RU210487U1 - Ветрогенератор - Google Patents

Ветрогенератор Download PDF

Info

Publication number
RU210487U1
RU210487U1 RU2021137112U RU2021137112U RU210487U1 RU 210487 U1 RU210487 U1 RU 210487U1 RU 2021137112 U RU2021137112 U RU 2021137112U RU 2021137112 U RU2021137112 U RU 2021137112U RU 210487 U1 RU210487 U1 RU 210487U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wind
fixed axis
vertical shaft
bearing
cylindrical pipe
Prior art date
Application number
RU2021137112U
Other languages
English (en)
Inventor
Дмитрий Петрович Елизаров
Original Assignee
Дмитрий Петрович Елизаров
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 Дмитрий Петрович Елизаров filed Critical Дмитрий Петрович Елизаров
Priority to RU2021137112U priority Critical patent/RU210487U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU210487U1 publication Critical patent/RU210487U1/ru

Links

Images

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
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • 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 
    • F03D3/06Rotors
    • F03D3/062Rotors characterised by their construction elements
    • 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
    • F03D80/00Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/70Bearing or lubricating arrangements
    • 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
    • Y02E10/728Onshore wind 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

Полезная модель относится к устройствам, использующим возобновляемые источники энергии на основе ветра, и может быть использована в качестве автономной энергоустановки для удовлетворения собственных нужд в электроэнергии отдельных потребителей, а также как дополнительный источник энергии в общей энергосистеме. Ветрогенератор содержит неподвижную ось, выполненную в виде цилиндрической трубы, электрогенератор, вертикальный вал, выполненный в виде цилиндрической трубы, охватывающей неподвижную ось, и расположенный соосно с ней, при этом вертикальный вал закреплен на неподвижной оси посредством двух подшипниковых узлов, верхний из которых содержит радиально-упорный подшипник, а нижний содержит самоустанавливающийся подшипник. Технический результат - повышение надежности и безопасности, увеличение срока эксплуатации. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к устройствам, использующим возобновляемые источники энергии на основе ветра, и может быть использована в качестве автономной энергоустановки для удовлетворения собственных нужд в электроэнергии отдельных потребителей, а также как дополнительный источник энергии в общей энергосистеме.
Под ветрогенератором понимают устройство для преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию вращения ротора электрической машины с последующим ее преобразованием в электрическую энергию.
Изначально энергия ветра использовалась для ее преобразования в механическую энергию. Однако механическая энергия с трудом передавалась на расстояние.
С изобретением электрических машин механическая энергия ветрового потока стала сразу преобразовываться в электрическую энергию.
Известен ветряной двигатель с вращением вокруг вертикальной оси, содержащий ротор, способный вращаться под действием ветра вокруг своей вертикальной оси по отношению к горизонту, и поворотный вал, связанный с ротором (RU 2294452 С1, F03D 3/00, опубл. 27.02.2007 Бюл. №6). Указанный ветряной двигатель жестко крепится на нескольких опорах, отличается громоздкостью и подвержен разрушению в условиях ураганных порывов ветра, резко меняющихся погодных условий.
Известен роторный ветродвигатель, содержащий каркас с закрепленным на нем с помощью подшипников валом и рабочими лопастями, которые соединены с валом с возможностью вращения с ним и выполнены в виде изогнутых в вертикальной плоскости по спирали, а в горизонтальной плоскости по дуге пластин (RU 2210000 С1, F03D 3/00, опубл. 10.08.2003 Бюл. №22). Недостатком данной конструкции является то, что в условиях холодного климата и резкого перепада температур, при наличии ледяного ветра происходит накопление льда на рабочих лопастях, их дисбаланс и разрушение.
Известна энергетическая установка по использованию ветровой энергии, содержащая расположенный на фундаменте вертикальный вал с электрогенератором, состоящим из статора и ротора, и коромыслами, на которых установлены лопасти, при этом на фундаменте дополнительно установлена неподвижная ось, выполненная в виде цилиндрической трубы, вертикальный вал, выполненный в виде цилиндрической трубы, охватывающей неподвижную ось, и расположенный соосно с ней (RU 2347942 C1, F03D 3/00, опубл. 27.02.2009 Бюл. №6). Однако данная энергетическая установка обладает низкой надежностью и безопасностью, у нее короткий срок эксплуатации. Эти недостатки вызваны низкой устойчивостью к разнонаправленным сильным порывам ветра во время штормов, ураганов, смерчей, проливных дождей, резко меняющихся погодных условий, вызывающих изгибающие осевые нагрузки на неподвижную ось и вертикальный вал. Низкая устойчивость энергетической установки к сильным порывам ветра и ураганным ветрам объясняется креплением вертикального вала на неподвижной оси с помощью подшипниковых узлов, содержащих радиальные (аксиальные) подшипники, которые рассчитаны, преимущественно, на восприятие нагрузок с векторами, перпендикулярными к оси вращения вертикального вала (радиальных), и подвергаются разрушению при наличии осевых нагрузок.
