LT5702B - Wind power plant with a cylindrical rotor - Google Patents

Wind power plant with a cylindrical rotor Download PDF

Info

Publication number
LT5702B
LT5702B LT2010020A LT2010020A LT5702B LT 5702 B LT5702 B LT 5702B LT 2010020 A LT2010020 A LT 2010020A LT 2010020 A LT2010020 A LT 2010020A LT 5702 B LT5702 B LT 5702B
Authority
LT
Lithuania
Prior art keywords
wind
rotor
windscreen
axis
blades
Prior art date
Application number
LT2010020A
Other languages
Lithuanian (lt)
Other versions
LT2010020A (en
Inventor
Sergej Gurtovoj
Original Assignee
Sergej Gurtovoj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sergej Gurtovoj filed Critical Sergej Gurtovoj
Priority to LT2010020A priority Critical patent/LT5702B/en
Publication of LT2010020A publication Critical patent/LT2010020A/en
Priority to PCT/LT2010/000003 priority patent/WO2011112065A1/en
Publication of LT5702B publication Critical patent/LT5702B/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/04Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F03D3/0436Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor
    • F03D3/0472Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor the shield orientation being adaptable to the wind motor
    • F03D3/049Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels for shielding one side of the rotor the shield orientation being adaptable to the wind motor with converging inlets, i.e. the shield intercepting an area greater than the effective rotor area
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/10Stators
    • F05B2240/13Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

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

The invention is related to wind energy, particularly to wind power plants with cylindrical rotor, wind adapter and wind baffler. This construction and wind generator base plates size ratio. The proposed construction is efficient and reliable, at various wind speeds.

Description

Technikos sritisTechnical field

Išradimas yra iš vėjo energetikos srities, būtent, priklauso vėjo jėgainėms su cilindriniu rotoriumi.The invention relates to the field of wind energy, namely, to a wind turbine with a cylindrical rotor.

Technikos lygisState of the art

Žinomos jėgainės su cilindriniu rotoriumi, apimančios vėjo ėmiklį, vėjo skyriklį ir vėjarodį, pavyzdžiui, aprašytus JAV patentuose Nr. 4 017 204; 500 956; 4 198 280; 10 199; 4260325.Known power plants having a cylindrical rotor comprising a wind sampler, a wind divider and a windscreen are described, for example, in U.S. Pat. 4,017,204; 500,956; 4,198,280; 10,199; 4260325.

JAV patente Nr 4 017 204, publikuotame 1977.04.12, aprašytas techninis sprendimas pasižymi tuo, kadThe technical solution described in U.S. Patent No. 4,017,204, published April 12, 1977, is characterized by the fact that:

- vėjo generatoriaus rotoriaus ašis žemės atžvilgiu yra išdėstyta horizontaliai;- the rotor axis of the wind generator is horizontal with respect to the ground;

-skirtingas rotoriaus menčių skaičius ir proporcijos;- different number and proportions of rotor blades;

- kitas mentės pločio ir rotoriaus diametro santykis;- other ratio of blade width to rotor diameter;

- vėjo generatorius talpinamas tiesiogiai ant žemės paviršiaus;- the wind generator is placed directly on the ground;

- vėjo atmuštuvo, vėjo ėmiklio, vėjarodžio konstrukcija, geometrija ir proporcijos taip pat kitokios;- The construction, geometry and proportions of the wind deflector, wind deflector, windscreen are also different;

- nėra atlenkimo ir sparnų.- no folding and no wings.

Ši jėgainė turi tokius trūkumus:This plant has the following disadvantages:

- užpakalinis rotoriaus gaubtas sukuria didelį pasipriešinimą oro srautui. Rotorius ir gaubtas tampa neprapučiami, beveik kaip plokščia, kieta kliūtis su nedideliu plyšiu apačioje. Šios prapjovos plotas lygus maksimaliai 1,5 rotoriaus mentės ploto pagal 1 ir 2 figūras, dėlto ši konstrukcija yra mažai efektyvi. Rotorius dirba mentės 1,5 apkrovimu. Likęs vėjo srautas vėjo generatoriaus konstrukciją apeina;- Rear rotor cover creates high resistance to air flow. The rotor and hood become inflatable, almost like a flat, solid barrier with a small slit at the bottom. The area of this cut is equal to a maximum of 1.5 rotor blade areas according to Figures 1 and 2, but this design is of low efficiency. The rotor operates at a load of 1.5 blades. The remaining wind flow bypasses the wind generator design;

- vėjo generatoriaus talpinimas ant žemės paviršiaus mažina jo efektyvumą, nes čia vėjo greitis dėl kliūčių (statiniai, miškas) mažesnis negu aukštai. Norint pakelti šį vėjo generatorių į tam tikrą aukštį, reikalingas stiebas, kuriam pagaminti reikia daug medžiagos,- placing the wind generator on the ground reduces its efficiency, because here the wind speed is lower than high due to obstacles (buildings, forest). Raising this wind generator to a certain height requires a mast that requires a lot of material,

- neracionali ir daug medžiagos naudojanti vėjo atmuštuvo, vėjo ėmiklio ir vėjarodžio konstrukcija, lyginant su funkcijomis, kurias jie atlieka.- irrational and material-intensive construction of wind deflector, wind deflector and wind shield in comparison to the functions they perform.

