RU2330179C2 - Windmill - Google Patents

Windmill Download PDF

Info

Publication number
RU2330179C2
RU2330179C2 RU2006128947/06A RU2006128947A RU2330179C2 RU 2330179 C2 RU2330179 C2 RU 2330179C2 RU 2006128947/06 A RU2006128947/06 A RU 2006128947/06A RU 2006128947 A RU2006128947 A RU 2006128947A RU 2330179 C2 RU2330179 C2 RU 2330179C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
wind turbine
central shaft
emitter
brackets
Prior art date
Application number
RU2006128947/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006128947A (en
Inventor
Вениамин Васильевич Кузнецов (RU)
Вениамин Васильевич Кузнецов
Данил Вениаминович Кузнецов (RU)
Данил Вениаминович Кузнецов
Original Assignee
Вениамин Васильевич Кузнецов
Данил Вениаминович Кузнецов
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 Вениамин Васильевич Кузнецов, Данил Вениаминович Кузнецов filed Critical Вениамин Васильевич Кузнецов
Priority to RU2006128947/06A priority Critical patent/RU2330179C2/en
Publication of RU2006128947A publication Critical patent/RU2006128947A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2330179C2 publication Critical patent/RU2330179C2/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
    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: windmill incorporates a rotor containing a horizontal central shaft not rotating about its axis. Horizontally mounted blades are arranged regularly and radially around the said central shaft. Every blade rests, by its axle ends, against the brackets so that the blade can rotate, the brackets bases being mounted on the cylindrical casing arranged coaxially with the central shaft so as to rotate, while the brackets tops on the said cylindrical casing both sides being tied by rings making the driving wheels linked up with a flexible transmission incorporating power converters. Here note, that the central shaft both ends are supported by the frames and locked thereon, the frames being attached to the platform with a wind vane arranged at the said platform centre.
EFFECT: higher reliability, simpler design and ease of manufacture.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано при создании новых типов стационарных и транспортируемых ветроустановок.The invention relates to wind energy and can be used to create new types of stationary and transported wind turbines.

Известен ветродвигатель с лопастным редуктором, состоящим из большой и малой цилиндрических шестерен с невращающимся вокруг своей оси центральным валом, расположенным горизонтально, цилиндрическим корпусом, внутри которого расположен центральный вал, горизонтально расположенными лопастями, опирающимися с возможностью вращения на кронштейны, укрепленные основаниями на цилиндрическом корпусе, рамами с опирающимся на них центральным валом, причем рамы закреплены на противоположных сторонах платформы, в центре которой установлен флюгер, при этом платформа расположена на тележках, установленных на круговую трассу и содержащих тяговые электродвигатели (см. RU 2190123 С2, кл. F03D 7/06, 13.06.2000 г.).Known wind turbine with a blade gear, consisting of a large and small cylindrical gears with a central shaft that does not rotate around its axis, located horizontally, a cylindrical body, inside which there is a central shaft, horizontally located blades, which can be rotated on brackets, mounted with bases on a cylindrical body, frames with a central shaft resting on them, and the frames are fixed on opposite sides of the platform, in the center of which a weather vane is installed er, the platform is located on carts mounted on a circular track and containing traction motors (see RU 2190123 C2, class F03D 7/06, 06/13/2000).

Недостатком указанного ветродвигателя является расположение внутри корпуса центрального эксцентрика - самого ответственного элемента, определяющего синхронную работу лопастей ветродвигателя, что снижает ремонтопригодность, а следовательно, и надежность ветродвигателя. Существует также проблема оптимального контакта центрального эксцентрика с ползуном-толкателем. Кроме того, не исключена вероятность «мертвых точек» в работе ветродвигателя, когда лопасти начнут вращаться в сторону, противоположную от нужной.The disadvantage of this wind turbine is the location inside the body of the central eccentric - the most critical element that determines the synchronous operation of the blades of the wind turbine, which reduces the maintainability and, consequently, the reliability of the wind turbine. There is also the problem of optimal contact of the central eccentric with the slider pusher. In addition, the possibility of “dead spots” in the operation of a wind turbine is not excluded when the blades begin to rotate in the direction opposite to the desired one.

Известен ветродвигатель с использованием кольцевых ободов, соединяющих вершины кронштейнов и являющихся приводными колесами, которые связаны гибкой передачей с преобразователями энергии (см. RU 2239723 С2, кл. F03D 7/06, 2002 г.).A known wind turbine using annular rims connecting the tops of the brackets and are drive wheels that are connected by a flexible transmission with energy converters (see RU 2239723 C2, class F03D 7/06, 2002).

