RU128673U1

RU128673U1 - VERTICAL TURBINE BLADE WITH VERTICAL ROTATION AXIS

Info

Publication number: RU128673U1
Application number: RU2012137645/06U
Authority: RU
Inventors: Борис Петрович Хозяинов; Денис Борисович Хозяинов; Милена Борисовна Лобанова
Original assignee: Борис Петрович Хозяинов; Денис Борисович Хозяинов; Милена Борисовна Лобанова
Priority date: 2012-09-03
Filing date: 2012-09-03
Publication date: 2013-05-27

Abstract

Лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения, включающая наконечник, выполненный в виде входной части аэродинамического профиля, состоящий из двух свободно поворачивающихся частей, соединенных между собой шарниром с вертикальной осью вращения, расположенным в крайней входной точке наконечника, при этом наконечник лопасти снабжен механизмом фиксированного изменения расстояния между свободными концами наконечника, отличающаяся тем, что наконечник лопасти изготовлен из плоских пластин, соединенных шарниром, а внутренние поверхности плоских пластин наконечника снабжены раскосной системой ребер жесткости, наконечник снабжен отрегулированными пружинами, вставленными в телескопические цилиндры, которые закреплены шарнирами к плоским пластинам с одного конца и к стопору, находящемуся на оси симметрии наконечника в развернутом виде, с другого конца.A blade of a wind turbine with a vertical axis of rotation, including a tip made in the form of the entrance of the aerodynamic profile, consisting of two freely rotating parts interconnected by a hinge with a vertical axis of rotation located at the extreme entrance point of the tip, while the tip of the blade is equipped with a fixed distance change mechanism between the free ends of the tip, characterized in that the tip of the blade is made of flat plates connected by a hinge, and the inner surfaces STI flat plates provided with the tip truss system of ribs, a tip provided with a regulated springs inserted in telescopic cylinders, which are fixed by hinges to the flat plates at one end and to the stopper, located on the axis of symmetry of the tip in the unfolded state, from the other end.

Description

Полезная модель относится к области ветроэнергетики, в частности к ветродвигателям с вертикальной осью вращения ветротурбины, и может быть использована для получения механической и электрической энергии.The utility model relates to the field of wind energy, in particular to wind turbines with a vertical axis of rotation of a wind turbine, and can be used to produce mechanical and electrical energy.

Известен ветродвигатель, содержащий ветротурбину с вертикальной осью вращения, где каждая лопасть ветротурбины содержит наконечник, выполненный в виде входной части аэродинамического профиля с изогнутой осью симметрии по окружности вращения ее центра тяжести, состоящий из двух свободно поворачивающихся частей, соединенных между собой шарниром с вертикальной осью вращения, расположенным в крайней входной точке наконечника, где крайние положения сектора свободного поворота каждой из двух частей заданы осью симметрии наконечника и позицией частей, при которой образуется очертание входной части сформированного аэродинамического профиля. [патент РФ №2135823 С1 МПК F03D 3/04, опубл. 27.08.1999 Бюл. №24].Known wind turbine containing a wind turbine with a vertical axis of rotation, where each blade of the wind turbine contains a tip made in the form of the inlet of the aerodynamic profile with a curved axis of symmetry around the circle of rotation of its center of gravity, consisting of two freely rotating parts connected by a hinge with a vertical axis of rotation located at the extreme entrance point of the tip, where the extreme positions of the sector of free rotation of each of the two parts are defined by the axis of symmetry of the tip and along itsiey portions at which a cutout portion formed by the input of the airfoil. [RF patent No. 2135823 C1 IPC F03D 3/04, publ. 08/27/1999 Bull. No. 24].

Недостатком указанного ветродвигателя является то, что изготовление наконечника лопасти криволинейного очертания с изменяющейся осью симметрии очень трудоемко и не обеспечено достаточной жесткостью и прочностью.The disadvantage of this wind turbine is that the manufacture of the tip of the blade of a curved shape with a changing axis of symmetry is very time-consuming and is not provided with sufficient rigidity and strength.

