RU2240443C1 - Vertical-shaft wind-driven power unit - Google Patents

Vertical-shaft wind-driven power unit Download PDF

Info

Publication number
RU2240443C1
RU2240443C1 RU2003112651/06A RU2003112651A RU2240443C1 RU 2240443 C1 RU2240443 C1 RU 2240443C1 RU 2003112651/06 A RU2003112651/06 A RU 2003112651/06A RU 2003112651 A RU2003112651 A RU 2003112651A RU 2240443 C1 RU2240443 C1 RU 2240443C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
triangles
steel ring
blades
horizontal
inductors
Prior art date
Application number
RU2003112651/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003112651A (en
Inventor
тхер В.М. Л (RU)
В.М. Лятхер
Original Assignee
Лятхер Виктор Михайлович
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 Лятхер Виктор Михайлович filed Critical Лятхер Виктор Михайлович
Priority to RU2003112651/06A priority Critical patent/RU2240443C1/en
Publication of RU2003112651A publication Critical patent/RU2003112651A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2240443C1 publication Critical patent/RU2240443C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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

Abstract

FIELD: wind power engineering; rotary wind-driven power units.
SUBSTANCE: proposed unit is, essentially, wind-electric set assembled of more than one (three or more) isosceles triangles where lateral sides of each of them form tilted blade whose every horizontal section has hollow airfoil oriented along tangent to circle circumscribed by center of this airfoil when unit is running. Bases of triangles are disposed horizontally so that they are slightly elevated from ground and are interconnected. Planes of triangles are arranged so that triangle vertices are joined together by means of cross-members to form regular horizontal polygon. Pyramid formed by tilted blades and horizontal cross-members is mounted with its bottom part on flat steel ring through electricity conducting strap, this ring functioning as rotor of linear (arc) generator whose inductors are elastically secured together with vertical load relief electromagnets and vertical supports on several posts over perimeter of steel ring. Inductors are provided with cooling fans conveying hot air toward steel ring that also mounts, apart from blades, movable-shutters shroud used to receive hot air from fan and to pass it to inner spaces of blades. Vortices of bottom polygon are connected like bicycle wheel spiders to central bearing fitted onto short supporting shaft taking horizontal thrusts.
EFFECT: enhanced reliability and operating effectiveness of unit under severe climatic conditions.
4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к роторным ортогональным энергоагрегатам, и может использоваться для получения энергии из воздушных потоков, в частности, в суровых климатических условиях.The invention relates to wind energy, namely to rotary orthogonal power units, and can be used to obtain energy from air flows, in particular, in harsh climatic conditions.

Известны геликоидные турбины с вертикальной осью вращения и лопастями, изогнутыми по винтовой линии (патент США №5451137).Known helicoid turbines with a vertical axis of rotation and blades curved along a helical line (US patent No. 5451137).

Недостатком этого решения является наличие центрального вала и траверс, соединяющий лопасти с валом, что препятствует значительному увеличению габаритов агрегата и его единичной мощности, а также создает благоприятные условия для обледенения частей установки и отказов в работе в районах с суровым климатом.The disadvantage of this solution is the presence of a central shaft and a traverse connecting the blades to the shaft, which prevents a significant increase in the dimensions of the unit and its unit power, and also creates favorable conditions for icing up of plant parts and failure in operation in areas with harsh climates.

Наиболее близким для указанного изобретения является самонесущая ветроустановка с лопастями, изогнутыми по пересекающимся винтовым линиям, образующим цилиндрическую ферму из гнутых элементов, опирающуюся на консольные траверсы, закрепленные на оси тихоходного генератора (Авторское свидетельство СССР №1150395).Closest to this invention is a self-supporting wind turbine with blades curved along intersecting helical lines forming a cylindrical truss of bent elements, resting on cantilever traverses mounted on the axis of a low-speed generator (USSR Author's Certificate No. 1150395).

Недостатком этого технического решения является сложность конструкции, представляющей трудности в изготовлении и монтаже, большая нагрузка на опорные траверсы и вал генератора.The disadvantage of this technical solution is the complexity of the design, which presents difficulties in the manufacture and installation, a large load on the support beam and the shaft of the generator.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности, особенно в суровых климатических условиях, а также определенное упрощение конструкции.The technical result of the invention is to increase reliability, especially in harsh climatic conditions, as well as a certain simplification of the design.