Недостатком указанного ветродвигателя является недостаточная жесткость конструкции ротора ветродвигателя, что вынуждает использовать тяги жесткости, соединяющие кольцевые обода между собой.The disadvantage of this wind turbine is the insufficient rigidity of the rotor design of the wind turbine, which forces the use of stiffening rods connecting the annular rim to each other.

Известна статья в журнале "Изобретатель и рационализатор" №4 за 2005 г., автор Хлопенков П.Р. В статье автор в весьма общем виде указывает на возможность применения электродвигателей для управления лопастями ветродвигателя, при этом автор отдает предпочтение только ветродвигателям с вертикальным валом.A well-known article in the journal "Inventor and Rationalizer" No. 4 for 2005, author P. Khlopenkov In the article, the author in a very general way indicates the possibility of using electric motors to control the blades of a wind turbine, while the author gives preference only to wind motors with a vertical shaft.

Технический результат заключается в использовании с максимальной эффективностью энергии ветрового потока в максимально широком диапазоне скоростей ветра (вплоть до буревых) при предельно возможной простоте конструкции, повышении ее надежности и технологичности при изготовлении, а также при эксплуатации и обеспечивается за счет того, что в ветродвигателе, содержащем лопастной редуктор, невращающийся вокруг своей оси центральный вал, установленный горизонтально, лопасти, установленные горизонтально и расположенные вокруг центрального вала радиально и равномерно, при этом каждая лопасть концами своей оси опирается с возможностью вращения на кронштейны, укрепленные основаниями на цилиндрическом корпусе, установленном относительно центрального вала коаксиально с возможностью вращения, а вершины кронштейнов с обоих концов цилиндрического корпуса соединены кольцевыми обедами, являющимися приводными колесами, которые связаны гибкой передачей с преобразователями энергии, при этом центральный вал обоими концами опирается с фиксацией на рамы, которые крепятся на платформе, в центре которой установлен флюгер, связанный с кронштейном, снабженным контактными группами, причем платформа расположена на тележках, установленных на круговую трассу, центр которой совпадает с осью вращения платформы, при этом тележки содержат тяговые электродвигатели, согласно изобретению лопастной редуктор представляет собой червячную пару: червячное колесо-червячный винт и установлен на одном из каждой пары кронштейнов с опирающейся на них лопастью таким образом, что червячное колесо редуктора установлено жестко на оси лопасти, соосно с ней, а винт червячного редуктора кинематически связан с электродвигателем управления лопастью (лопастным электродвигателем) через редуктор собственно лопастного электродвигателя, причем лопастной электродвигатель и его редуктор установлены на том же кронштейне, при этом питание и управление лопастными электродвигателями производится через скользящие контакты соединения, причем подвижная часть конструктива этого соединения укреплена на одном из концов невращающегося центрального вала, а подвижная часть конструктива укреплена на цилиндрическом корпусе с той же стороны, что и неподвижная, кроме того, ветродвигатель содержит два фотодатчика, один из которых фиксирует момент вертикального положения пары кронштейнов с укрепленной на них лопастью в ее крайнем нижнем положении, при этом излучатель непрерывного излучения фотодатчика укреплен на раме ветродвигателя, а фотоприемник датчика укреплен напротив излучателя на стойке, расположенной на платформе ветродвигателя, причем на ободе ветродвигателя, в точке соединения обода с кронштейном, укреплена пластина, имеющая возможность перекрывать световой поток между излучателем и фотоприемником датчика, а второй фотодатчик является источником информации об отклонении лопасти ветродвигателя от горизонтального положения в момент ее нахождения в крайнем нижнем положении, при этом импульсный излучатель фотодатчика имеет возможность излучать световой поток в секторе, расположенном в вертикальной плоскости, причем излучатель укреплен на вертикальной стойке таким образом, чтобы при горизонтальном положении лопасти, в ее крайней нижней точке, он находился на одном уровне с кромкой лопасти, причем на кромках лопасти с обеих сторон, становящимися попеременно то фронтальной, то тыльной, укреплены зеркальные отражающие пластины таким образом, чтобы при горизонтальном положении лопасти световой поток излучателя, отразившись от зеркальной пластины, укрепленной на кромке лопасти, попадал на ближайший к излучателю фотоприемник, укрепленный рядом с излучателем, причем на вертикальной стойке с укрепленным на ней излучателем и ближайшим к нему фотоприемником, выше и ниже этого фотоприемника, расположен ряд фотоприемников, несущих информацию об отклонении лопасти от горизонтального положения, кроме того, ветродвигатель содержит также устройства обработки сигналов фотодатчиков и управления лопастными электродвигателями (электроприводы). Кроме того, ветродвигатель снабжен устройством съема электроэнергии.The technical result consists in using with maximum efficiency the energy of the wind flow in the widest possible range of wind speeds (up to storm) with the utmost possible simplicity of the design, increasing its reliability and manufacturability in manufacturing, as well as during operation, and is ensured by the fact that in the wind turbine, comprising a blade gear, a central shaft that does not rotate around its axis, mounted horizontally, blades mounted horizontally and arranged around a central about the shaft radially and evenly, while each blade with its ends of the axis rests rotatably on brackets, mounted with bases on a cylindrical body mounted coaxially rotatably relative to the central shaft, and the tops of the brackets on both ends of the cylindrical body are connected by ring lunches, which are drive wheels which are connected by a flexible transmission with energy converters, while the central shaft at both ends is supported with fixation on the frames that are mounted on the boards a shape in the center of which a weather vane is installed, connected to an arm equipped with contact groups, the platform being located on carts mounted on a circular track, the center of which coincides with the axis of rotation of the platform, while the carts contain traction motors, according to the invention, the blade gear is a worm gear : the worm wheel is a worm screw and is mounted on one of each pair of brackets with a blade resting on them so that the worm gear wheel is mounted rigidly on the axis the mouth, coaxially with it, and the screw of the worm gear is kinematically connected to the blade control motor (blade motor) through the gear of the blade motor itself, and the blade motor and its gear are mounted on the same bracket, while the power and control of the blade motors are made through sliding contact contacts moreover, the movable part of the construct of this connection is mounted on one of the ends of the non-rotating central shaft, and the movable part of the construct mounted on a cylindrical body on the same side as the stationary one, in addition, the wind turbine contains two photosensors, one of which captures the moment of vertical position of a pair of brackets with a blade fixed to them in its lowermost position, while the continuous emitter of the photosensor is mounted on the frame a wind turbine, and the photodetector of the sensor is mounted opposite the radiator on a rack located on the platform of the wind turbine, and on the rim of the wind turbine, at the junction of the rim with the bracket, astin, which has the ability to block the light flux between the emitter and the photodetector of the sensor, and the second photosensor is a source of information about the deviation of the wind turbine blade from a horizontal position when it is in its lowest position, while the pulsed emitter of the photo sensor has the ability to radiate light flux in a sector located in vertical plane, and the emitter is mounted on a vertical rack so that when the blade is horizontal, at its lowest point e, it was at the same level with the edge of the blade, and on the edges of the blade on both sides, alternating between the front and the back, mirror reflective plates are mounted in such a way that, when the blade is horizontal, the light flux of the emitter is reflected from the mirror plate mounted on the edge of the blade, fell on the photodetector closest to the emitter, mounted next to the emitter, and on a vertical rack with the emitter mounted on it and the photodetector closest to it, above and below this photo riemnika, a row of photodetectors having information about the deviation from the horizontal position of the blade, in addition, the wind turbine also includes a photosensor signal processing apparatus and control blade motors (actuators). In addition, the wind turbine is equipped with a device for removing electricity.