Известен ветродвигатель, состоящий из ветротурбины с вертикальной осью вращения, где каждая лопасть ветротурбины содержит наконечник, выполненный в виде входной части аэродинамического профиля, состоящий из двух свободно поворачивающихся частей, соединенных между собой шарниром с вертикальной осью вращения, расположенным в крайней входной точке наконечника, где крайние положения сектора свободного поворота каждой из двух частей заданы осью симметрии наконечника и позицией частей, при которой образуется очертание входной части сформированного аэродинамического профиля, при этом наконечник снабжен механизмом фиксированного изменения расстояния между свободными концами наконечника [патент РФ №2292484 С1 МПК F03D 3/00, опубл. 27.01.2007 Бюл. №3] (прототип).Known wind turbine, consisting of a wind turbine with a vertical axis of rotation, where each blade of the wind turbine contains a tip made in the form of the inlet of the aerodynamic profile, consisting of two freely rotating parts connected by a hinge with a vertical axis of rotation located at the extreme entrance point of the tip, where the extreme positions of the free rotation sector of each of the two parts are defined by the axis of symmetry of the tip and the position of the parts at which the outline of the input part of the th e airfoil, the tip mechanism is provided with a fixed change in distance between the free ends of the tip [RF patent №2292484 C1 IPC F03D 3/00, publ. 01/27/2007 Bull. No. 3] (prototype).

Недостатком указанного ветродвигателя является то, что изготовление наконечника лопасти криволинейного очертания трудоемко и не обеспечено достаточной жесткостью и прочностью.The disadvantage of this wind turbine is that the manufacture of the tip of the blade of a curved shape is laborious and not provided with sufficient rigidity and strength.

Технический результат заявляемой полезной модели выражается в повышении технологичности изготовления лопасти, увеличении ее прочности, жесткости и эффективности ее работы.The technical result of the claimed utility model is expressed in increasing the manufacturability of the manufacture of the blade, increasing its strength, rigidity and efficiency of its work.

Указанный технический результат достигается тем, что лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения, включающая наконечник, выполненный в виде входной части аэродинамического профиля, состоящий из двух свободно поворачивающихся частей, соединенных между собой шарниром с вертикальной осью вращения, расположенным в крайней входной точке наконечника, при этом наконечник лопасти снабжен механизмом фиксированного изменения расстояния между свободными концами наконечника, согласно заявляемой полезной модели наконечник лопасти изготовлен из плоских пластин, соединенных шарниром, а внутренние поверхности плоских пластин наконечника снабжены раскосной системой ребер жесткости, кроме того наконечник снабжен отрегулированными пружинами, вставленными в телескопические цилиндры, которые закреплены шарнирами к плоским пластинам с одного конца и к стопору, находящемуся на оси симметрии наконечника в развернутом виде, с другого конца.The specified technical result is achieved by the fact that the blade of the wind turbine with a vertical axis of rotation, including a tip made in the form of the entrance of the aerodynamic profile, consisting of two freely rotating parts connected by a hinge with a vertical axis of rotation located at the extreme entrance point of the tip, while the blade tip is equipped with a mechanism for fixedly changing the distance between the free ends of the tip, according to the claimed utility model it is made of flat plates connected by a hinge, and the inner surfaces of the flat plates of the tip are equipped with a diagonal system of stiffeners, in addition, the tip is equipped with adjusted springs inserted in telescopic cylinders that are hinged to the flat plates at one end and to the stopper located on the axis of symmetry of the tip in expanded form, from the other end.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:The claimed technical solution is illustrated by the drawings:

на фиг.1 представлен профиль лопасти с элементами регулирования ее геометрических параметров в сложенном виде (при сжатой пружине), действующий при встречном движении природного воздушного потока;figure 1 presents the profile of the blade with the elements of regulation of its geometric parameters when folded (with a compressed spring), acting in the oncoming movement of the natural air flow;

на фиг.2 представлен профиль лопасти с элементами регулирования ее геометрических параметров в несколько раскрытом виде, работающей преимущественно при боковом движении природного воздушного потока;figure 2 presents the profile of the blade with the elements of regulation of its geometric parameters in a slightly open form, working mainly with lateral movement of the natural air flow;

на фиг.3 представлен профиль лопасти с элементами регулирования ее геометрических параметров в раскрытом виде (при расправленной пружине), работающей при попутном движении природного воздушного потока;figure 3 presents the profile of the blade with the elements of regulation of its geometric parameters in the open form (with the spring extended), working with the associated movement of the natural air flow;

на фиг.4 изображена внутренняя поверхность двух плоских пластин наконечника лопасти с раскосной системой ребер жесткости.figure 4 shows the inner surface of two flat plates of the tip of the blade with a diagonal system of stiffeners.

