PL186864B1

PL186864B1 - Wind power plant

Info

Publication number: PL186864B1
Application number: PL98326088A
Authority: PL
Inventors: Jerzy Przybysławski
Original assignee: Przybyslawski Jerzy
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 2004-03-31
Also published as: PL326088A1

Abstract

Siłownia wiatrowa o pionowej osi obrotu, znamienna tym, że w podstawie (3) ma ułoży skowaną główną oś (1), na której zamocowany jest wirnik połączony z przekładniąoraz stabilizator.Wind turbine with a vertical axis rotation, characterized in that in the base (3) it has a stowed main axis (1) on which the rotor connected to the gear is mounted and stabilizer.

Description

Przedmiotem wynalazku jest siłownia wiatrowa.The subject of the invention is a wind turbine.

Znana jest siłownia wiatrowa o pionowej osi obrotu, od której rozchodzą się promieniowo ramiona umieszczone w kilku płaszczyznach jedna nad drugą opisana w radzieckim opisie patentowym nr 1 307 082. W ramionach są osadzone pionowe osie, równoległe do osi obrotu siłowni, rozmieszczone co najmniej na jednym okręgu. Na osiach są osadzone żagielki tak, że wspomniane osie dzielą ich powierzchnię na dwie nierówne części. Wspomniane pionowe osie są połączone łańcuchowym mechanizmem z pionowymi osiami, których obrót jest wywoływany jarzmowym mechanizmem związanym kinetycznie z głównym wałem siłowni. Jarzmowy mechanizm wywołuje obrót żagielków sterując nimi tak, że żagielki są ustawione odpowiednio do kierunku wiania wiatru, a mianowicie po stronie siłowni poruszającej się zgodnie z kierunkiem wiatru, żagielki są ustawiane ich powierzchnią poprzecznie do tego kierunku, natomiast po stronie siłowni poruszającej się przeciwnie do kierunku wiatru, żagielki zostają ustawione równolegle do tego kierunku. Ze względu na stabilność siłowni wspomniane ramiona leżące w najniższej płaszczyźnie są przy końcach zaopatrzone w krążki o osi poziomej toczące się po bieżni osadzonej na fundamencie siłowni wiatrowej.There is known a wind turbine with a vertical axis of rotation, from which the arms disperse radially in several planes one above the other, described in the Soviet patent specification No. 1 307 082. The arms are embedded with vertical axes, parallel to the axis of rotation of the turbine, arranged on at least one circle. Sails are mounted on the axles so that said axes divide their surface into two unequal parts. Said vertical axes are linked by a chain mechanism with vertical axes, the rotation of which is caused by a yoke mechanism kinetically related to the main shaft of the engine room. The yoke mechanism causes the sails to rotate by steering them so that the sails are oriented in accordance with the wind direction, namely on the side of the power plant moving in the direction of the wind, the sails are positioned transversely to this direction, while on the side of the power plant moving in the opposite direction wind, the sails are set parallel to this direction. Due to the stability of the power plant, the mentioned arms lying in the lowest plane are at their ends provided with rollers with a horizontal axis running on a track mounted on the foundation of the wind power plant.

Znana jest również siłownia wiatrowa o pionowej osi obrotu opisana w opisie patentowym RFN nr 2 826 180. W pierścieniu centrycznym względem pionowej osi obrotu ma osadzone na obwodzie pionowe osie, na których są osadzone żagielki. Powierzchnia żagielków jest podzielona przez wspomniane pionowe osie na dwie nierówne części. Pionowe osie mają poniżej pierścienie zamocowane prostoliniowe jarzma, a w nich ślizgające się wodziki osadzone naA wind turbine with a vertical axis of rotation is also known, as described in the German patent specification No. 2,826,180. In the ring centric to the vertical axis of rotation, it has vertical axes mounted on its periphery on which the sails are mounted. The area of the sails is divided by the said vertical axes into two unequal parts. The vertical axes have rings below, rectilinear yokes, and in them sliding guides are mounted on

186 864 korbach, których drugie ramię jest związane ze sterującym pierścieniem. Sterujący pierścień jest usytuowany mimośrodowo względem osi obrotu siłowni i ma wewnętrzny zębaty wieniec. Również pierścień z żagielkami ma wewnętrzny zębaty wieniec. Obydwa zębate wieńce są sprzężone zębatym mechanizmem. Obrót pierścienia wywołuje obrót sterującego pierścienia, przez co wodziki powodują poprzez jarzma obrót pionowych osi z żagielkami. Żagielki ustawiane są zatem poprzecznie do kierunku wiatru po stronie siłowni poruszającej się zgodnie z tym kierunkiem i równolegle do kierunku wiatru po stronie poruszającej się przeciwnie do kierunku wiatru.186 864 cranks, the second arm of which is associated with the steering ring. The control ring is located eccentrically to the axis of rotation of the power plant and has an internal toothed rim. The sail ring also has an internal toothed rim. Both toothed rims are linked by a toothed mechanism. The rotation of the ring causes the rotation of the control ring, so that the sliders cause the rotation of the vertical axes with the sails through the yokes. The sails are thus set transversely to the wind direction on the side of the power plant moving in that direction and parallel to the wind direction on the side moving opposite to the wind direction.