JAV patente Nr 5 009 569, publikuotame 1991.04.23, aprašytas techninis sprendimas pasižymi tuo, kad:The technical solution described in U.S. Patent No. 5,009,569, published April 23, 1991, is characterized by the following:

- vėjo generatoriaus rotoriaus ašis žemės atžvilgiu yra išdėstyta horizontaliai;- the rotor axis of the wind generator is horizontal with respect to the ground;

-skirtingas rotoriaus menčių skaičius ir proporcijos;- different number and proportions of rotor blades;

- kitas mentės pločio ir rotoriaus diametro santykis;- other ratio of blade width to rotor diameter;

- vėjo generatorius talpinamas tiesiogiai ant žemės paviršiaus;- the wind generator is placed directly on the ground;

- vėjo atmuštuvo, vėjo ėmiklio, vėjarodžio konstrukcija, geometrija ir proporcijos taip pat kitokios;- The construction, geometry and proportions of the wind deflector, wind deflector, windscreen are also different;

- nėra atlenkimo ir sparnų.- no folding and no wings.

Ši jėgainė turi ne tik tokius pačius trūkumus, kaip aprašytoji prieš tai, bet ir papildomus:In addition to the same drawbacks as described above, this power plant also has the following disadvantages:

- prapučiama tik viena rotoriaus mentė;- only one rotor blade is blown;

- vėjarodis patalpintas vėjo šešėlyje. Vėjo generatorius būna nestabiliai orientuotas pavėjui, jis svyruos amplitude apie 50°;- The windscreen is placed in the shadow of the wind. The wind generator is unstable in wind direction and will vary in amplitude around 50 °;

- vėjarodis taip pat patalpintas ant žemės, o tai neleidžia vėjo generatoriaus pakelti virš žemės.- The windscreen is also placed on the ground, which prevents the wind generator from being raised above the ground.

JAV patente Nr. 4 198 280, publikuotame 1980.02.19, aprašytas vėjo generatorius su cilindriniu rotoriumi, išdėstytas horizontaliai, turi vėjo ėmiklį ir vėjo kreiptuvą. Skirtumai ir trūkumai tokie patys, kaip nurodyta anksčiau.U.S. Pat. No. 4,198,280, published Feb. 19, 1980, describes a wind generator with a cylindrical rotor, arranged horizontally, having a wind receiver and a wind deflector. The differences and disadvantages are the same as above.

Be to, tokia konstrukcija negali veikti. Uždarytas vėjo srauto praėjimas kiaurai. Jis negali grįžti sau priešais. Vėjas turės vėjo generatoriaus konstrukciją aptekėti kaip ištisą kliūtį, panašią į sieną. (žiūr. Fig. 1A).In addition, such a structure cannot work. Closed wind flow passage through. He cannot turn himself in front. The wind will have to flow through the wind generator structure as a continuous barrier, similar to a wall. (see Fig. 1A).

Žinomas vėjo variklis pagal JAV patentą Nr. 10 199, publikuotą 1929.06.29, yra beveik toks pats - ant vienos mentinio rotoriaus pusės sukuriamas vėjo šešėlis ir oro srauto numetimas ant kitos rotoriaus pusės.Known wind engine according to U.S. Pat. 10,199, published June 29, 1929, is almost the same - creating a wind shadow on one side of the rotor and dropping airflow on the other side of the rotor.

Ši konstrukcija turi žemiau išvardintus trūkumus.This design has the disadvantages listed below.

Esant vėjo atmuštuvui, kreipiančiam vėjo srautą į aktyvias rotoriaus menčių puses, nėra vėjo ėmiklio, tai paskatino autorių perkelti vertikalią vėjarodžio (vairo) plokštumą nuo rotoriaus sukimosi ašies plokštumos. Bet jis patalpintas rotoriaus vėjo šešėlyje, o tai sudaro sąlygas vėjarodžio (vairo) plokštumai pasisukti žymiu kampu a vėjo srauto krypties atžvilgiu tam, kad išlygintų iškylančią vėjo atmuštuve jėgą (žiūr. Fig. 1B).With the wind deflector directing the flow of wind to the active sides of the rotor blades, there is no wind deflector, which prompted the author to move the vertical plane of the windscreen (rudder) away from the rotor axis of rotation. But it is placed in the shadow of the rotor wind, which allows the windscreen (rudder) plane to rotate at a significant angle a to the direction of the wind flow in order to equalize the force exerted by the wind deflector (see Fig. 1B).

Iš šio brėžinio aišku, kad vėjo srauto atakos kampas β vėjo atmuštuvo atžvilgiu yra nenaudingas.It is clear from this drawing that the angle of attack of the wind stream β with respect to the wind deflector is useless.