На фиг.1 изображены внутренние кинематические связи ротора ветродвигателя.Figure 1 shows the internal kinematic connection of the rotor of a wind turbine.

На фиг.2 - фронтальный вид на стойку с излучателем и фотоприемником.Figure 2 is a front view of the rack with the emitter and the photodetector.

На фиг.3 - вид на ротор ветродвигателя со стороны, перпендикулярной ветровому потоку при нахождении лопасти ветродвигателя в ее крайнем нижнем положении, а также на стойку с излучателем и фотоприемником, вид сбоку.Figure 3 is a side view of the wind turbine rotor from the side perpendicular to the wind flow when the wind turbine blade is in its lowest position, as well as a rack with a radiator and a photodetector.

На фиг.4 изображены излучатель и фотоприемник, фиксирующие вертикальное положение кронштейнов в крайнем нижнем положении лопасти ветродвигателя.Figure 4 shows the emitter and photodetector, fixing the vertical position of the brackets in the extreme lower position of the blades of the wind turbine.

Лопастной редуктор, представляющий собой червячную пару: червячное колесо-червячный винт, установлен на одном из каждой пары кронштейнов 3 с опирающейся на них лопастью 2 таким образом, что червячное колесо 7 редуктора установлено жестко на оси лопасти 2, соосно с ней, а винт 8 червячного редуктора кинематически связан с электродвигателем управления лопастью 9 (лопастным электродвигателем) через редуктор собственно лопастного электродвигателя, причем лопастной электродвигатель и его редуктор установлены на том же кронштейне 3.The worm gear is a worm pair: a worm wheel-worm screw mounted on one of each pair of brackets 3 with a blade 2 resting on them so that the worm gear 7 of the gearbox is mounted rigidly on the axis of the blade 2, aligned with it, and the screw 8 the worm gearbox is kinematically connected to the blade control motor 9 (blade motor) through the gearbox of the blade motor itself, and the blade motor and its gearbox are mounted on the same bracket 3.