Ponadto znana jest siłownia wiatrowa o pionowej osi obrotu opisana w polskim patencie nr 154 349, w której żagielki obrotowe są osadzone swobodnie i która zaopatrzona jest we wsporniki usytuowane przy każdej pionowej osi z żagielkiem. Wsporniki usytuowane są na promieniu przechodzącym przez pionową oś obrotu siłowni i przez pionową oś z żagielkami, przy czym wsporniki są usytuowane po wewnętrznej stornie okręgu wyznaczonego przez pionowe osie z żagielkami w odległości od pionowych osi z żagielkami mniejszej od długości większej powierzchni żagielka i zarazem w odległości większej od długości mniejszej powierzchni żagielka. Ponadto siłownia ma osłonę usytuowaną centrycznie względem osi siłowni wewnątrz koła wyznaczonego przez krawędzie żagielków, która to osłona otacza oś obrotu siłowni i rozciąga się na wysokość żagielków. Wspomniane wsporniki są dwuramiennymi dźwigniami osadzonymi na poziomej osi prostopadłej do promienia przechodzącego przez oś siłowni. Górne ramię dwuramiennej dźwigni jest usytuowane ponad dolnym pierścieniem, w którym osadzone są pionowe osie z żagielkami. Dolne ramię dwuramiennej dźwigni znajduje się poniżej wspomnianego pierścienia i jest zaopatrzone w ciężarek. Siłownia w szczególnym rozwiązaniu ma dwa wały odbierające moment obrotowy z siłowni. Są one umieszczone naprzeciw siebie, po przeciwległych stronach osi obrotu siłowni i zazębione z pierścieniem, bądź z jego wewnętrzną krawędzią, bądź z jego zewnętrzną krawędzią.Moreover, a wind turbine with a vertical axis of rotation is known, described in Polish patent No. 154 349, in which the sails are freely mounted and which is provided with brackets located at each vertical axis with the sail. The brackets are located on a radius passing through the vertical axis of rotation of the engine and through the vertical axis with sails, while the brackets are located on the inner side of the circle defined by vertical axes with sails at a distance from the vertical axes with sails less than the length of the larger surface of the sail and at the same time at a distance greater than the length of the smaller surface of the sail. In addition, the engine room has a shield centered on the axis of the engine room within a circle defined by the edges of the sail, which cover surrounds the axis of rotation of the engine and extends to the height of the sail. The abovementioned brackets are two-armed levers mounted on a horizontal axis perpendicular to the radius passing through the axis of the engine room. The upper arm of the two-armed lever is located above the lower ring in which the vertical axes with sails are mounted. The lower arm of the two-armed lever is below said ring and is provided with a weight. In a special solution, the power plant has two shafts which receive torque from the power plant. They are placed opposite to each other, on opposite sides of the axis of rotation of the engine room and meshed with the ring, either with its inner edge, or with its outer edge.

Istotą konstrukcji siłowni wiatrowej według wynalazku jest to, że w podstawie jest ułożyskowana główna oś, na której zamocowany jest wirnik połączony z przekładnią oraz stabilizator przepływu wiatru. Wirnik zbudowany jest z dolnych i górnych ramion przymocowanych prostopadle do głównej osi, na której przy podstawie, zamocowana jest dolna obejma. Na końcach tych ramion ułożyskowane są osie z roboczymi łopatami. Zarówno dolne jak i górne ramiona połączone są ze sobą sztywnymi łącznikami. Osie z roboczymi łopatami posiadają wykorbienia z osadzonymi na ich końcach łożyskami, przy czym zarówno osie jak i wykorbienia połączone są kolejno sztywnymi łącznikami. Powyżej wirnika, nałożona jest na główną oś górna obejma, do której przymocowane jest napędzające zębate koło współpracujące z pośrednim zębatym kołem osadzonym na górnym ramieniu i dalej z końcowym zębatym kołem, które jest zamocowane również na górnym ramieniu poprzez oś posiadającą wykorbienie z łożyskiem. Wykorbienie tej osi połączone jest sztywnymi łącznikami z wykorbieniami znajdującym się na osi z roboczymi łopatami.The essence of the structure of the wind turbine according to the invention is that the main axis is mounted in the base, on which the rotor connected to the gear and the wind flow stabilizer are mounted. The rotor consists of lower and upper arms attached perpendicular to the main axis, on which the lower clamp is attached at the base. At the ends of these arms, axles with working blades are mounted. Both the lower and upper arms are connected with each other by rigid connectors. The axles with working blades have cranks with bearings mounted at their ends, and both the axles and the cranks are connected successively by rigid links. Above the rotor, a clamp is placed on the main axis, to which a driving gear wheel is attached, mating with an intermediate gear wheel mounted on the upper arm and further with an end gear wheel, which is also mounted on the upper arm through an axle having a crank with a bearing. The crank of this axle is connected with rigid links with cranks located on the axis with the working blades.