Указанная энергетическая установка по своей технической сущности и назначению является наиболее близкой заявляемой полезной модели и принята за прототип.
Перед полезной моделью была поставлена задача - обеспечить повышение надежности и безопасности, увеличить срок эксплуатации энергетической установки по использованию ветровой энергии в условиях сильных порывов ветра и ураганных ветров.
Общие существенные признаки технического решения, используемые в прототипе и в заявляемом техническом решении, характеризуются наличием неподвижной оси в виде цилиндрической трубы, электрогенератора, вертикального вала, выполненного в виде цилиндрической трубы, охватывающей неподвижную ось, и расположенного соосно с ней, с закрепленными на нем лопастями.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности и безопасности, увеличение срока эксплуатации.
Технический результат достигается за счет того, что в энергетической установке по использованию ветровой энергии, содержащей неподвижную ось в виде цилиндрической трубы, электрогенератор, вертикальный вал, выполненный в виде цилиндрической трубы, охватывающей неподвижную ось, и расположенный соосно с ней, с закрепленными на нем лопастями, вертикальный вал закреплен на неподвижной оси посредством двух подшипниковых узлов, верхний из которых содержит радиально-упорный подшипник, а нижний содержит самоустанавливающийся подшипник.
Радиально-упорные (радиально-аксиальные) подшипники могут одновременно воспринимать как радиальные, так и осевые (аксиальные) усилия. При этом радиально-упорные подшипники предназначены для преобладающих радиальных нагрузок, свойственных фактическим условиям эксплуатации ветрогенератора.
Достижению заявленного технического результата способствует также использование в предлагаемой конструкции ветрогенератора самоустанавливающегося (самовыравнивающегося) подшипника.
Самоустанавливающийся шарикоподшипник имеет два ряда шариков с двумя независимыми дорожками качения на одном внутреннем кольце и одной общей сферической дорожкой качения на наружном кольце. Эта особенность конструкции обеспечивает самоустанавливаемость подшипника, позволяя ему воспринимать угловые перекосы и изгибы вертикального вала относительно неподвижной оси при сильных порывах ветра и ураганных ветрах.
Самоустанавливающиеся подшипники особенно необходимы в узлах, где возможны значительные изгибы вала или различные перекосы. Кроме того, они имеют самый низкий коэффициент трения из всех подшипников качения, благодаря чему слабо подвержены нагреву даже при вращении с высокими скоростями. Низкий коэффициент трения самоустанавливающегося шарикоподшипника повышает не только его надежность и безопасность, увеличивает срок эксплуатации, но и всего ветрогенератора в целом. При этом самоустанавливающиеся подшипники способны компенсировать такие перекосы вала, при которых другие подшипники быстро изнашиваются.
Самоустанавливающиеся двухрядные шарикоподшипники, таким образом, самовыравниваются в процессе эксплуатации, компенсируя угловую несоосность вертикального вала с неподвижной осью, которая возникает при изгибах и перекосах вала.
На чертеже представлен ветрогенератор (вид сбоку).
На фундаменте 1 расположена неподвижная ось 2, выполненная в виде цилиндрической трубы. Вертикальный вал 3 выполнен в виде цилиндрической трубы, охватывающей неподвижную ось 2, и расположен соосно с ней. К валу 3 жестко прикреплены лопасти 4. Вертикальный вал 3 сочленен с ротором 5 генератора, который расположен соосно с жестко закрепленным статором 6. Вертикальный вал 3 сочленен с неподвижной осью 2 посредством подшипниковых узлов, верхний из которых содержит радиально-упорный подшипник 7, а нижний содержит самовосстанавливающийся подшипник 8.
Ветрогенератор действует следующим образом.
Ветровая нагрузка на лопасти 5 приводит во вращение вертикальный вал 3 с ротором 5 электрогенератора. При вращении ротора 5 относительно неподвижного статора 6 происходит преобразование механической энергии вращательного движения в электрическую энергию.
Иготовленные опытные образцы ветрогенератора подтвердили достижение заявленного технического результата. В процессе эксплуатации без выхода из строя они выдерживали воздействие сильных порывов ветра и ураганных ветров.
Заявляемая конструкция ветрогенератора является новой, промышленно применимой. Она несложна при монтаже, проста в техническом обслуживании.
Предлагаемое техническое решение особенно актуально в условиях глобального изменения климата, резкого увеличения количества природных катаклизмов, в том числе, ураганных ветров, смерчей, снежных и суровых зим.

