RU2054577C1 - Wind power plant - Google Patents

Wind power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2054577C1
RU2054577C1 SU925036584A SU5036584A RU2054577C1 RU 2054577 C1 RU2054577 C1 RU 2054577C1 SU 925036584 A SU925036584 A SU 925036584A SU 5036584 A SU5036584 A SU 5036584A RU 2054577 C1 RU2054577 C1 RU 2054577C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blades
wind
wind wheel
blade
shock
Prior art date
Application number
SU925036584A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Григорий Иванович Озеров
Original Assignee
Григорий Иванович Озеров
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 Григорий Иванович Озеров filed Critical Григорий Иванович Озеров
Priority to SU925036584A priority Critical patent/RU2054577C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2054577C1 publication Critical patent/RU2054577C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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

Abstract

FIELD: wind power engineering. SUBSTANCE: wind power plant has support, wind wheel provided with blades and mounted on the stator, and electric generator. The wind wheel is provided with fixed and movable blades. Each of the movable blades is provided with a shock-absorbing device. The curvature radius of the movable blade is equal to the radius of the outer ring and made up as two stages having the common rotation axis. The second stage of the blades is provided with a port positioned at the axis of rotation. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится в ветроэнергетике и может быть использовано в ветроустановках различного назначения и особенно работающих через накопителя. The invention relates to wind energy and can be used in wind turbines for various purposes and especially working through a drive.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа ветродвигатель В.Г.Блескина [1] содержащий ветроколесо с подвижными лопастями, которое установлено на вертикальной опоре и при помощи флюгера поворачивается на оптимальный угол по отношению к ветровому потоку. Имеет устройство для регулирования ветровой нагрузки на лопасти ветродвигателя. При превышении ветровым потоком допустимой скорости ветровая нагрузка на подвижную лопасть снижается при помощи специального устройства, связанного с флюгером посредством рычага от балансирных парусов через два оппозитно установленных ролика. Кроме того, каждая лопасть снабжена вертикальными стержнями, а узел разгрузки пружиной, клином и валом. Closest to the technical nature of the claimed device is the selected as a prototype wind turbine VG Bleskin [1] containing a wind wheel with movable blades, which is mounted on a vertical support and using a weather vane rotates at an optimal angle with respect to the wind flow. It has a device for regulating the wind load on the blades of a wind turbine. If the wind flow exceeds the permissible speed, the wind load on the movable blade is reduced using a special device connected to the wind vane by means of a lever from the balancing sails through two opposite mounted rollers. In addition, each blade is equipped with vertical rods, and the unloading unit is spring, wedge and shaft.

Недостатком известного устройства является то, что оно берет малый процент энергии, проходящей через лопасти среды, и имеет довольно сложное устройство выравнивания силы взаимодействия потока на лопасть при колебаниях скорости ветра. A disadvantage of the known device is that it takes a small percentage of the energy passing through the blades of the medium, and has a rather complicated device for equalizing the forces of the interaction of the flow on the blade with fluctuations in wind speed.

Целью изобретения является усовершенствование работы подвижной лопасти для наибольшего взаимодействия с потоком при использовании принципа работы простейшего ротора Савониуса, снабдив его четырьмя подвижными лопастями, которые увеличат площадь взаимодействия с потоком в три раза при прохождении встречной ветви потока, вращаясь по окружности того же радиуса. The aim of the invention is to improve the operation of the movable blade for maximum interaction with the flow using the principle of operation of the simplest Savonius rotor, providing it with four movable blades, which will increase the area of interaction with the stream three times when passing the oncoming branch of the stream, rotating around a circle of the same radius.

На фиг. 1 показана ветроэнергетическая установка, общий вид; на фиг.2 стержневые каркасы; на фиг.3 внутренний стержневой каркас с верхними и нижними кольцами; на фиг.4 взаимодействие наружных и внутренних колец стержневых каркасов с роликами кронштейнов; на фиг.5 лопасть ветроколеса, состоящая из двух ступеней; на фиг.6 показана схема амортизационного устройства пружинного типа; на фиг.7 и 8 различное положение лопастей при взаимодействии с амортизационным устройством при работе установки. In FIG. 1 shows a wind power installation, general view; figure 2 core frames; figure 3 inner core frame with upper and lower rings; figure 4 interaction of the outer and inner rings of the core frames with the rollers of the brackets; figure 5 blade of a wind wheel, consisting of two steps; figure 6 shows a diagram of a shock-absorbing device of a spring type; 7 and 8, the different position of the blades when interacting with a shock-absorbing device when the installation.