Лопасть с регулируемыми геометрическими параметрами содержит наконечник 1 состоящий из двух плоских пластин 2, оборудованных системой раскосных ребер жесткости 3, соединенных вертикальным шарниром 4, горизонтальных подвижных диафрагм жесткости 5. Лопасть снабжена отрегулированными пружинами 6 вставленными в телескопические цилиндры 7, которые закреплены шарнирами 8 к конечной точке плоских пластин наконечника и к стопору 9, находящемуся на оси его симметрии в развернутом виде, другим концом. Кроме того, лопасть снабжена стабилизирующей плоскостью 10.The blade with adjustable geometric parameters contains a tip 1 consisting of two flat plates 2 equipped with a system of diagonal stiffeners 3 connected by a vertical hinge 4, horizontal movable diaphragms of stiffness 5. The blade is equipped with adjusted springs 6 inserted into the telescopic cylinders 7, which are fixed by hinges 8 to the final point of the flat plates of the tip and to the stopper 9, located on the axis of its symmetry in the expanded form, the other end. In addition, the blade is equipped with a stabilizing plane 10.

Лопасть ветротурбины работает следующим образом. На противоходе воздушному потоку плоские пластины 2 наконечника 1 сжимают отрегулированные пружины 6, уменьшают раскрытие наконечника и тем самым уменьшают сопротивление воздушному потоку. При боковом воздействии воздушного потока сжимается только отрегулированная пружина (пружина, которая отрегулирована по средней скорости ветра данной местности), прикрепленная к плоской пластине наконечника, на которую оказывает активное давление воздушный поток, а вторая плоская пластина наконечника находится в развернутом положении, с прикрепленной к ней расправленной пружиной. При действии воздушного потока по направлению движения лопасти пружины находятся в расправленном состоянии, и плоские пластины наконечника полностью раскрыты.The wind turbine blade works as follows. On the countercurrent to the air flow, the flat plates 2 of the tip 1 compress the adjusted springs 6, reduce the opening of the tip and thereby reduce the resistance to air flow. With lateral air flow, only the adjusted spring (a spring that is adjusted to the average wind speed of a given area) is compressed, attached to a flat tip plate, which is exposed to active pressure by the air flow, and the second flat tip plate is in the deployed position, with it attached straightened spring. Under the action of the air flow in the direction of movement of the blade, the springs are in a straightened state, and the flat tip plates are fully open.

Предлагаемая конструкция лопасти позволит снизить трудоемкость ее изготовления за счет того, что она плоская и снабжена системой раскосных ребер жесткости, повысит прочность и жесткость лопасти при снижении ее веса, а также повысит эффективность ее работы.The proposed design of the blade will reduce the complexity of its manufacture due to the fact that it is flat and equipped with a system of diagonal stiffeners, increase the strength and rigidity of the blade while reducing its weight, and also increase the efficiency of its work.

Claims

A blade of a wind turbine with a vertical axis of rotation, including a tip made in the form of the entrance of the aerodynamic profile, consisting of two freely rotating parts interconnected by a hinge with a vertical axis of rotation located at the extreme entrance point of the tip, while the tip of the blade is equipped with a fixed distance change mechanism between the free ends of the tip, characterized in that the tip of the blade is made of flat plates connected by a hinge, and the inner surfaces STI flat plates provided with the tip truss system of ribs, a tip provided with a regulated springs inserted in telescopic cylinders, which are fixed by hinges to the flat plates at one end and to the stopper, located on the axis of symmetry of the tip in the unfolded state, from the other end.