Claims (1)

  1. Энергетическая установка по использованию ветровой энергии, содержащая неподвижную ось, выполненную в виде цилиндрической трубы, электрогенератор, вертикальный вал, выполненный в виде цилиндрической трубы, охватывающей неподвижную ось, и расположенный соосно с ней, отличающаяся тем, что вертикальный вал закреплен на неподвижной оси посредством двух подшипниковых узлов, верхний из которых содержит радиально-упорный подшипник, а нижний содержит самоустанавливающийся подшипник.
RU2021137112U 2021-12-14 2021-12-14 Ветрогенератор RU210487U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021137112U RU210487U1 (ru) 2021-12-14 2021-12-14 Ветрогенератор

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021137112U RU210487U1 (ru) 2021-12-14 2021-12-14 Ветрогенератор

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU210487U1 true RU210487U1 (ru) 2022-04-18

Family

ID=81255771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021137112U RU210487U1 (ru) 2021-12-14 2021-12-14 Ветрогенератор

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU210487U1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2426005C1 (ru) * 2010-04-07 2011-08-10 Евгений Николаевич Лещенко Карусельный ветродвигатель
RU2454564C2 (ru) * 2010-05-31 2012-06-27 Виктор Тихонович Фёдоров Ветросиловая установка с ротором дарье
RU123850U1 (ru) * 2012-04-26 2013-01-10 Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" Ветроэнергетическая установка
US20140377063A1 (en) * 2013-06-20 2014-12-25 Siemens Aktiengesellschaft Wind power plant having a sliding bearing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2426005C1 (ru) * 2010-04-07 2011-08-10 Евгений Николаевич Лещенко Карусельный ветродвигатель
RU2454564C2 (ru) * 2010-05-31 2012-06-27 Виктор Тихонович Фёдоров Ветросиловая установка с ротором дарье
RU123850U1 (ru) * 2012-04-26 2013-01-10 Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" Ветроэнергетическая установка
US20140377063A1 (en) * 2013-06-20 2014-12-25 Siemens Aktiengesellschaft Wind power plant having a sliding bearing

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8459872B2 (en) Bearing with alternative load path for extreme loads
US6692230B2 (en) Balanced, high output, rapid rotation wind turbine (Weathervane multi-rotor windmill)
US8174144B2 (en) Bearings having radial half cage
US8827561B2 (en) Main bearing for a wind turbine
US9322392B2 (en) Enclosed vertical axis fluid rotor
EP3742010A1 (en) System and method for assembling a slewing ring bearing with a predetermined preload
CN108678908A (zh) 偏航塔筒段、塔筒及风力发电机组
KR20190002686A (ko) 풍력 발전 설비-로터 블레이드 및 이를 포함하는 풍력 발전 설비
US20120134808A1 (en) Wind turbine oil lubrication pump
US11725633B2 (en) Pitch bearing for a wind turbine
RU210487U1 (ru) Ветрогенератор
EP3112669B1 (en) Pitch assembly for a wind turbine rotor blade
US10677290B2 (en) Wind turbine pitch bearing with line contact rolling elements
WO2022271054A1 (ru) Ветрогенератор
US20130171002A1 (en) Hybrid Wind Turbine Tower with Integrated Yaw Bearing System
CN210769138U (zh) 一种风叶偏转叶面垂直受风转速可控风力装置
EA018388B1 (ru) Ветроэлектростанция
CN104564517A (zh) 一种具有阻力型支撑杆且可变转动惯量的垂直轴风轮
CN213808478U (zh) 一种风力发电机组独立变桨的三排圆柱滚子变桨轴承
EP2609328A1 (en) Wind power plant structure
WO2018109776A1 (en) Design and fabrication of advanced vertical axis wind turbine with self-alignment blades
CN201547130U (zh) 一种交叉三列滚子回转支承轴承
US11454220B2 (en) Bearing arrangement for a wind turbine and wind turbine
CN111322197B (zh) 风力发电机组及变桨轴承组件
CN110792555A (zh) 同轴相向动力垂直组合梯级组合微风发电机组