Ветроэнергетическая установка содержит вертикальный корпус 1, закрепленный на опоре 2, образованный вертикальными стержнями, закрепленными на верхних наружных и внутренних кольцах и нижних наружных и внутренних кольцах, расположенных концентрично, соответственно по два в одной горизонтальной плоскости. Стержни равномерно расположены по окружности и прикреплены к упомянутым кольцам и образуют барабаны 3, установленные друг на друге и снабженные каждый четырьмя наружными поворотными лопастями 4 и четырьмя внутренними фиксированными лопастями 5. Рабочее колесо 6 связано с внутренней кромкой фиксированных лопастей 5, которые при вращении образуют внутренний полый цилиндр 7, и посредством передачи через мультипликатор 8 связано с электрогенератором 9. У верха и низа корпуса 1 от опоры 2 отходят по восемь кронштейнов 10, на которых выполнены ролики 11, а через наружные и внутренние верхние и нижние кольца-круглые направляющие бороздкой вниз по наружному кольцу направляющая 12 и по внутреннему кольцу направляющая 13, посредством чего и происходит вращение подвижной части конструкции с рабочим колесом 6. В высоких конструкциях возможно усиление крепления вращающей части еще посредине также через кронштейн с роликами и круглую направляющую. The wind power installation includes a vertical housing 1, mounted on a support 2, formed by vertical rods mounted on the upper outer and inner rings and the lower outer and inner rings arranged concentrically, respectively, two in the same horizontal plane. The rods are evenly spaced around the circumference and attached to the said rings and form drums 3 mounted on top of each other and each equipped with four external rotary blades 4 and four internal fixed blades 5. The impeller 6 is connected to the inner edge of the fixed blades 5, which, when rotated, form an internal a hollow cylinder 7, and through transmission through a multiplier 8 is connected to an electric generator 9. At the top and bottom of the housing 1, eight brackets 10, on which the roll ki 11, and through the outer and inner upper and lower rings-circular guides with a groove down the outer ring guide 12 and the inner ring guide 13, whereby the rotating part of the structure rotates with the impeller 6. In high structures, the fastening of the rotating part is possible still in the middle also through a bracket with rollers and a round guide.

Наружная подвижная лопасть 4 выполнена из двух ступеней 14 различной длины с общей осью 15 вращения, которая вращается на своих шарнирах 16, или возможны две оси вращения под каждую ступень, расположенные рядом, что будет зависеть от размеров и прочностных расчетов. Ступени 14 установлены в порядке возрастания их длины от барабана 3, причем ближняя к оси 15 первая, 1/2 общей длины, полностью обшита и ее концы рамы удлинены для принятия рамы второй ступени. Рама второй ступени имеет окно 17, которое образовалось за счет того, что обшит только ее конец, и он вместе с первой ступенью образует единую подвижную лопасть 4. Для более быстрого отрыва лопасти 4 от корпуса 1 при прохождении точки А концы ступени 14 имеют желоба 18 высотой 5-10 мм, площадью до 10% площади ступени. Корпус 1 под наружными подвижными лопастями 4 не обшивается, а обшиты только четыре участка 19 перед осью лопасти 4. Окно 17 в раме второй ступени 14 и необшитый корпус 1 дают возможностью поступать потоку ветра к фиксированной лопасти 5 сразу же при открытии первой ступени 14, он будет как бы направляться в этот проем первой ступенью. Фиксированная лопасть 5 выполнена из свободно подвешенных створок, которые приподнимаются на встречной ветви потока и пропускают воздух, а на рабочей ветви фиксируются и участвуют в работе. У небольших установок, у которых позволят прочностные расчеты, с амортизационным устройством через трос 20 увязывается только первая ступень, которая имеет уздечку 21. Трос 20 от центра уздечки 21 к амортизационному устройству 22 проходит через окно 17 второй ступени 14. The outer movable blade 4 is made of two stages 14 of different lengths with a common axis of rotation 15, which rotates on its hinges 16, or two axis of rotation are possible for each stage located next to each other, which will depend on the size and strength calculations. The steps 14 are installed in increasing order of their length from the drum 3, and the first, 1/2 of the total length closest to the axis 15, is completely sheathed and its ends of the frame are elongated to accept the frame of the second stage. The frame of the second stage has a window 17, which was formed due to the fact that only its end is sheathed, and together with the first stage it forms a single movable blade 4. For faster separation of the blade 4 from the housing 1 when passing point A, the ends of the stage 14 have grooves 18 5-10 mm high, up to 10% of the step area. The housing 1 under the outer movable blades 4 is not sheathed, and only four sections 19 are sheathed in front of the axis of the blade 4. The window 17 in the frame of the second stage 14 and the unshielded body 1 allow wind to flow to the fixed blade 5 immediately upon opening the first stage 14, it It would be as if sent to this opening in the first step. The fixed blade 5 is made of freely suspended flaps, which are lifted on the oncoming branch of the flow and allow air to pass through, and are fixed and participate in the work on the working branch. In small installations, which will allow strength calculations, only the first step is connected to the shock-absorbing device through the cable 20, which has a bridle 21. The cable 20 from the center of the bridle 21 to the shock-absorbing device 22 passes through the window 17 of the second stage 14.

