RU182673U1

RU182673U1 - VERTICAL TURBINE BLADE WITH VERTICAL ROTATION AXIS

Info

Publication number: RU182673U1
Application number: RU2017123922U
Authority: RU
Inventors: Борис Петрович Хозяинов; Денис Борисович Хозяинов; Милена Борисовна Лобанова
Priority date: 2017-07-05
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2018-08-28

Abstract

Полезная модель относится к области ветроэнергетики. Лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения, включающая наконечник, выполненный в виде входной части аэродинамического профиля. Наконечник снабжен механизмом изменения расстояния между свободными концами наконечника, выполненным в виде четырех тяг, образующих ромб, шарнирно закрепленных в трех точках с плоскими пластинами наконечника и с шарниром, расположенным во входной части наконечника, и четвертой и пятой точками, соединенными с муфтой, свободно передвигающейся по направляющей штанге, соединяющей стабилизирующую плоскость с шарниром, расположенным во входной части наконечника. Направляющая штанга снабжена отрегулированной пружиной, вставленной в телескопические цилиндры и соединяющей муфту со стопором, установленным на направляющей штанге. Полезная модель повышает коэффициент использования энергии ветра лопастями ветротурбины с вертикальной осью вращения за счет изменения геометрических параметров и аэродинамических коэффициентов лопастей. 2 ил.

The utility model relates to the field of wind energy. A blade of a wind turbine with a vertical axis of rotation, including a tip made in the form of the inlet of the aerodynamic profile. The tip is equipped with a mechanism for changing the distance between the free ends of the tip, made in the form of four rods forming a rhombus, pivotally mounted at three points with flat tip plates and with a hinge located in the input part of the tip, and a fourth and fifth points connected to a coupling that moves freely along the guide rod connecting the stabilizing plane with a hinge located in the input part of the tip. The guide rod is equipped with an adjusted spring inserted into the telescopic cylinders and connecting the clutch with a stopper mounted on the guide rod. The utility model increases the utilization of wind energy by the blades of a wind turbine with a vertical axis of rotation due to changes in the geometric parameters and aerodynamic coefficients of the blades. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области ветроэнергетики, в частности к ветродвигателям с вертикальной осью вращения ветротурбины, и может быть использовано 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, 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].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. Number 3].

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

Известна лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения, включающая наконечник, выполненный 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 [патент РФ №2518794 С1 МПК F03D 3/00, опубл. 10.06.2014 Бюл. №7] (прототип).A known blade of a wind turbine with a vertical axis of rotation, including a tip made of flat plates connected by a hinge, and the inner surfaces of the flat plate of the tip are provided with a diagonal system of stiffeners, the tip is equipped with adjusted springs inserted into 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 [RF patent No. 2518794 C1 IPC F03D 3/00, publ. 06/10/2014 Bull. No. 7] (prototype).

Недостатком указанной лопасти является то, что при изменении направления и скорости ветра недостаточно изменяется геометрия наконечника лопасти в зависимости от изменения направления ветра.The disadvantage of this blade is that when changing the direction and speed of the wind, the geometry of the tip of the blade does not sufficiently change depending on the change in the direction of the wind.

Технический результат заявляемой полезной модели выражается в повышении эффективности работы лопасти ветротурбины с вертикальной осью вращения, при изменении направления движения природной скорости ветра меняются размеры наконечника лопасти.The technical result of the claimed utility model is expressed in increasing the efficiency of a wind turbine blade with a vertical axis of rotation, when changing the direction of movement of the natural wind speed, the dimensions of the tip of the blade change.

Указанный технический результат достигается тем, что лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения, включающая наконечник, выполненный из плоских пластин, соединенных шарниром, 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, согласно заявляемой полезной модели, наконечник лопасти снабжен механизмом изменения расстояния между свободными концами наконечника выполненным в виде четырех тяг, образующих ромб, шарнирно закрепленных в трех точках с плоскими пластинами наконечника и с шарниром, расположенным во входной части наконечника, и четвертой и пятой точками соединенными с муфтой, свободно передвигающейся по направляющей штанге, соединяющей стабилизирующую плоскость с шарниром, расположенным во входной части наконечника, направляющая штанга снабжена отрегулированной пружиной, вставленной в телескопические цилиндры и соединяющей муфту со стопором, установленным на направляющей штанге.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 of flat plates connected by a hinge, 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 axis of symmetry of the tip in expanded form, from the other end, according to the claimed utility model, the tip of the blade is equipped with a mechanism for changing the distance between free and the ends of the tip made in the form of four rods forming a rhombus, pivotally mounted at three points with flat tip plates and with a hinge located in the input part of the tip, and fourth and fifth points connected to a sleeve freely moving along a guide rod connecting the stabilizing plane to the hinge located in the input part of the tip, the guide rod is equipped with an adjusted spring inserted into the telescopic cylinders and connecting the clutch with a stopper mounted on guide rod.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен профиль лопасти с механизмом изменения расстояния между свободными концами наконечника в развернутом виде (с пружиной в свободном ненапряженном состоянии), работающий при попутном движении природного воздушного потока;The claimed technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the profile of the blade with a mechanism for changing the distance between the free ends of the tip in the unfolded form (with a spring in a free unstressed state), operating with the associated movement of natural air flow;