Применение червячной пары обеспечивает поворот лопасти 2 только при работе лопастного электродвигателя и исключает поворот лопасти от возможных посторонних воздействий. Применение редуктора собственно лопастного электродвигателя совместно с лопастным редуктором позволяет использовать лопастные электродвигатели небольшой мощности в оптимальном режиме. Общий коэффициент редукции выбирается исходя из скоростных характеристик лопастного электродвигателя и режима работы самого ветродвигателя.The use of a worm pair ensures the rotation of the blade 2 only when the blade motor is operating and excludes the rotation of the blade from possible extraneous influences. The use of the gear of the actual vane electric motor together with the vane gear allows the use of small electric vane motors in the optimum mode. The overall reduction ratio is selected based on the speed characteristics of the blade motor and the operating mode of the wind turbine itself.

Питание и управление лопастных электродвигателей производится через скользящие контакты 10 соединения, причем неподвижная часть 11 конструктива этого соединения укреплена на одном из концов невращающегося центрального вала 1, а подвижная часть 12 конструктива укреплена на цилиндрическом корпусе 4 с той же стороны, что и неподвижная.Power and control of the vane electric motors is carried out through the sliding contacts 10 of the connection, and the fixed part 11 of the construct of this connection is mounted on one end of the non-rotating central shaft 1, and the movable part 12 of the structure is mounted on the cylindrical body 4 on the same side as the fixed one.

Ветродвигатель содержит также два фотодатчика, один из которых фиксирует момент вертикального положения пары кронштейнов с укрепленной на них лопастью в ее крайнем нижнем положении, при этом излучатель непрерывного излучения 13 фотодатчика укреплен на раме 6 ветродвигателя, а фотоприемник 14 датчика укреплен напротив излучателя на стойке 20, расположенной на платформе ветродвигателя, причем на ободе 5 ротора ветродвигателя, в точке соединения обода с кронштейном, укреплена пластина 15, имеющая возможность перекрывать световой поток между излучателем и фотоприемником датчика, а второй фотодатчик является источником информации об отклонении лопасти ветродвигателя от горизонтального положения в момент ее нахождения в крайней нижней точке, при этом импульсный излучатель 16 фотодатчика имеет возможность излучать световой поток в секторе, расположенном в вертикальной плоскости, причем излучатель укреплен на вертикальной стойке таким образом, чтобы при горизонтальном положении лопасти в ее крайней нижней точке он находился на одном уровне с кромкой лопасти 2, при этом на кромках лопасти, с обеих сторон, становящимися в процессе вращения ротора ветродвигателя попеременно то фронтальной, то тыльной, укреплены зеркальные отражающие пластины 18 таким образом, чтобы при горизонтальном положении лопасти световой поток излучателя, отразившись от зеркальной пластины, укрепленной на кромке лопасти, попадал на ближайший к излучателю 16 фотоприемник 17, укрепленный рядом с излучателем, причем на вертикальной стойке с укрепленным на ней излучателем и ближайшим к нему фотоприемником 17, выше и ниже этого фотоприемника, расположен ряд фотоприемников 19, несущих информацию об отклонении лопасти от горизонтального положения. Ветродвигатель содержит также устройства обработки сигналов фотодатчиков и устройства управления лопастными электродвигателями (электроприводами). Каждый лопастной электродвигатель имеет свой электропривод. Фотоприемники 19, находящиеся выше фотоприемника 17, несут информацию о том, что скорость вращения лопасти, а соответственно, и скорость вращения лопастного электродвигателя, превышает оптимальную и это превышение тем больше, чем выше находится фотоприемник. Фотодатчик выдает корректирующий импульс на устройство обработки сигналов фотодатчика, а тот, в свою очередь, выдает сигнал на электропривод о снижении скорости вращения лопастного электродвигателя.The wind turbine also contains two photosensors, one of which captures the moment of the vertical position of the pair of brackets with the blade fixed to them in its lowest position, while the continuous emitter 13 of the photosensor is mounted on the wind turbine frame 6, and the sensor photo detector 14 is mounted opposite the radiator on the rack 20, located on the platform of the wind turbine, and on the rim 5 of the rotor of the wind turbine, at the point of connection of the rim with the bracket, a plate 15 is mounted, with the ability to block the light flux between sensor and photodetector, and the second photosensor is a source of information about the deviation of the wind turbine blade from a horizontal position when it is at its lowest point, while the pulse emitter 16 of the photosensor has the ability to emit light flux in a sector located in a vertical plane, and the emitter is mounted on vertical rack so that with the horizontal position of the blade at its lowest point, it is flush with the edge of the blade 2, while on the edge kakh blades, on both sides, becoming in the process of rotation of the rotor of the wind turbine alternately either front or rear, mirror reflective plates 18 are strengthened so that when the blade is horizontal, the light flux of the emitter, reflected from the mirror plate mounted on the edge of the blade, gets to the nearest photodetector 17 mounted to the emitter 16 next to the emitter, and on a vertical rack with the emitter mounted on it and the photodetector 17 closest to it, above and below this photodetector, olozhen number of photodetectors 19, carrying information about deviation of the blade from a horizontal position. The wind turbine also contains devices for processing signals of photosensors and control devices for blade motors (electric drives). Each blade electric motor has its own electric drive. The photodetectors 19, located above the photodetector 17, carry information that the speed of rotation of the blade, and accordingly, the speed of rotation of the blade motor, exceeds the optimum and this excess is greater, the higher the photodetector is. The photosensor gives a corrective pulse to the signal processing device of the photosensor, and that, in turn, gives a signal to the electric drive to reduce the rotational speed of the blade motor.