Stabilizator przepływu wiatru zbudowany jest z dolnych i górnych ramion z zamocowanymi na końcach łożyskami, przy czym dolne ramiona przymocowane są do dolnej obejmy prostopadle do głównej osi natomiast górne ramiona przymocowane są do górnej obejmy i również prostopadle do głównej osi. Dolne i górne ramiona tego stabillxatora połączone są ze sobą sztywnymi łącznikami. Prostopadle do dolnych i górnych ramion stabilizatora, do górnej obejmy, przymocowany jest sterowniczy ogon. W dolnych ramionach stabilizatora osadzona jest oś z przymocowanymi na jej końcach czujnikami przepływu wiatru. W łożyskach dolnych i górnych ramion stabilizatora osadzone są wykorbione osie z łopatami stabilizatora. Osie te, poprzez przekładnie, współpracują z osią, na której są zamocowane czujniki przepływu wiatru. Wykorbienia osi z łopatami stabilizatora połączone są ze sobą amortyzatorem. Siłownię wiatrową według wynalazku w przykładzie wykonania przedstawiono na rysunku, na którym fig. 1 pokazuje przekrój wzdłuż głównej osi, fig. 2 rzut z góry na wirnik z przekładnią a fig. 3 w rzucie aksonometrycznym wirnik wraz z przekładnią i stabilizatorem.The wind flow stabilizer is made of lower and upper arms with bearings fixed at the ends, the lower arms are attached to the lower bracket perpendicularly to the main axis, while the upper arms are attached to the upper bracket and also perpendicular to the main axis. The lower and upper arms of this stabillxator are connected with each other by rigid connectors. A steering tail is attached perpendicular to the lower and upper arms of the stabilizer, to the upper clamp. In the lower arms of the stabilizer there is an axle with wind flow sensors attached at its ends. Crank axles with stabilizer blades are mounted in the bearings of the lower and upper arms of the stabilizer. These axes, through gears, cooperate with the axis on which the wind flow sensors are mounted. The axle cranks with the stabilizer blades are connected with a shock absorber. An exemplary embodiment of the wind power plant according to the invention is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a section along the main axis, Fig. 2 shows a top view of a rotor with a gear, and Fig. 3 in an axonometric view, a rotor with a gear and a stabilizer.

Siłownia ma główną oś 1 osadzoną w głównej piaście 2, która na stałe osadzona jest w podstawie 3. Nad główną piastą 2, do głównej osi 1 jest przymocowanych prostopadle sześć dolnych ramion 4. Nad dolnymi ramionami 4 w odległości 100 cm od nich, przymocowanychThe power plant has a main axle 1 embedded in the main hub 2, which is permanently embedded in the base 3. Above the main hub 2, to the main axle 1, six lower arms are perpendicularly attached 4. Above the lower arms 4, 100 cm away from them, are attached

186 864 jest identycznie sześć górnych ramion 5. Na końcach dolnych ramion 4 i górnych ramion 5 ułożyskowane są osie z roboczymi łopatami 6. Dolne ramiona 4 i górne ramiona 5 połączone są ze sobą sztywnymi łącznikami. Osie z roboczymi łopatami 6 posiadają wykorbienia 7 z osadzonymi na ich końcach łożyskami przy czym zarówno osie w swej części dolnej i górnej jak i wykorbienia połączone są sztywnymi łącznikami.There are identically six upper arms 5. At the ends of the lower arms 4 and upper arms 5, axles with working blades 6 are mounted. The lower arms 4 and upper arms 5 are connected to each other by rigid links. The axles with working blades 6 have cranks 7 with bearings mounted at their ends, and both the axes in their lower and upper parts and the cranks are connected by rigid links.