Технический результат достигается тем, что ветроэнергетическая установка с вертикальной осью вращения, содержащая лопасти, закрепленные на основании, траверсы, генератор, содержит сборку из по меньшей мере трех плоских элементов в виде равнобедренных треугольников, боковые стороны каждого из которых образуют наклонную лопасть, а сама плоскость треугольника слегка отклонена от вертикали наружу так, что вершины треугольников соединены между собой траверсами, образующими горизонтальный правильный многоугольник, каждое горизонтальное сечение лопасти ветроустановки имеет полый аэродинамический профиль, ориентированный наружу от касательной к окружности, описываемой центром этого профиля, основания треугольников расположены горизонтально на небольшой высоте от земли и соединены между собой. Кроме того, в ветроэнергетической установке пирамида, сформированная наклонными лопастями и горизонтальными траверсами, в нижней части закреплена на роторе линейного (дугового) генератора, выполненном в виде плоского стального кольца с электропроводной накладкой, индукторы которого вместе с электромагнитами вертикальной разгрузки и вертикальными опорами упруго закреплены на нескольких стойках по периметру стального кольца.The technical result is achieved in that a wind turbine with a vertical axis of rotation, containing blades fixed on the base, a beam, a generator, contains an assembly of at least three flat elements in the form of isosceles triangles, the sides of each of which form an inclined blade, and the plane itself the triangle is slightly deviated from the vertical outward so that the vertices of the triangles are interconnected by traverses forming a horizontal regular polygon, each horizontal echenie wind turbine blade includes a hollow airfoil oriented outwardly from the tangent to the circle described by the center of this profile, the bases of the triangles are arranged horizontally at a small height from the ground and are interconnected. In addition, in the wind power installation, the pyramid formed by inclined blades and horizontal traverses is fixed in the lower part on the rotor of a linear (arc) generator made in the form of a flat steel ring with an electrically conductive pad, the inductors of which together with the vertical discharge electromagnets and vertical supports are elastically fixed to several racks around the perimeter of the steel ring.

Кроме того, в ветроэнергетической установке индукторы снабжены вентиляторами обдува с направлением обдува в сторону стального кольца, на котором дополнительно закреплен кожух с подвижными жалюзи.In addition, in the wind power installation, the inductors are equipped with blowing fans with a blowing direction in the direction of the steel ring, on which a casing with movable shutters is additionally fixed.

Технический результат достигается также и тем, что вершины нижнего многоугольника соединены с центральным подшипником, насаженным на короткий опорный вал.The technical result is also achieved by the fact that the vertices of the lower polygon are connected to a central bearing mounted on a short support shaft.

Благодаря указанным усовершенствованиям установка приобретает повышенную сопротивляемость сильным ветрам и обледенению при сравнительно простой конструкции с сохранением высокой эффективности в работе.Thanks to these improvements, the installation acquires increased resistance to strong winds and icing with a relatively simple design while maintaining high efficiency in operation.

На фиг.1 изображена ветроэнергоустановка, общий вид; на фиг.2 - вид I-I по фиг.1, на фиг.3 - вид II-II по фиг.1, на фиг.4 - вид III-III по фиг.1, фиг.5 ветроэнергоустановка с лопостями и траверсами, общий вид, на фиг.6 - опорный узел установки.Figure 1 shows a wind power installation, General view; figure 2 is a view II of figure 1, figure 3 is a view of II-II of figure 1, figure 4 is a view of III-III of figure 1, figure 5 wind power plant with blades and traverses, the General view, Fig.6 is a reference unit of the installation.