Kuo didesnis kampas a, tuo didesnis kampas β. Vėjo atmuštuvas kovoja su vėjarodžiu, taip sukurdamas ašies apkrovą ir blogai atlieka savo antrąją paskirtį - oro srauto numetimą ant rotoriaus mentės.The larger the angle a, the larger the angle β. The wind deflector fights the windscreen, thus creating an axle load and performing its second purpose of dropping airflow on the rotor blade.

Svarbiausi šio techninio sprendimo skirtumai.The main differences between this technical solution.

- Menčių konstrukcija. Mentės labai komplikuoja rotoriaus konstrukciją o taip pat ir jo kainą ir taip pat nepadidina sukimo momento lyginant su tikėtinu rotoriaus menčių išsidėstymu. Menčių pločio santykis rotoriaus diametro atžvilgiu 1/3, o taip pat jų skaičius ir forma yra optimali.- Blade construction. The blades greatly complicate the rotor design as well as its cost and do not increase torque compared to the expected rotor blade arrangement. The ratio of blade width to rotor diameter is 1/3, and their number and shape are optimal.

- Nėra vėjo atmuštuvo.- No windbreaker.

- Vėjarodis patalpintas rotoriausvėjo šešėlyje ir paslinktas nuo vėjo atmuštuvo [priešingą pusę.- The windscreen is placed in the shadow of the rotor wind and moved away from the wind deflector.

JAV patente Nr. 4 260 325, publikuotame 1973.07, aprašytas vėjo generatoriaus, kuriame naudojamas vėjo atmuštuvas ir vėjo ėmiklis.U.S. Pat. No. 4,260,325, published July 7, 1973, describes a wind generator using a wind deflector and a wind sampler.

Konstrukcija turi tokius trūkumus:The design has the following disadvantages:

- Tokios konstrukcijos vėjo atmuštuvas negali paimti maždaug 1/3 oro srauto. Dėl to nepalaikoma vėjo ėmiklio pusiausvyra ir gaunamas mažesnis oro srautas į rotoriaus mentes. Dėl to vėjarodis turi išlenktą formą į vėjo atmuštuvo pusę. Esant tokiam vėjo atmuštuvo, vėjo ėmiklio, vėjarodžio išdėstymui, jų formai ir dydžiams sudaromos prielaidos abejoti jų stabilumu vėjo atžvilgiu (žiūr. Fig.l C).- The wind deflector of this design cannot absorb approximately 1/3 of the airflow. This does not maintain the balance of the wind pickup and results in reduced airflow to the rotor blades. As a result, the windscreen has a curved shape towards the side of the windbreaker. With this arrangement of the wind deflector, the wind receiver, the wind visor, their shape and size, it is possible to doubt their stability with respect to the wind (see Fig. 1 C).

- Jėgos Fi ir F2 apytikriai lygios, o jų pečiai hi ir h2 aiškiai skirtingi. Išlenktas vėjarodis iš dalies nuo kūginio gaubto yra vėjo šešėlyje.- The forces Fi and F2 are approximately equal and the shoulders hi and h2 are distinctly different. The curved windscreen is partly in the shadow of the wind from the conical hood.

- Menčių konstrukcija ir forma yra labai sudėtinga. Kadangi rotoriaus efektyvumas priklauso nuo užgriebiamo oro srauto ir apipučiamų aktyvių menčių ploto, rotoriaus konstrukciją galima supaprastinti.- The design and shape of the blades are very complex. Because the efficiency of the rotor depends on the intake air flow and the area of the inflatable active blades, the design of the rotor can be simplified.

- Rutulinio guolio panaudojimas prie rotoriaus pagrindo yra neefektyvus (įprasti guoliai pasižymi mažesniu trinties koeficientu) ir jų darbas esant sniegui ir dulkėms tampa labai komplikuotas.- The use of a ball bearing at the rotor base is inefficient (conventional bearings have a lower coefficient of friction) and their operation in snow and dust becomes very complicated.

- Labai didelių gabaritų ir daug medžiagos sąnaudų reikalaujanti konstrukcija (rotoriaus pagrindas, stiebai, tempikliai).- Heavy-duty and material-intensive construction (rotor base, masts, tensioners).

Tokiu būdu, žinomos konstrukcijos yra didelių gabaritų ir nestabilios ir turi mažą vėjo energijos keitimo į rotoriaus sukamąjį momentą efektyvumą.Thus, known structures are bulky and unstable and have low efficiency in converting wind energy to rotor torque.

Išradimo tikslas.The object of the invention.

Išradimo tikslas yra sukurti didelio efektyvumo vėjo generatorių, pasižymintį patikima konstrukcija ir dirbantį plačiame vėjo greičių diapazone.The object of the invention is to provide a high efficiency wind generator with a reliable design and operating over a wide range of wind speeds.

Išradimo esmė.The essence of the invention.

Tikslas pasiekiamas tokiu būdu.The goal is achieved in this way.