Фотоприемники 19, находящиеся ниже фотоприемника 17, несут информацию о том, что скорость вращения лопасти, а соответственно, и скорость вращения электродвигателя ниже оптимальной и тем более, чем ниже находится фотоприемник 19 от фотоприемника 17.The photodetectors 19, located below the photodetector 17, carry information that the rotational speed of the blade, and, accordingly, the rotational speed of the electric motor is lower than optimal and the more so, the lower the photodetector 19 from the photodetector 17.

Фотодатчик выдает корректирующий импульс на устройство обработки сигналов фотодатчика, а тот, в свою очередь, выдает сигнал на электропривод о повышении скорости вращения лопастного электродвигателя.The photosensor gives a corrective pulse to the signal processing device of the photosensor, and the latter, in turn, gives a signal to the electric drive to increase the rotational speed of the blade motor.

Таким образом, контроль оптимальной скорости вращения каждой лопасти происходит на каждом обороте ротора ветродвигателя.Thus, the control of the optimal rotation speed of each blade occurs at each revolution of the rotor of the wind turbine.

Управление лопастными электродвигателями производится в трех режимах: ручном, установочном и рабочем.Vane electric motors are controlled in three modes: manual, installation and working.

Ручной режим необходим при первоначальной установке лопастей и обеспечивает самое медленное вращение лопастей 2 вокруг своей оси.Manual mode is necessary during the initial installation of the blades and provides the slowest rotation of the blades 2 around its axis.

Установочный режим необходим как первая ступень рабочего режима и имеет ограничение по скорости вращения лопастей.The installation mode is necessary as the first stage of the operating mode and has a limitation on the speed of rotation of the blades.

В качестве лопастных электродвигателей могут быть использованы электродвигатели постоянного и переменного тока, способные менять скорость вращения от величины питающего напряжения или от частоты питающего напряжения (для электродвигателей переменного тока). Могут быть использованы также серводвигатели и шаговые электродвигатели с соответствующими приводами.As vane electric motors, direct and alternating current motors capable of changing the rotation speed from the magnitude of the supply voltage or from the frequency of the supply voltage (for alternating current motors) can be used. Servo motors and stepper motors with appropriate drives can also be used.

Подготовка ветродвигателя к работе и его работа.Preparing the wind turbine for work and its work.

Для первоначальной установки лопастей 2 платформа ветродвигателя разворачивается таким образом, чтобы ось ротора совпадала с направлением ветра. Ротор ветродвигателя приводится в такое положение, чтобы одна из пар кронштейнов 3 оказалась в крайнем верхнем положении. Эти кронштейны в этом случае будут перпендикулярны платформе.For the initial installation of the blades 2, the wind turbine platform is deployed so that the rotor axis coincides with the direction of the wind. The rotor of the wind turbine is brought into such a position that one of the pairs of brackets 3 is in its highest position. These brackets in this case will be perpendicular to the platform.

Включается ручной режим управления лопастями. Лопасть, оказавшаяся в верхней точке своей траектории, устанавливается вертикально. Остальные лопасти поочередно устанавливаются под углами, соответствующими положению лопастей в процессе работы, когда одна из лопастей находится в крайней верхней точке своей траектории.The manual blade control mode is activated. The blade, which is at the top of its path, is mounted vertically. The remaining blades are alternately mounted at angles corresponding to the position of the blades during operation, when one of the blades is at the extreme upper point of its path.