Амортизационное устройство может быть гидравлическим или пружиненного типа, что зависит от класса установки. Пружинного типа состоит из пружины 23 натяжения, которая крепится на внутреннем цилиндре 7, двойной пружины 24 сжатия, которая находится в стакане и крепится на обшитом участке 19 корпуса 1 внутри. Трос 20 от первой ступени 14 проходит через окно 17 в раме второй ступени к пружине 23 натяжения и через ее блок входит через ролики 25 в стакан к пружинам 24 сжатия и, пройдя внутри них, крепится на резиновом поджиме 26 для этих пружин. The cushioning device can be hydraulic or spring type, depending on the installation class. The spring type consists of a tension spring 23, which is mounted on the inner cylinder 7, a double compression spring 24, which is located in the glass and is mounted on the sheathed section 19 of the housing 1 inside. The cable 20 from the first stage 14 passes through the window 17 in the frame of the second stage to the tension spring 23 and through its block enters through the rollers 25 into the glass to the compression springs 24 and, passing inside them, is attached to the rubber clamp 26 for these springs.

Оси 15 вращения подвижных лопастей 4 барабанов 3 смещены относительно друг друга на угол, равный 90о, деленый на количество барабанов. Оценочные расчеты показывают, что конструкции мощностью до 100 кВт могут иметь всего два барабана.The axis 15 of rotation of the moving blades 4 of the drums 3 are offset relative to each other by an angle equal to 90 about divided by the number of drums. Evaluation calculations show that structures with power up to 100 kW can have only two drums.

Каждый барабан изготовляется отдельно, или в небольших конструкциях он образуется за счет перемещения лопастей на самом корпусе, как показано на фиг. 9-11. В том и другом случае решетка для крепления створок фиксированной лопасти 5 выполняется для каждого барабана отдельно и так, чтобы ее увязка с кольцами с круглыми направляющими 12 и 13 усиливала подвижную часть конструкции и особенно ось 15 наружной поворотной лопасти 4, которая несет основную нагрузку в работе. Внутренний цилиндр 7 может выполняться из готовой трубы, на которой закрепляются малые круглые направляющие 13 и рабочее колесо 6, или же обшиваются стержни внутренних колец (фиг.11), на которых закрепится и рабочее колесо 6, с зубчатой передачей или ременной. Обшивкой может быть жесть, резина, пластик, ткань и т.п. Each drum is manufactured separately, or in small structures it is formed by moving the blades on the housing itself, as shown in FIG. 9-11. In either case, the lattice for fastening the leaves of the fixed blade 5 is performed for each drum separately and so that its alignment with the rings with round guides 12 and 13 reinforces the moving part of the structure and especially the axis 15 of the outer rotary blade 4, which carries the main load in operation . The inner cylinder 7 can be made of a finished pipe on which small circular guides 13 and the impeller 6 are fixed, or the rods of the inner rings (11) are sheathed, on which the impeller 6 is fixed, with a gear transmission or belt. The casing may be tin, rubber, plastic, fabric, etc.