Vėjo jėgainė su cilindriniu rotoriumi ir vėją kreipiančiu įrenginiu, apimančiu vėjo ėmiklį, vėjo atmuštuvą ir vėjarodį, įtaisytus ant sukimo ašies, charakterizuojamas tuo, kad rotorius gali turėti 2-10 menčių, esant tokiam elementų dydžių santykiui:A wind turbine with a cylindrical rotor and a wind guiding device comprising a wind sampler, a wind chopper and a windscreen mounted on a pivot axis is characterized in that the rotor can have from 2 to 10 blades at the following ratio of elements:

- mentės pločio santykis su jos ilgiu yra: 1:4 - 1:8;- blade width to length ratio: 1: 4 to 1: 8;

- mentės B pločio santykis su rotoriaus diametru yra lygus 1:2 -1:5, geriau 1:3;- the ratio of the width of the blade B to the diameter of the rotor is 1: 2 to 1: 5, preferably 1: 3;

- vėjo atakos kampai Ai ir A2 ant vėjo atmuštuvo C ir vėjo ėmiklio D plokštumų yra 30° - 45°, kampai γ ir ω atitinkamai sudaro 0° - 28° ir 20° - 45°;- the angles A 1 and A 2 of the wind attack on the plane of the wind chute C and the wind receiver D are 30 ° to 45 °, the angles γ and ω being respectively 0 ° - 28 ° and 20 ° - 45 °;

- kampai A] ir A2, vėjo atmuštuvo, vėjo ėmiklio dydžiai ir išdėstymas apskaičiuojami taip, kad vėjo spaudimo į juos jėgos būtų pusiausvyroje - maždaug taip, kaip pavaizduota fig. 3.- the angles A] and A2, the sizes and the arrangement of the wind deflector, the wind deflector are calculated so that the forces of the wind pressure on them are in equilibrium - approximately as shown in FIG. 3.

Ld xPd=LcxPc,Ld xPd = LcxPc,

Vėjarodžio dydžiai skaičiuojami taip, kad jie užtikrintų pastovią orientaciją į vėją.The sizes of the windscreen are calculated so that they provide a constant orientation to the wind.

Apytikriai taip, kaip pavaizduota figūrose 3,4.Approximately as shown in Figures 3,4.

ShxPhShxPh

->1,3-> 1.3

ScxPcScxPc

Vėjo jėgainė taip pat charakterizuojama tuo, kad vėjo ėmiklio, vėjo atmuštuvo, vėjarodžio dydžiai ir išdėstymo vieta yra susieti tarpusavyje ir apskaičiuojami priklausomai nuo rotoriaus dydžio ir nuo regiono nustatyto vidutinio metinio vėjo greičio.The wind turbine is also characterized in that the sizes and location of the wind pickup, wind deflector, windscreen are interrelated and calculated based on the size of the rotor and the average annual wind speed determined by the region.

Mentės skersinio pjūvio kreivumo forma turi atitikti minimalų oro pasipriešinimą tuo metu, kai ji juda išgaubtumu į priekį.The shape of the curvature of the transverse section of the blade must correspond to the minimum resistance of the air as it moves forward in convexity.

Vėjo jėgainė papildomai turi viršutinį ir apatinį sparnus Rj ir R2, be to, sparnai turi tokius matmenis:The wind turbine additionally has upper and lower wings Rj and R2, and the wings have the following dimensions:

sparno plotis lygus 0,4 - 0,8 rotoriaus mentės pločio, sparno ilgis lygus 1^-2 rotoriaus mentės pločio.the wing width is 0.4-0.8 rotor blade width, the wing length is 1 ^ -2 rotor blade width.

Sparnai yra išdėstyti užpakalinėje aktyvioje rotoriaus dalyje ir gali būti asimetriški vėjarodžio ašiai.The wings are located at the rear of the active rotor and may be asymmetrical to the axis of the vane.

Vėjo jėgainė papildomai charakterizuojama tuo, kad vėjarodis sukonstruotas taip, kad galėtų sukiotis sukimosi ašies plokštumoje, statmenoje ir lygiagrečioje sukimosi ašiai padėtyje.The wind turbine is further characterized by the fact that the windscreen is designed to rotate in the plane of the axis of rotation, perpendicular to the axis of rotation.

Techninis sprendimas pavaizduotas brėžiniuose, kur:The technical solution is shown in the drawings, where:

Fig. 1 - pavaizduotos vėjo generatorių su cilindriniu rotoriumi schemos iš egzistuojančio technikos lygio.FIG. 1 is a diagram of a prior art wind generator with a cylindrical rotor.

Fig. 2 - pavaizduota vėjo generatoriaus su cilindriniu rotoriumi pažymint vėjo srautą schema.FIG. 2 is a schematic diagram of a wind generator with a cylindrical rotor marking the wind flow.

Fig. 3 - pavaizduota vėjo generatoriaus su cilindriniu rotoriumi su nustatytomis matmenų linijomis schema.FIG. 3 is a diagram of a wind generator with a cylindrical rotor with defined dimension lines.

Fig. 4 - pavaizduota vėjo generatoriaus su cilindriniu rotoriumi su nustatytomis matmenų linijomis schema.FIG. 4 is a schematic diagram of a wind generator with a cylindrical rotor with defined dimension lines.