Ротор ветродвигателя стопорится. Включением тяговых электродвигателей, установленных на тележки, платформа разворачивается таким образом, чтобы ось ротора ветродвигателя оказалась под некоторым углом к направлению ветра. Величина этого угла зависит от скорости ветра. Лопасти ветродвигателя при этом должны выдерживать напор ветрового потока в застопоренном состоянии ротора.The rotor of the wind turbine is locked. By turning on the traction motors mounted on the carts, the platform is deployed so that the axis of the rotor of the wind turbine is at an angle to the direction of the wind. The magnitude of this angle depends on the wind speed. The blades of the wind turbine must withstand the pressure of the wind flow in the locked state of the rotor.

Ротор ветродвигателя снимается со стопора и одновременно включается питание электроприводов. Набегающий ветровой поток, воздействуя на лопасти 2, создает вращающий момент ротора. Ротор начинает вращение вокруг центрального вала. Одновременно начинают функционировать фотодатчики.The rotor of the wind turbine is removed from the stopper and at the same time the power of the electric drives is turned on. The incident wind flow, acting on the blades 2, creates a rotor torque. The rotor begins to rotate around the central shaft. At the same time, the photosensors begin to function.

Фотодатчик с непрерывным излучением определяет момент срабатывания датчика с импульсным излучением, а тот совместно с устройствами обработки сигналов и электроприводами выводит лопастные электродвигатели на оптимальный режим работы. При этом устраняется возможная погрешность при первоначальной установке лопастей.A photosensor with continuous radiation determines the moment of operation of the sensor with pulsed radiation, which together with the signal processing devices and electric drives displays the blade motors for optimal operation. This eliminates the possible error during the initial installation of the blades.

На этом установочный режим заканчивается. Платформа с помощью тяговых электродвигателей плавно разворачивается совместно с ротором ветродвигателя на ветровой поток до оптимального угла между направлением ветра и осью ротора ветродвигателя.This completes the installation mode. The platform with the help of traction motors rotates smoothly together with the wind turbine rotor into the wind flow to the optimal angle between the wind direction and the axis of the wind turbine rotor.

За один полный оборот ротора вокруг центрального вала 1 лопасти 2 разворачиваются вокруг собственной оси на пол-оборота, при этом направление вращения лопастей противоположно направлению вращения ротора. Лопасть 2, оказавшаяся в процессе обегания вокруг оси центрального вала в максимально верхней точке, становится перпендикулярной ветровому потоку и, таким образом, максимальный крутящий момент ротор получит при наибольшем удалении этой лопасти от земли, где скорость ветра больше, чем у поверхности земли. В зависимости от скорости ветрового потока включается необходимое количество преобразователей энергии и выбирается необходимый угол между осью ротора и направлением ветрового потока. При буревых скоростях ветра, при необходимости профилактики или ремонта платформа разворачивается таким образом, чтобы ось ротора совпадала с направлением ветрового потока, при этом плоскости лопастей 2 будут параллельны ветровому потоку. В этом случае вращающий момент ротора отсутствует и ротор останавливается.For one full revolution of the rotor around the central shaft 1, the blades 2 are rotated around its own axis by half a revolution, while the direction of rotation of the blades is opposite to the direction of rotation of the rotor. The blade 2, which turned out to be at the highest point during running around the axis of the central shaft, becomes perpendicular to the wind flow and, thus, the rotor will receive maximum torque at the greatest distance from the blade to the ground, where the wind speed is greater than at the ground surface. Depending on the speed of the wind flow, the required number of energy converters is turned on and the necessary angle between the axis of the rotor and the direction of the wind flow is selected. At drilling wind speeds, if necessary, prophylaxis or repair, the platform is deployed so that the rotor axis coincides with the direction of the wind flow, while the plane of the blades 2 will be parallel to the wind flow. In this case, the rotor torque is absent and the rotor stops.

Авторам неизвестны источники патентной и научно-технической информации, содержащие сведения о технических решениях, аналогичные заявляемым.The authors are not aware of the sources of patent and scientific and technical information containing information on technical solutions similar to those claimed.

Авторам также неизвестны технические решения, имеющие свойства, которыми обладают заявленные решения.The authors are also not aware of technical solutions having the properties that the claimed solutions possess.

При практическом осуществлении заявленные решения позволят создать новый тип преобразователей энергии ветрового потока.In practical implementation of the claimed solutions will allow you to create a new type of energy converters of the wind flow.

Таким образом авторы считают, что заявленные решения обладают новизной и изобретательским уровнем.Thus, the authors believe that the claimed solutions have novelty and inventive step.