на фиг. 2 представлен профиль лопасти с механизмом изменения расстояния между свободными концами наконечника в закрытом виде (при растянутой пружине), работающий при встречном или боковом движении природного воздушного потока.in FIG. 2 shows the profile of the blade with a mechanism for changing the distance between the free ends of the tip in a closed form (with a stretched spring), working with oncoming or lateral movement of the natural air flow.

Лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения, содержит наконечник, оборудованный механизмом изменения расстояния между свободными концами наконечника, состоящий из двух плоских пластин 1, соединенных вертикальным шарниром 2, расположенным во входной части наконечника. Механизм изменения расстояния между свободными концами наконечника состоит из четырех тяг 3, образующих ромб, закрепленных шарнирами 4 в двух точках с плоскими пластинами наконечника и с шарниром 2, расположенным во входной части наконечника, и двумя шарнирами 5, соединенными с муфтой 6 свободно передвигающейся по направляющей штанге 7, соединяющей стабилизирующую плоскость 8 с шарниром 2, расположенным во входной части наконечника, направляющая штанга 7 снабжена отрегулированной пружиной 9, вставленной в телескопические цилиндры и соединяющей муфту 6 со стопором 10, установленным на направляющей штанге 7. Ребра жесткости 11 наконечника выполнены с возможностью свободного перемещения относительно друг друга. Шарниры 4 выполнены с возможностью свободного или принудительного перемещения по направляющей 12.The blade of a wind turbine with a vertical axis of rotation, contains a tip equipped with a mechanism for changing the distance between the free ends of the tip, consisting of two flat plates 1 connected by a vertical hinge 2 located in the input part of the tip. The mechanism for changing the distance between the free ends of the tip consists of four rods 3, forming a rhombus, fixed by hinges 4 at two points with flat tip plates and with a hinge 2 located in the input part of the tip, and two hinges 5 connected to the coupling 6 freely moving along the guide the rod 7 connecting the stabilizing plane 8 with the hinge 2 located in the input part of the tip, the guide rod 7 is equipped with a regulated spring 9 inserted into the telescopic cylinders and connecting clutch 6 with a stopper 10 mounted on the guide rod 7. The stiffening ribs 11 of the tip are made with the possibility of free movement relative to each other. The hinges 4 are made with the possibility of free or forced movement along the guide 12.

Лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения работает следующим образом. При боковом воздействии воздушного потока и на его противоходе вертикальные шарниры 4 четырех тяг 3, перемещаясь по направляющей 12, растягивают отрегулированную пружину 9 и плоские пластины наконечника 1 лопасти, уменьшают раскрытие наконечника, и тем самым снижают сопротивление лопасти воздушному потоку. При действии воздушного потока по направлению движения лопасти пружина 9 притягивает муфту 6 в исходное положение, раскрывая наконечник лопасти.The blade of a wind turbine with a vertical axis of rotation works as follows. With the lateral impact of the air flow and on its countercurrent, the vertical hinges 4 of the four rods 3, moving along the guide 12, stretch the adjusted spring 9 and the flat plates of the tip of the blade 1, reduce the opening of the tip, and thereby reduce the resistance of the blade to the air flow. Under the action of air flow in the direction of movement of the blade, the spring 9 attracts the clutch 6 to its original position, revealing the tip of the blade.

Claims

The blade of a wind turbine with a vertical axis of rotation, including a tip made of flat plates connected by a hinge, the tip is equipped with adjusted springs inserted in telescopic cylinders, which are hinged to the flat plates at one end and to the stopper, located on the axis of symmetry of the tip in the expanded form, on the other end, characterized in that the tip of the blade is equipped with a mechanism for changing the distance between the free ends of the tip, made in the form of four rods forming rum b, pivotally fixed at three points with flat tip plates and with a hinge located in the input part of the tip, and a fourth and fifth point connected to a coupling freely moving along the guide rod connecting the stabilizing plane to the hinge located in the input part of the tip, the guide the rod is equipped with an adjusted spring inserted into the telescopic cylinders and connecting the clutch with a stopper mounted on the guide rod.