Fig. 5 - pavaizduota vėjo generatoriaus su cilindriniu rotoriumi padėtyje, kai sudėtas vėjarodis, schema.FIG. 5 is a schematic diagram of a wind generator with a cylindrical rotor with the windscreen in position.

Fig. 6 - pavaizduotas vėjo generatoriaus su cilindriniu rotoriumi bendras vaizdas.FIG. 6 is a general view of a wind generator with a cylindrical rotor.

Fig. 7 - pavaizduotos galimos menčių formos.FIG. 7 shows the possible shapes of the blades.

įgyvendinimo pavyzdžiu aprašymasdescription of an example implementation

Pateikta konstrukcija priklauso vėjo generatoriams su cilindriniu rotoriumi. Rotorius sudarytas iš įlenktų menčių (pažymėtos raide B fig. 2-4), pritvirtintų ant sukimosi ašies (pažymėta raide A fig. 2-4). Ant šios ašies A per šarnyrus išdėstyta standi konstrukcija, kurią sudaro:The presented design belongs to wind generators with cylindrical rotor. The rotor consists of a curved blade (designated B in Fig. 2-4) mounted on a pivot axis (designated A in Fig. 2-4). This axis A has a rigid structure through its pivots, consisting of:

- vėjo atmuštuvas (pažymėtas raide C fig. 2 - 4) su atlenkimu (pažymėtas raide R fig. 2 4);- windbreaker (designated C in Fig. 2 - 4) with hinged (designated R in Fig. 2 4);

- vėjo ėmiklis (pažymėtas raide D fig. 2-4);- wind receiver (marked with letter D in fig. 2-4);

- vėjarodis (pažymėtas raide H fig. 2-5);- a windscreen (indicated by the letter H in Figures 2-5);

- sparnai iš rotoriaus viršaus ir iš rotoriaus apačios (pavaizduoti raidėmis Ri ir R2, fig.24).- wings from the top of the rotor and from the bottom of the rotor (shown by the letters Ri and R 2 , fig. 24).

Ši konstrukcija ir rotorius gali suktis ant ašies vienas kito atžvilgiu. Apačioje ašies patalpintas elektros generatorius (pažymėtas raide G fig. 2 - 4). Rotoriaus apačioje vėjo generatoriaus stiebas - atrama tvirtinama trimis tempikliais (pažymėti raide E fig. 2 - 4), išdėstytais 120° vienas kito atžvilgiu.This design and rotor can rotate on the axis relative to each other. At the bottom of the axle is a power generator (marked with G in fig. 2-4). At the bottom of the rotor, the mast of the wind generator is supported by three tensioners (marked with letter E in Figs. 2 - 4) spaced 120 ° relative to each other.

Proporcijos ir santykiai.Proportions and relationships.

Mentės (pažymėta raide B fig. 2 - 4) pločio santykis sujos ilgiu apytikriai lygus 1/4.The ratio of the width of the shoulder (indicated by the letter B in Figures 2-4) is approximately 1/4 of its length.

Mentės B pločio santykis su rotoriaus diametru apytikriai lygus 1/3.The ratio of the width of the blade B to the diameter of the rotor is approximately 1/3.

Vėjo atakos kampas ant vėjo atmuštuvo C ir vėjo ėmiklio D plokštumos (pažymėtas raide a fig. 1 a) sudaro 30° - 45°.The angle of the wind attack on the plane of the wind deflector C and the wind deflector D (denoted by a in Fig. 1a) is 30 ° - 45 °.

Projektuojamos pavėjui jėgos (pažymėtos Fd fig.3) vėjo ėmiklio pločio (pažymėto Ld fig.3) sandauga iš peties (pažymėto Pd fig. 3) lygi projektuojamos pavėjui jėgos (pažymėtos Fc fig.2) vėjo atmuštuvo pločio (pažymėto Lc fig.3) iš peties (pažymėto Pc fig.3) sandaugai:The projected downwind force (marked Fd in Fig. 3) multiplied by the width of the wind receiver (marked Ld in Fig. 3) at the shoulder (denoted by Pd Fig. 3) equals the width of the windward deflector (marked Fc in Fig. 2) ) from the shoulder (marked Pc in Figure 3) by:

LdxPd = LcxPc,LdxPd = LcxPc,

Santykis iš vėjarodžio ploto (pažymėto Sh fig.4) ir peties (pažymėto Ph fig.4) sandaugos sukurtos vėjo jėgos su iš sandaugos vėjo atmuštuvo ploto dalies (pažymėtos Sc figūroje 4) ir peties (pažymėto Pc fig. 4) sukuriamos vėjo jėgos turi būti didesnis už 1,5.The ratio of the wind force produced by the product of the windscreen area (marked Sh in Fig. 4) and the shoulder (represented by Ph in Fig. 4) to the fraction of the wind force produced from the product windmill area (marked in Sc in Fig. 4) and the shoulder be greater than 1.5.