Ветроэнергетическая установка работает следующим образом. Ветер, проходя по корпусу 1, открывает с одной его стороны первую ступень 14 лопасти 4 того барабана 3, желоб 18 которого первым угодил в поток, и сбрасывается в открывшееся окно 17 второй ступени на створки фиксированной лопасти 5, которые, опустившись на решетку или другой фиксатор, вступают в работу. Первая ступень 14 фиксируется в потоке амортизационным устройством 22 и занимает расчетный угол α в соответствии с силой ветра и нагрузкой на рабочее колесо 6 потребителем и также начинает производить работу. Затем желоб 18 второй ступени, подойдя к точке А, под воздействием ветра поднимает ступень и укладывает ее на раму первой ступени, последняя, приняв дополнительную нагрузку, займет другой заданный угол α, и образовавшаяся полная лопасть (фиксированная и подвижная) вращает ротор вместе с рабочим колесом. Wind power installation works as follows. The wind, passing through the housing 1, opens on its one side the first stage 14 of the blade 4 of that drum 3, the groove 18 of which first fell into the stream, and is discharged into the opened window 17 of the second stage onto the wings of the fixed blade 5, which, having lowered onto the grate or another latch, come into operation. The first stage 14 is fixed in the flow by the shock-absorbing device 22 and occupies the calculated angle α in accordance with the wind force and the load on the impeller 6 by the consumer and also starts to work. Then, the trench 18 of the second stage, approaching point A, raises the stage under the influence of wind and places it on the frame of the first stage, the latter, having taken an additional load, will occupy another predetermined angle α, and the resulting complete blade (fixed and mobile) rotates the rotor together with the working the wheel.

Для выравнивания вращения рабочего колеса (вала электрогенератора) при порывах ветра сила амортизаторов противоположного действия подбирается с расчетом обеспечения открытия лопасти при скорости ветра меньше среднего расчетного на угол до 90о, а при скорости ветра больше среднего расчетного на удержание на углах больше 90о при среднепринятой нагрузке на рабочее колесо от потребителя (к примеру, 5 кВт), а контрятся лопасти при скорости ветра больше 15 м/с при выходе на встречную ветвь потока через автоматику, увязанную с силой амортизаторов, или миниветроагрегатом, выполненным над ротором (например, защелка работает по принципу соленоида, а энергию и команду выдает миниветроагрегат). Помимо принятия разных углов встречи потока лопастью за счет амортизаторов, для выравнивания вращения ротора применяется известное устройство в качестве коробки отбора мощностей, увязанной через автоматику с миниветроагрегатом и нагрузкой на рабочее колесо, причем работает это в комплексе и нагрузка на рабочее колесо испрашивается в зависимости от силы ветра больше или меньше среднепринятой.To equalize the rotation of the impeller (electric generator shaft) in case of wind gusts, the force of shock absorbers of the opposite action is selected with the calculation of ensuring the opening of the blade at a wind speed less than the average calculated angle up to 90 o , and at a wind speed greater than the average calculated for holding at angles greater than 90 o with average load on the impeller from the consumer (for example, 5 kW), and the blades are controlled at a wind speed of more than 15 m / s when reaching the oncoming branch of the flow through automation, linked to the shock absorber force in, or a mini-light unit made on the rotor (for example, the latch works on the principle of a solenoid, and the mini-light unit gives energy and a command). In addition to accepting different angles of flow meeting by the blade at the expense of shock absorbers, a well-known device is used as a power take-off box to align the rotor rotation, coupled through automation with a mini-wind unit and the impeller load, and this works in combination and the impeller load is requested depending on the force more or less wind average.