Na głównej osi 1, powyżej zamocowania górnych ramion 5 osadzona jest górna obejma 8, na której zamocowane jest napędzające zębate kolo 9 współpracujące z pośrednim zębatym kołem 10 zamocowanym na górnym ramieniu 5 dalej z końcowym zębatym kołem 11 zamocowanym również na górnym ramieniu 5 poprzez ułożyskowaną oś 12. Oś 12 posiada wykorbienie 13, które poprzez łożyska połączone jest dwoma sztywnymi łącznikami z dwoma wykorbieniami 7 znajdującymi się na osi z roboczymi łopatami 6. Stabilizator przepływu wiatru zbudowany jest z dolnych ramion 14 i górnych ramion 15 z zamocowanymi na ich końcach łożyskami, przy czym ramiona 14 przymocowane są do dolnej obejmy 16 i prostopadle do głównej osi 1, natomiast górne ramiona 15 przymocowane są do górnej obejmy 8 i również prostopadle do głównej osi 1. Dolne ramiona 14 i górne ramiona 15 połączone są ze sobą sztywnymi łącznikami. Prostopadle do dolnych ramion 14 i górnych ramion 15 przymocowany jest do górnej obejmy 8, za pomocą wysięgników, sterowniczy ogon 17. W dolnych ramionach 14 osadzona jest oś z przymocowanymi na jej końcach czujnikami 18 przepływu wiatru. Po obu stronach dolnych ramion 14 osadzone są kątowe obudowy wraz z łożyskami. W łożyskach obudów kątowych dolnych ramion 14 i w łożyskach górnych ramion 15 osadzone są wykorbione osie z łopatami 19. Wykorbione osie z łopatami 19 współpracują z osią z przymocowanymi na jej końcach czujnikami 18 przepływu wiatru poprzez dwie stożkowe przekładnie 20. Wykorbienia osi z łopatami 19 połączone są ze sobą olejowym amortyzatorem 21.On the main axis 1, above the fastening of the upper arms 5, an upper clamp 8 is mounted, on which is mounted the driving gear wheel 9 cooperating with the intermediate gear wheel 10 mounted on the upper arm 5, further with the end gear wheel 11 also mounted on the upper arm 5 through the bearing axle 12. The axle 12 has a crank 13, which through bearings is connected by two rigid links with two cranks 7 located on the axis with the working blades. 6. The wind flow stabilizer consists of lower arms 14 and upper arms 15 with bearings fixed at their ends, the arms 14 are attached to the lower yoke 16 and perpendicular to the main axis 1, while the upper arms 15 are attached to the upper yoke 8 and also perpendicular to the main axis 1. The lower arms 14 and the upper arms 15 are connected to each other by rigid connectors. Perpendicular to the lower arms 14 and upper arms 15, a steering tail 17 is attached to the upper clamp 8 by means of booms. The lower arms 14 have an axle with wind flow sensors 18 fixed at its ends. On both sides of the lower arms 14, angular housings with bearings are mounted. Crankshaft axles with blades 19 are mounted in the bearings of the angular housings of the lower arms 14 and in the bearings of the upper arms 15. with each other with oil absorber 21.

fig 2fig 2

186 864186 864

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Mintage 50 copies Price PLN 2.00.

Claims

Patent claims

A wind turbine with a vertical axis of rotation, characterized in that the main axis (1) is arranged in the base (3), on which the rotor connected to the gear and the stabilizer are mounted.

2. Gym according to p. 3. The rotor, characterized in that the rotor has lower arms (4) and upper arms (5) attached perpendicularly to the main axis (1) connected with each other by rigid links, at the ends of which axles with working blades (6) are mounted, the axes having cranks with bearings mounted at their ends, and both axles and cranks are connected with each other successively by rigid connectors.

3. Gym according to p. The gear according to claim 1, characterized in that the transmission consists of a driving gear wheel (9) mounted on the upper bracket (8), which cooperates with an intermediate gear wheel (10) mounted on the upper arm (5) and further with an end gear wheel (11) fitted also on the upper arm (5) through the axle (12) having a crank (13) with a bearing, and this crank is connected with rigid links with crank (7) located on the axis with the working blades (6).

4. Gym according to p. The wind flow stabilizer according to claim 1, characterized in that the wind flow stabilizer has lower arms (14) having at their ends bearings attached to the lower bracket (16) and upper arms (15) having at their ends bearings attached to the upper bracket (8), the arms are connected with each other by rigid connectors and they are perpendicular to the main axis (1) and crank axles with blades (19) are mounted in the bearings of these arms, which axes through gears (20) cooperate with the axis embedded in the lower arms (14), to which the wind flow sensors (18) are mounted, while the crank axis with the blades (19) are connected with each other by a shock absorber (21) ad the upper clamp (8) perpendicular to the lower arms (14) and upper arms (15), the steering tail ( 17).