Промышленное применение заявленных решений позволит разрешить многие проблемы энергообеспечения без загрязнения окружающей среды.The industrial application of the claimed solutions will allow to solve many problems of energy supply without environmental pollution.

Claims (2)

1. Ветродвигатель, содержащий лопастной редуктор, невращающийся вокруг своей оси центральный вал, установленный горизонтально, лопасти, установленные горизонтально, и расположенные вокруг центрального вала радиально и равномерно, при этом каждая лопасть концами своей оси опирается с возможностью вращения на кронштейны, укрепленные основаниями на цилиндрическом корпусе, установленном относительно центрального вала коаксиально с возможностью вращения, а вершины кронштейнов с обоих концов цилиндрического корпуса соединены кольцевыми ободами, являющимися приводными колесами, которые связаны гибкой передачей с преобразователями энергии, при этом центральный вал обоими концами опирается с фиксацией на рамы, которые крепятся на платформе, в центре которой установлен флюгер, связанный с кронштейном, снабженным контактными группами, причем платформа расположена на тележках, установленных на круговую трассу, центр которой совпадает с осью вращения платформы, при этом тележки содержат тяговые электродвигатели, отличающийся тем, что лопастной редуктор представляет собой червячную пару: червячное колесо - червячный винт и установлен на одном из каждой пары кронштейнов с опирающейся на них лопастью таким образом, что червячное колесо редуктора установлено жестко на оси лопасти, соосно с ней, а винт червячного редуктора кинематически связан с электродвигателем управления лопастью (лопастным электродвигателем) через редуктор собственно лопастного электродвигателя, причем лопастной электродвигатель и его редуктор установлены на том же кронштейне, при этом питание и управление лопастными электродвигателями производится через скользящие контакты соединения, причем неподвижная часть конструктива этого соединения укреплена на одном из концов невращающегося центрального вала, а подвижная часть конструктива укреплена на цилиндрическом корпусе с той же стороны, что и неподвижная, кроме того, ветродвигатель содержит два фотодатчика, один из которых фиксирует момент вертикального положения пары кронштейнов с укрепленной на них лопастью в ее крайнем нижнем положении, при этом излучатель непрерывного излучения фотодатчика укреплен на раме ветродвигателя, а фотоприемник датчика укреплен напротив излучателя на стойке, расположенной на платформе ветродвигателя, причем на ободе ветродвигателя, в точке соединения обода с кронштейном, укреплена пластина, имеющая возможность перекрывать световой поток между излучателем и фотоприемником датчика, а второй фотодатчик является источником информации об отклонении лопасти ветродвигателя от горизонтального положения в момент ее нахождения в крайней нижней точке, при этом импульсный излучатель фотодатчика имеет возможность излучать световой поток в секторе, расположенном в вертикальной плоскости, причем излучатель укреплен на вертикальной стойке таким образом, чтобы при горизонтальном расположении лопасти в ее крайней нижней точке он находился на одном уровне с кромкой лопасти, причем на кромках лопасти, с обеих сторон, становящимися в процессе вращения ротора ветродвигателя попеременно то фронтальной, то тыльной, укреплены зеркальные отражающие пластины таким образом, чтобы при горизонтальном положении лопасти световой поток излучателя, отразившись от зеркальной пластины, укрепленной на кромке лопасти, попадал на ближайший к излучателю фотоприемник, укрепленный рядом с излучателем, причем на вертикальной стойке с укрепленным на ней излучателем и ближайшем к нему фотоприемником, выше и ниже этого фотоприемника, расположен ряд фотоприемников, несущих информацию о отклонении лопасти при ее нахождении в крайней нижней точке от горизонтального положения, кроме того, ветродвигатель содержит также устройства обработки сигналов фотодатчиков и устройства управления лопастными электродвигателями (электроприводы).1. A wind turbine comprising a blade reducer, a central shaft that does not rotate around its axis, mounted horizontally, blades mounted horizontally, and radially and uniformly arranged around the central shaft, with each blade resting its ends on the axis of rotation on brackets mounted on cylindrical bases a housing mounted relative to the central shaft coaxially rotatably, and the tops of the brackets on both ends of the cylindrical housing are connected by annular rims, which are drive wheels that are connected by a flexible transmission to energy converters, while the central shaft at both ends is supported by frames mounted on a platform, in the center of which is installed a weather vane connected to an arm equipped with contact groups, the platform being located on carts mounted on a circular track, the center of which coincides with the axis of rotation of the platform, while the bogies contain traction motors, characterized in that the blade gear is worm gear: a worm gear is a worm gear screw and is mounted on one of each pair of brackets with a blade resting on them so that the gear worm gear is mounted rigidly on the axis of the blade, coaxially with it, and the screw of the worm gear is kinematically connected to the blade control motor (blade electric motor) through the gear of the blade motor itself, and the blade motor and its gear are mounted on the same bracket, while the power and control of the blade motors and it is made through the sliding contacts of the connection, the fixed part of the structure of this connection being fixed at one end of the non-rotating central shaft, and the moving part of the structure mounted on the cylindrical body on the same side as the fixed one, in addition, the wind turbine contains two photosensors, one of which fixes the moment of vertical position of a pair of brackets with a blade fixed on them in its extreme lower position, while the emitter of continuous radiation of the photosensor is mounted on the frame a rod, and the photodetector of the sensor is mounted opposite the radiator on a stand located on the platform of the wind turbine, and on the rim of the wind turbine, at the junction of the rim with the bracket, a plate is mounted that can block the light flux between the emitter and the photodetector of the sensor, and the second photo sensor is a source of information about the deviation the blades of the wind turbine from a horizontal position at the time of its location at the lowest point, while the pulsed emitter of the photosensor has the ability to radiate luminous flux in a sector located in a vertical plane, and the emitter is mounted on a vertical strut so that when the blade is horizontally located at its lowest point, it is flush with the blade edge, and on the blade edges, on both sides, which become in the process the rotation of the rotor of the wind turbine alternately front or rear, mirror reflective plates are mounted in such a way that, when the blade is horizontal, the light flux of the radiator, reflected from the mirror the second plate mounted on the edge of the blade, fell on the photodetector closest to the emitter, mounted next to the emitter, and on a vertical rack with the emitter mounted on it and the photodetector closest to it, above and below this photodetector, there are a number of photodetectors carrying information about the deflection of the blade when it is at the lowest point from the horizontal position, in addition, the wind turbine also contains devices for processing photosensor signals and control devices for blade motors ( lektroprivody). 2. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что снабжен устройством съема электроэнергии.2. The wind turbine according to claim 1, characterized in that it is equipped with a device for removing electricity.
RU2006128947/06A 2006-08-09 2006-08-09 Windmill RU2330179C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006128947/06A RU2330179C2 (en) 2006-08-09 2006-08-09 Windmill