Claims (3)

1. Ветроэнергетическая установка, содержащая опору, установленное на опоре ветроколесо с лопастями и электрогенератор, связанный с ветроколесом механической передачей, отличающаяся тем, что ветроколесо снабжено фиксированными и подвижными лопастями и выполнено в виде двух стержневых каркасов, которые образованы верхними наружными и внутренними кольцами и нижними наружными и внутренними кольцами, расположенными концентрично соответственно по два в одной горизонтальной плоскости, и вертикальными стержнями, стержни прикреплены к упомянутым кольцам и равномерно расположены по их окружности, фиксированные лопасти размещены между каркасами и выполнены в виде поворотно закрепленных створок, подвижные лопасти установлены на стержнях, соединяющих внешние кольца, каждая подвижная лопасть снабжена амортизационным устройством и выполнена с радиусом кривизны, равным радиусу наружного кольца, из двух ступеней с общей осью вращения, причем вторая ступень лопасти выполнена с окном, расположенным у оси вращения. 1. A wind power installation comprising a support mounted on a support of a wind wheel with blades and an electric generator connected to the wind wheel by a mechanical transmission, characterized in that the wind wheel is equipped with fixed and movable blades and made in the form of two rod frames, which are formed by the upper outer and inner rings and lower outer and inner rings arranged concentrically, respectively, two in the same horizontal plane, and vertical rods, the rods are attached to rings and are evenly spaced around their circumference, fixed blades are placed between the frames and are made in the form of rotatably fixed flaps, movable blades are mounted on rods connecting the outer rings, each movable blade is equipped with a shock-absorbing device and is made with a radius of curvature equal to the radius of the outer ring, from two steps with a common axis of rotation, and the second stage of the blade is made with a window located at the axis of rotation. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что амортизационное устройство снабжено амортизаторами противоположного действия - сжатия и растяжения. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the shock-absorbing device is equipped with shock absorbers of the opposite effect - compression and tension. 3. Установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что механическая передача снабжена рабочим колесом, закрепленным на внутреннем кольце ветроколеса. 3. Installation according to claim 1 or 2, characterized in that the mechanical transmission is equipped with an impeller mounted on the inner ring of the wind wheel.
SU925036584A 1992-04-08 1992-04-08 Wind power plant RU2054577C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU925036584A RU2054577C1 (en) 1992-04-08 1992-04-08 Wind power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU925036584A RU2054577C1 (en) 1992-04-08 1992-04-08 Wind power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2054577C1 true RU2054577C1 (en) 1996-02-20

Family

ID=21601489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU925036584A RU2054577C1 (en) 1992-04-08 1992-04-08 Wind power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2054577C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012144879A1 (en) * 2011-04-22 2012-10-26 Buktukov Nikolay Wind-operated power plant

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 1483081, кл. F 03D 3/02, 1989. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012144879A1 (en) * 2011-04-22 2012-10-26 Buktukov Nikolay Wind-operated power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105240207B (en) Wind turbine and the method using wind turbine pilot fluid stream
DK2419627T3 (en) Horizontal wind powered turbine
US8232664B2 (en) Vertical axis wind turbine
EP0830507B1 (en) Self-governing fluid energy turbine
US4379236A (en) Windmill generator apparatus
GB2275085A (en) Wind powered turbine
EA023602B1 (en) Wind/water turbine with rotational resistance reduced due to wind vane blades
CN102979667A (en) Wind turbine impeller
CN108425805B (en) Power adjustable vertical shaft wind driven generator
RU2054577C1 (en) Wind power plant
RU2714584C1 (en) Helio-wind power plant
EP0683316A1 (en) Device for exploiting wind power
SU1787210A3 (en) Windmill
WO2012144879A1 (en) Wind-operated power plant
RU2078990C1 (en) Wind-electric power plant
JP4611586B2 (en) Energy conversion system and related methods
CN203770018U (en) Horizontal-axis wind turbine with paddle-shaped blades and drum-type retractable wind wheel
US20140334912A1 (en) Active windmill with the axis of rotation transverse to the direction of the wind
JP2004204830A (en) Rotor windmill along shaft
CN109779840A (en) A kind of self-protection Oversea wind power generation group
RU2773251C1 (en) Wind turbine with adjustable wind-guiding screens
CN202040010U (en) Synchronous mechanism of supporting wheels of wind wheel of vertical axis wind driven generator
EP4123164B1 (en) Vertical axis wind turbine
RU2810877C1 (en) Wind turbine system based on aerodynamic drag with adjustable blades
KR102647729B1 (en) Drag and lift based wind turbine system with adjustable blades