Ветроэнергетическая установка с вертикальной осью вращения состоит из трех или более вертикальных элементов в виде равнобедренных треугольников 1, боковые стороны каждого из которых образуют наклонную лопасть, каждое горизонтальное сечение которой имеет полый аэродинамический профиль, ориентированный вдоль касательной к окружности, описываемой центром этого профиля. Основания треугольников 1 расположены горизонтально на небольшой высоте от земли и соединены между собой. Плоскости треугольников 1 расположены так, что их вершины соединены между собой траверсами 2, образующими горизонтальный правильный многоугольник (на фиг.1 -треугольник). Пирамида, сформированная наклонными лопастями треугольников 1 и горизонтальными траверсами, в нижней части закреплена на роторе 3 линейного (дугового) генератора в виде плоского стального кольца с электропроводной накладкой, индукторы 4 (фиг.2) которого вместе с электромагнитами вертикальной разгрузки 5 и вертикальными опорами 6 упруго закреплены на нескольких стойках 7 по периметру стального кольца 3. Индукторы 4 снабжены вентиляторами обдува 8 с направлением обдува теплым воздухом в сторону стального кольца 3, на котором дополнительно закреплен легкий кожух 9 с подвижными жалюзи 10, принимающими теплый воздух от вентиляторов 8 и направляющий его во внутренние полости лопастей 11 треугольников 3. Концевые участки лопастей в верхней части снабжены дефлекторами (не показаны), создающими аэродинамическую тягу, способствующую движению теплого воздуха по внутренним каналам лопастей 11 снизу вверх.A wind turbine with a vertical axis of rotation consists of three or more vertical elements in the form of isosceles triangles 1, the sides of each of which form an inclined blade, each horizontal section of which has a hollow aerodynamic profile oriented along the tangent to the circle described by the center of this profile. The base of the triangles 1 are located horizontally at a small height from the ground and are interconnected. The planes of triangles 1 are located so that their vertices are interconnected by traverses 2, forming a horizontal regular polygon (figure 1 is a triangle). The pyramid formed by the inclined blades of triangles 1 and horizontal traverses, in the lower part is mounted on the rotor 3 of the linear (arc) generator in the form of a flat steel ring with an electrically conductive pad, inductors 4 (figure 2) of which together with electromagnets of vertical discharge 5 and vertical supports 6 are resiliently mounted on several posts 7 around the perimeter of the steel ring 3. The inductors 4 are equipped with blowers 8 with a direction of blowing warm air in the direction of the steel ring 3, on which additionally lightweight casing 9 with movable louvres 10 receiving warm air from fans 8 and directing it into the internal cavities of the blades 11 of the triangles 3 is replicated. The end sections of the blades in the upper part are equipped with deflectors (not shown) that create aerodynamic traction, which facilitates the movement of warm air through the internal channels blades 11 from the bottom up.

Вершины нижнего многоугольника по схеме спиц велосипедного колеса соединены с центральным подшипником 12 (фиг.1), насаженным на короткий опорный вал 13, воспринимающий горизонтальную силу.The vertices of the lower polygon according to the scheme of the spokes of the bicycle wheel are connected to the central bearing 12 (Fig. 1), mounted on a short support shaft 13, which receives horizontal force.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

При небольшой скорости ветра включаются электромагниты 5 разгрузки опор 6, и отключается стояночный тормоз. Под действием ветра установка начинает вращаться, и при достижении скорости вращения определенного значения индукторы 4 линейного генератора включаются в электрическую сеть. Выделяющееся в индукторах тепло направляется вентиляторами 8 через жалюзи 10 и короб 9 в лопасти 11, освобождая их от намерзшего снега и льда. Улучшающееся аэродинамическое качество лопастей 11 обеспечивает дальнейшую раскрутку лопастей и увеличение мощности, выдаваемой индукторами 4 в электрическую сеть.At a low wind speed, the electromagnets 5 for unloading the supports 6 are turned on, and the parking brake is released. Under the influence of wind, the installation starts to rotate, and when the rotation speed reaches a certain value, the inductors 4 of the linear generator are connected to the electric network. The heat generated in the inductors is directed by the fans 8 through the blinds 10 and the duct 9 into the blades 11, freeing them from freezing snow and ice. The improving aerodynamic quality of the blades 11 provides a further promotion of the blades and an increase in the power supplied by the inductors 4 to the electric network.

Claims (4)