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006128947/06A RU2330179C2 (en) 2006-08-09 2006-08-09 Windmill

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006128947A RU2006128947A (en) 2008-02-20
RU2330179C2 true RU2330179C2 (en) 2008-07-27

Family

ID=39266782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006128947/06A RU2330179C2 (en) 2006-08-09 2006-08-09 Windmill

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2330179C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2783798C1 (en) * 2022-03-16 2022-11-17 Александр Федорович Дохов Wind power plant

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2783798C1 (en) * 2022-03-16 2022-11-17 Александр Федорович Дохов Wind power plant

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006128947A (en) 2008-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20090220339A1 (en) Wind deflector for wind turbine and wind turbine incorporating same
CN101098111A (en) Two-dimensional photovoltaic generator bracket for tracing sun
CN105183007B (en) A kind of column solar tracking system rotates horizontally driving device and its design method
CN2919681Y (en) Two-dimensional photovoltaic electricity generator bracket for tracing sun
CN106374817A (en) Efficient wind-photovoltaic complementary power generation device
KR20140056746A (en) Tracking type floating photovoltaic system
RU2330179C2 (en) Windmill
CN106253802A (en) The wind and solar hybrid generating system that a kind of new-generation efficiency is high
KR101525553B1 (en) Wind power generator with vertical rotor
CN106788212A (en) Settled date mirror assembly
JPH11141453A (en) Wind force device
CN204886824U (en) Solar cell panel turntable support device
CN201714566U (en) Wind turbine generator with cage-type vanes
JPWO2018235220A1 (en) Sail device
KR200366013Y1 (en) A Horizontal cylindric water mill type which has high and low control unit of the rack and pinion method
CN207963213U (en) A kind of tracking driving device and heliostat and tower solar-thermal generating system
CN113719415A (en) Wind driven generator with wind angle convenient to adjust and adjusting method thereof
CN114263563A (en) Wind power generation system capable of automatically adjusting windward angle
RU2295060C2 (en) Windmill
CN213023731U (en) Tower type heliostat
CN220156452U (en) Photovoltaic support
CN220190739U (en) Rotary platform for photovoltaic power generation and control system thereof
JP2002081364A (en) Wind force device
CN207399115U (en) Arc frame single shaft photovoltaic power generation apparatus
CN113279913A (en) Self-driven frame wind driven generator

Legal Events

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

Effective date: 20130810