ShxPhShxPh

->1,5-> 1.5

ScxPcScxPc

Vėjo atmuštuvas C per visą plotą užsibaigia atlenkimu (pažymėtas raide R fig. 2), kurio projektuojamas pavėjui dydis lygus (0,2-7-0,5) Lc.The wind deflector C ends in a fold (marked R in Fig. 2) over the whole area, with a projected wind size of (0.2-7-0.5) Lc.

Viršutinis ir apatinis sparnai (Ri ir R2 fig. 2; 4) turi tokius matmenis:The upper and lower wings (R1 and R2 in Figs. 2; 4) have the following dimensions:

- sparno plotis lygus 0,4 - 0,8 rotoriaus mentės pločio,- wing width equal to 0,4 to 0,8 rotor blade width,

- sparno ilgis lygus 1+2 rotoriaus mentės pločio.- Wing length equal to 1 + 2 rotor blade width.

Didžiausias vėjo panaudojimo koeficientas, atitinkamai ir didžiausias vėjo generatoriaus galingumas kyla, kai menčių centrai juda tokiu greičiu:The maximum coefficient of wind utilization and consequently the maximum power of the wind generator rises when the blade centers move at the following speeds:

-1,1 m/s, kai vėjo greitis 3,5 m/s.-1.1 m / s at wind speeds of 3.5 m / s.

- 2 m/s, kai vėjo greitis 6 m/s.- 2 m / s at wind speeds of 6 m / s.

Veikimo principas.Operating principle.

Vėjo atmuštuvas C (fig. 2) nuo oro srauto saugo išlenktas rotoriaus menčių puses ir nukreipia jį į įlenktas rotoriaus menčių puses. Vėjo ėmiklis D (fig. 2) pagriebia oro srautą ir taip pat nukreipia į įgaubtas rotoriaus menčių puses. Spaudžiant vėjui į vėjo atmuštuvą ir vėjo ėmiklį iškyla jėgos Fc ir Fd (fig. 2). Vėjo atmuštuvo ir vėjo ėmiklio išdėstymas ir proporcijos leidžia išlaikyti konstrukcijos (vėjo atmuštuvas, vėjo ėmiklis, vėjarodis) pusiausvyrą veikiant vėjui. Vėjarodis H (fig. 2) orientuoja konstrukciją prieš vėjo srautą. Kaip matyti fig. 2, oro srauto spaudimas veikia keturias cilindrinio rotoriaus mentes 1, 2, 3, 4, sukurdamas sukimo momentą į ašį A. Sukimasis per multiplikatorių persiduoda generatoriui G. Vėjo atmuštuvas C (fig. 2) užbaigiamas atlenkimu R (fig. 2), kuris sukuria iškrovą pasyvios rotoriaus zonos menčių srityje. Sparnai Ri ir R2 taip pat sukuria iškrovą pasyvios rotoriaus zonos srityje tam, kad padidėtų vėjo srautas aktyvioje rotoriaus srityje.The wind baffle C (Fig. 2) protects the curved sides of the rotor blades from the air flow and guides it to the curved sides of the rotor blades. The wind pickup D (Fig. 2) captures the air flow and also deflects into the concave sides of the rotor blades. Pressing the wind into the wind deflector and the wind sampler forces Fc and Fd (Fig. 2). The arrangement and proportions of the wind chopper and wind trap allow the structure (wind chute, wind trap, wind visor) to be balanced in the wind. The windscreen H (Fig. 2) orientates the structure against the wind flow. As can be seen in FIG. 2, the air flow pressure acts on the four cylindrical rotor blades 1, 2, 3, 4, creating a torque on the axis A. The rotation is transmitted through the multiplier to the generator G. The windbreaker C (Fig. 2) is completed by the flap R (Fig. 2). generates a discharge in the passive area of the rotor blades. The wings R1 and R2 also create a discharge in the passive rotor zone to increase wind flow in the active rotor region.

Vėjarodis H (fig. 2, 3) gali nusileisti lygiagrečiai rotoriaus ašiai A, besisukdamas aplink šarnyrą Z (fig. 2, 3), arba pasisukti išilgai apatinės ribos 90°, kad sumažėtų pasipriešinimas oro srautui. Kai pučia uraganinis vėjas, vėjarodis nusileidžia ir pasisuka ir vėjo generatoriaus konstrukcija atsiduria mažiausio pasipriešinimo oro srautui padėtyje, o rotorius gali dirbti toliau lengvesniu režimu (fig. 5).The windscreen H (Figs. 2, 3) may descend parallel to the rotor axis A, rotating about the pivot Z (Figs. 2, 3), or rotate along the lower limit 90 ° to reduce airflow resistance. When a hurricane blows, the windscreen will lower and rotate and the wind generator design will be in the lowest airflow resistance position and the rotor may continue to operate in lighter mode (Fig. 5).

Tokia konstrukcijos padėtis (vėjo atmuštuvas, vėjo ėmiklis, vėjarodis) vėjo atžvilgiu mažina apkrovimą atraminiam stiebui, nestabdant elektrogeneratoriaus.This design position (wind deflector, wind deflector, windscreen) reduces wind load on the support stem without stopping the generator.

