с редуктором посредством шарового крепления и/или карданного вала, а сверху прикреплен к дугообразным фермам или тросам, нижний конец которых прикреплен к земле или основанию, фермы в средней части стянуты тросами к земле и/или между собой.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/KZ2006/000003 WO2007142498A1 (fr) | 2006-06-09 | 2006-06-09 | Centrale éolienne |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200800958A1 EA200800958A1 (ru) | 2010-06-30 |
EA018387B1 true EA018387B1 (ru) | 2013-07-30 |
Family
ID=38801685
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200800958A EA018387B1 (ru) | 2006-06-09 | 2006-06-09 | Ветроэлектростанция |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009540191A (ru) |
EA (1) | EA018387B1 (ru) |
WO (1) | WO2007142498A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102182642A (zh) * | 2011-05-10 | 2011-09-14 | 曾少波 | 一种新型风力发电机 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4037989A (en) * | 1975-05-12 | 1977-07-26 | Huther Jerome W | Vertical axis wind turbine rotor |
DE2757266B1 (de) * | 1977-12-22 | 1978-11-02 | Dornier Gmbh | Windturbinenanlage mit Hauptrotor und einem oder mehreren Anlaufhilferotoren |
SU1612109A1 (ru) * | 1988-12-26 | 1990-12-07 | Пушкинское высшее военное инженерное строительное училище | Ротор ветродвигател |
SU1694977A1 (ru) * | 1989-10-16 | 1991-11-30 | Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского | Ветродвигатель |
RU2170366C2 (ru) * | 1998-04-06 | 2001-07-10 | Зельдин Юлий Рафаилович | Ветродвигатель |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004031105A1 (de) * | 2004-06-22 | 2006-01-12 | Uwe Westphal | Vertikalachsenrotor mit Drehzahlregulierung einer Windkraftanlage |
-
2006
- 2006-06-09 WO PCT/KZ2006/000003 patent/WO2007142498A1/ru active Application Filing
- 2006-06-09 JP JP2009514220A patent/JP2009540191A/ja active Pending
- 2006-06-09 EA EA200800958A patent/EA018387B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4037989A (en) * | 1975-05-12 | 1977-07-26 | Huther Jerome W | Vertical axis wind turbine rotor |
DE2757266B1 (de) * | 1977-12-22 | 1978-11-02 | Dornier Gmbh | Windturbinenanlage mit Hauptrotor und einem oder mehreren Anlaufhilferotoren |
SU1612109A1 (ru) * | 1988-12-26 | 1990-12-07 | Пушкинское высшее военное инженерное строительное училище | Ротор ветродвигател |
SU1694977A1 (ru) * | 1989-10-16 | 1991-11-30 | Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского | Ветродвигатель |
RU2170366C2 (ru) * | 1998-04-06 | 2001-07-10 | Зельдин Юлий Рафаилович | Ветродвигатель |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009540191A (ja) | 2009-11-19 |
WO2007142498A1 (fr) | 2007-12-13 |
EA200800958A1 (ru) | 2010-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8232664B2 (en) | Vertical axis wind turbine | |
AU774072B2 (en) | Multiaxis turbine | |
EP2577054B1 (en) | Wind turbine with a centrifugal force driven adjustable pitch angle and blades retained by cables | |
WO2016154757A1 (en) | Closed loop multiple airfoil wind turbine | |
WO2009100157A1 (en) | Wind turbine improvements | |
EA018388B1 (ru) | Ветроэлектростанция | |
US20090322085A1 (en) | Method and apparatus for enhanced wind turbine design | |
CN206889168U (zh) | 一种半直驱型风力发电机 | |
CN101839212A (zh) | 垂直轴风力发电装置 | |
WO2008030073A1 (fr) | Centrale électrique éolienne | |
US11236723B2 (en) | Integrated vertical axis wind power generation system | |
RU96191U1 (ru) | Ветроэнергетическая установка "карусель" (варианты) | |
EA018387B1 (ru) | Ветроэлектростанция | |
CN107327369B (zh) | 叶片自保护型风能发电装置 | |
CN201314277Y (zh) | 垂直轴风力发电装置 | |
CN208456781U (zh) | 浮式高效能抗强台风风电系统 | |
US10876520B2 (en) | Speed-controlling transmission or apparatus | |
US20140308127A1 (en) | Airfoil blades with self-alignment mechanisms for cross-flow turbines | |
CN206054177U (zh) | 一种高效率动态风能转换叶片装置 | |
RU2631587C2 (ru) | Парусная горизонтальная ветросиловая турбина | |
RU2810877C1 (ru) | Ветротурбинная система на основе аэродинамического сопротивления с регулируемыми лопастями | |
US20240301867A1 (en) | Wind energy converter | |
KR200444619Y1 (ko) | 풍력 플랜트 | |
RU2297550C2 (ru) | Ветроэлектростанция | |
RU2698941C1 (ru) | Ветровая электростанция |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ MD TJ TM |
|
PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
PC4A | Registration of transfer of a eurasian patent by assignment | ||
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY KZ KG RU |
|
NF4A | Restoration of lapsed right to a eurasian patent |
Designated state(s): BY KZ KG RU |
|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): BY KG |