1. Ветроэнергетическая установка с вертикальной осью вращения, содержащая полые лопасти аэродинамического профиля, закрепленные на основании, траверсы, генераторы, отличающаяся тем, что содержит сборку из, по меньшей мере, трех плоских элементов в виде равнобедренных треугольников, боковые стороны каждого из которых образуют наклонную лопасть, каждое горизонтальное сечение которой имеет полый аэродинамический профиль, ориентированный вдоль касательной к окружности, описываемой центром этого профиля, основания треугольников расположены горизонтально на небольшой высоте от земли и соединены между собой, плоскости треугольников расположены так, что вершины треугольников соединены между собой траверсами, образующими горизонтальный правильный многоугольник.1. Wind turbine with a vertical axis of rotation, containing hollow blades of aerodynamic profile, mounted on the base, traverses, generators, characterized in that it contains an assembly of at least three flat elements in the form of isosceles triangles, the sides of each of which form an inclined a blade, each horizontal section of which has a hollow aerodynamic profile oriented along the tangent to the circle described by the center of this profile, the base of the triangles is located us horizontally at a small height from the ground and are interconnected plane triangles are arranged so that the vertices of the triangles are interconnected by cross members forming a horizontal regular polygon. 2. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что пирамида, сформированная наклонными лопастями и горизонтальными траверсами, в нижней части закреплена на роторе линейного (дугового) генератора в виде плоского стального кольца с электропроводной накладкой, индукторы которого вместе с электромагнитами вертикальной разгрузки и вертикальными опорами упруго закреплены на нескольких стойках по периметру стального кольца.2. The wind power installation according to claim 1, characterized in that the pyramid formed by inclined blades and horizontal traverses, in the lower part, is mounted on the rotor of a linear (arc) generator in the form of a flat steel ring with an electrically conductive pad, the inductors of which together with the vertical discharge electromagnets and vertical supports are elastically mounted on several racks around the perimeter of the steel ring. 3. Ветроэнергетическая установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что индукторы снабжены вентиляторами обдува с направлением обдува в сторону стального кольца, на котором дополнительно закреплен кожух с подвижными жалюзи.3. Wind power installation according to claim 1 or 2, characterized in that the inductors are equipped with blow fans with a blow direction in the direction of the steel ring, on which a casing with movable shutters is additionally fixed. 4. Ветроэнергетическая установка по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что вершины нижнего многоугольника соединены с центральным подшипником, насаженным на короткий опорный вал.4. Wind power installation according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the vertices of the lower polygon are connected to a central bearing mounted on a short support shaft.
RU2003112651/06A 2003-05-05 2003-05-05 Vertical-shaft wind-driven power unit RU2240443C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003112651/06A RU2240443C1 (en) 2003-05-05 2003-05-05 Vertical-shaft wind-driven power unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003112651/06A RU2240443C1 (en) 2003-05-05 2003-05-05 Vertical-shaft wind-driven power unit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003112651A RU2003112651A (en) 2004-10-27
RU2240443C1 true RU2240443C1 (en) 2004-11-20

Family

ID=34310802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003112651/06A RU2240443C1 (en) 2003-05-05 2003-05-05 Vertical-shaft wind-driven power unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2240443C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447318C2 (en) * 2008-09-18 2012-04-10 Айнакул Капасовна Ершина Method of thermal protection for operating carousel-type wind-driven power plant and device for method implementation
RU2461731C2 (en) * 2007-05-30 2012-09-20 Исис Инновейшн Лимитед Hydraulic turbine
RU2567162C2 (en) * 2010-11-04 2015-11-10 Воббен Пропертиз Гмбх Rotor blade with heating device for wind power plant

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2461731C2 (en) * 2007-05-30 2012-09-20 Исис Инновейшн Лимитед Hydraulic turbine
US8870540B2 (en) 2007-05-30 2014-10-28 Isis Innovation Limited Water turbine
RU2447318C2 (en) * 2008-09-18 2012-04-10 Айнакул Капасовна Ершина Method of thermal protection for operating carousel-type wind-driven power plant and device for method implementation
RU2567162C2 (en) * 2010-11-04 2015-11-10 Воббен Пропертиз Гмбх Rotor blade with heating device for wind power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8215913B2 (en) Modified darrieus vertical axis turbine
US7365448B2 (en) Wind driven power generator
US5151610A (en) Wind machine with electric generators and secondary rotors located on rotating vertical blades
US20100244456A1 (en) Constant Direction Four Quadrant Lift Type Vertical Shaft Wind Power Generator
US8461708B2 (en) Wind driven power generator
KR101849052B1 (en) Ventilator using wind power induced by direction key and non-powered fan driving system
US9322392B2 (en) Enclosed vertical axis fluid rotor
US11022095B2 (en) Wind turbine system
US8038383B2 (en) Vertical axis turbine apparatus
KR20140015405A (en) System for using wind power
CN105745438A (en) Vertical axis wind turbine rotor
RU2240443C1 (en) Vertical-shaft wind-driven power unit
WO2008088921A2 (en) Vertical windmills and methods of operating the same
PL200550B1 (en) Vertical axis wind turbine
JP2009002214A (en) Automatic wind direction tracking wind turbine of air power type
WO2009108714A2 (en) Wind driven power generator
EP3265671B1 (en) Wind power system
RU2003112651A (en) WIND POWER PLANT WITH VERTICAL ROTATION AXIS
RU2248463C2 (en) Pyramidal windmill
CN2911236Y (en) Verticle axis multi-impeller universal and low wind generator set
SU1132046A1 (en) Wind power plant
JPH0735765U (en) Rotating device using wind power
RU2332584C1 (en) Wind-driven powerplant
RU2018028C1 (en) Wind-electric unit
RU2157920C2 (en) Windmill electric generating plant

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110506