Tokiu būdu, pateiktas vėjo generatorius su cilindriniu rotoriumi turi esminius skirtumus nuo egzistuojančių ir charakterizuojamas šiais požymiais:Thus, the presented wind generator with a cylindrical rotor has substantial differences from the existing ones and is characterized by the following features:

- Menčių forma, skaičius ir matmenys. Mentės pločio ir rotoriaus diametro optimalus santykis -1/3, o mentės pločio ir ilgio santykis -1/4.- Shape, number and dimensions of blades. The optimal ratio of blade width to rotor diameter is -1/3, and the blade width to length ratio is -1/4.

- Vėjo atmuštuvo forma ir išdėstymas.- Shape and layout of the wind deflector.

- Vėjarodžio forma ir išdėstymas.- Shape and layout of the windscreen.

- Atraminė rotoriaus konstrukcija.- Rotor support structure.

- Atlenkimas ir sparnai.- Folding and wings.

Toks požymių rinkinys nežinomas technikos lygiu, kuris turi pakankamai ilgą istoriją. Tai, kad nėra duomenų apie tokius įrangos santykius ir parametrus, liudija apie išradimo lygį.Such a set of attributes is unknown in the art, which has a sufficiently long history. The absence of data on such equipment ratios and parameters is indicative of the level of the invention.

Pramoninis pritaikomumas akivaizdus dėl konstrukcijos paprastumo.Industrial applicability is obvious due to the simplicity of the construction.

Claims (5)

Išradimo apibrėžtis.Definition of the Invention. 1. Vėjo jėgainė su cilindriniu rotoriumi su mentėmis ir vėją kreipiančiu įrenginiu, apimančiu vėjo ėmiklį, vėjo atmuštuvą ir vėjarodį, sumontuotu ant sukimo ašies, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad turi tokį elementų matmenų santykį:1. A wind turbine having a cylindrical rotor with blades and a wind guiding device comprising a wind sampler, a wind chopper and a windscreen mounted on a rotary axis, characterized in that the elements have the following aspect ratios: - mentės pločio ir jos ilgio santykis yra lygus 1:4 -1:8;- blade width to length ratio is 1: 4 to 1: 8; - mentės B pločio ir rotoriaus diametro santykis yra lygus 1:2-1,5, geriau 1:3;blade B to rotor diameter ratio of 1: 2-1.5, preferably 1: 3; - vėjo atakos kampai £i ir £2 ant vėjo atmuštuvo C ir vėjo ėmiklio D plokštumos sudaro 30° - 45°, kampas γ sudaro 0° - 28° ir kampas ω sudaro 20° - 45°;wind angles £ i and £ 2 on the wind deflector C and plane D of the wind deflector are 30 ° - 45 °, angle γ is 0 ° - 28 ° and angle ω is 20 ° - 45 °; - vėjo atmuštuvo ir vėjo ėmiklio kampai A] ir Až, matmenys ir išdėstymas skaičiuojami taip, kad vėjo spaudimo jėgos įjuos būtų subalansuotos:- the angles A] and Az of the wind deflector and the wind receiver, the dimensions and arrangement being calculated so that the forces of the wind pressure are balanced: Ld xPd =LcxPc,Ld xPd = LcxPc, - vėjarodžio matmenys skaičiuojami taip, kad jis užtikrintų pastovią orientaciją į vėją- the dimensions of the windscreen are calculated in such a way as to ensure a constant orientation towards the wind ShxPhShxPh ->1,5.-> 1.5. ScxPcScxPc 2. Vėjo jėgainė pagal 1 punktą besiskirianti tuo, kad vėjo ėmiklio, vėjo keitiklio, vėjarodžio matmenys ir išdėstymas yra tarp savęs susiję ir apskaičiuoti priklausomai nuo rotoriaus dydžio ir nuo nustatyto regiono vidutinio metinio vėjo greičio.2. A wind turbine according to claim 1, wherein the dimensions and arrangement of the wind sampler, wind transducer, wind visor are interrelated and calculated depending on the size of the rotor and the average annual wind speed of the determined region. 3. Vėjo jėgainė pagal 1 punktą besiskirianti tuo, kad rotoriaus mentės yra sukonstruotos įgaubtos, o kreivumo forma atitinka minimalų oro pasipriešinimą kai mentės juda iškilimu į priekį.3. A wind turbine according to claim 1, characterized in that the rotor blades are convex and the curvature shape corresponds to a minimum air resistance when the blades move forward. 4. Vėjo jėgainė pagal 1 punktą besiskirianti tuo, kad papildomai turi viršutinį ir apatinį sparnus Ri ir R2, kurių matmenys:4. A wind turbine according to claim 1, characterized in that it additionally has upper and lower wings R1 and R2 which have the following dimensions: - sparno plotis lygus 0,44-0,8 rotoriaus mentės pločio, o sparno ilgis lygus 1+2 rotoriaus mentės pločio, be to, sparnai išdėstyti užpakalinėje aktyvioje rotoriaus dalyje ir gali būti asimetriški vėjarodžio ašiai.- The wing width is 0.44-0.8 rotor blade width and the wing length is 1 + 2 rotor blade widths, and the wings are located in the rear active part of the rotor and may be asymmetrical to the wind axis. 5. Vėjo jėgainė pagal 1 punktą besiskirianti tuo, kad vėjarodis pagamintas taip, kad galėtų suktis sukimosi ašies plokštumoje, padėtyse statmenoje ir lygiagrečioje sukimosi ašiai.5. A wind turbine according to claim 1, wherein the windscreen is designed to rotate in the plane of the axis of rotation, perpendicular to the axis of rotation.
LT2010020A 2010-03-08 2010-03-08 Wind power plant with a cylindrical rotor LT5702B (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2010020A LT5702B (en) 2010-03-08 2010-03-08 Wind power plant with a cylindrical rotor
PCT/LT2010/000003 WO2011112065A1 (en) 2010-03-08 2010-12-22 Wind turbine with a cylinder rotor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
LT2010020A LT5702B (en) 2010-03-08 2010-03-08 Wind power plant with a cylindrical rotor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
LT2010020A LT2010020A (en) 2010-10-25
LT5702B true LT5702B (en) 2010-12-27

Family

ID=42984340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
LT2010020A LT5702B (en) 2010-03-08 2010-03-08 Wind power plant with a cylindrical rotor

Country Status (2)

Country Link
LT (1) LT5702B (en)
WO (1) WO2011112065A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6613801B2 (en) * 2015-10-19 2019-12-04 横浜ゴム株式会社 Method and apparatus for brazing tire bead filler and method for manufacturing bead member

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10199A (en) 1853-11-01 William t
US500956A (en) 1893-07-04 Meat-rack
US4017204A (en) 1974-06-28 1977-04-12 Sellman Donald L Wind motors
US4198280A (en) 1978-12-19 1980-04-15 American Hospital Supply Corporation Membrane support structure for electrochemical sensing probe
US4260325A (en) 1979-11-07 1981-04-07 Cymara Hermann K Panemone wind turbine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1467248A1 (en) * 1987-07-08 1989-03-23 Л.А.Шадурко Rotary wind motor
GR910200234U (en) * 1990-05-31 1992-07-30 Mihail Valsamidis Turbine wind machine with a vertical axis
RU2006665C1 (en) * 1991-02-01 1994-01-30 Адхам Закирович Султанов Rotor-type windmill
JPH09296774A (en) * 1996-05-02 1997-11-18 Makoto Suda Air guide type wind mill device
RU2168059C2 (en) * 1999-07-27 2001-05-27 Баранов Александр Николаевич Windmill
RU81774U1 (en) * 2008-10-30 2009-03-27 Владимир Ефимович Швалев WIND ENGINE

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10199A (en) 1853-11-01 William t
US500956A (en) 1893-07-04 Meat-rack
US4017204A (en) 1974-06-28 1977-04-12 Sellman Donald L Wind motors
US4198280A (en) 1978-12-19 1980-04-15 American Hospital Supply Corporation Membrane support structure for electrochemical sensing probe
US4260325A (en) 1979-11-07 1981-04-07 Cymara Hermann K Panemone wind turbine

Also Published As

Publication number Publication date
LT2010020A (en) 2010-10-25
WO2011112065A1 (en) 2011-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6239506B1 (en) Wind energy collection system
US6942454B2 (en) Vertical axis wind turbine
US6626636B2 (en) Column airflow power apparatus
US7614852B2 (en) Wind turbine blade and assembly
CA2588602C (en) Wind turbine
US20080050237A1 (en) Rotor for wind turbine
US20090257884A1 (en) Wind turbine blade and assembly
US20120243996A1 (en) Wind Turbine Having Blades with Medial and Lateral Openings
US20090108586A1 (en) Wind Plant
US10634116B1 (en) Wind turbine
JP4723264B2 (en) 3D rotor blade and horizontal axis wind turbine
WO2007080234A1 (en) Horizontal-axis wind generator
US20220003204A1 (en) Turbine system with lift-producing blades
JP2014101756A (en) Wind power generation device
WO2020083940A1 (en) Wind turbine
US20230358209A1 (en) Wind turbine system
LT5702B (en) Wind power plant with a cylindrical rotor
KR102499973B1 (en) Vertical axis windmills and wind turbines
US10400746B1 (en) Wind turbine
US20150337801A1 (en) Vane device for a wind turbine apparatus
KR20230128015A (en) Wind power generation device enabling installation on a mobile body
JP2006226148A (en) Horizontal-shaft windmill and propeller
LT5616B (en) Wind power plant with a cylindrical rotor
US8202051B2 (en) Turbine apparatus
KR101328313B1 (en) Wind power generation which has the air volume adjuster

Legal Events

Date Code Title Description
MM9A Lapsed patents

Effective date: 20150308