RU2422672C2 - Carousel-type wind wheel module - Google Patents

Carousel-type wind wheel module Download PDF

Info

Publication number
RU2422672C2
RU2422672C2 RU2009135262/06A RU2009135262A RU2422672C2 RU 2422672 C2 RU2422672 C2 RU 2422672C2 RU 2009135262/06 A RU2009135262/06 A RU 2009135262/06A RU 2009135262 A RU2009135262 A RU 2009135262A RU 2422672 C2 RU2422672 C2 RU 2422672C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
power column
fragment
shaft
wind
module
Prior art date
Application number
RU2009135262/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009135262A (en
Inventor
Юрий Александрович Якимов (RU)
Юрий Александрович Якимов
Вадим Иванович Якимов (RU)
Вадим Иванович Якимов
Original Assignee
Юрий Александрович Якимов
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 Юрий Александрович Якимов filed Critical Юрий Александрович Якимов
Priority to RU2009135262/06A priority Critical patent/RU2422672C2/en
Publication of RU2009135262A publication Critical patent/RU2009135262A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2422672C2 publication Critical patent/RU2422672C2/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
    • Y02E10/728Onshore 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

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: power industry. ^ SUBSTANCE: carousel-type windwheel module includes fragment of power column with vertical rotation axis, on which at least one bearing assembly with horizontal arrangement of double-extended shaft is rigidly fixed. Ends of the above shaft protrude to diametrically opposite sides of fragment of power column and carry blades for interaction with wind and which are turned relative to each other through angle a around axis of their carrying shaft. On end part of each blade, which faces the module rotation axis, sector plate is rigidly fixed with threaded hole for screwing of blade on the shaft end extension and that sector plate is connected to retainer plate installed on its square groove, and additional ballast weight can be installed by means of bolts attaching the sector plate to retainer plank. Power column fragment is made in the form of two-sided threaded coupling on which one bearing assembly is rigidly fixed, and communication elements between bearing assemblies are made in the form of branch pipes of various length with thread on both ends for screwing of double-faced couplings with bearing assemblies into common power column of windwheel. Plug is installed on branch pipe end adjacent to upper threaded coupling relative to it, and lubricant supply hole is made in branch pipe wall closer to the plug. ^ EFFECT: reducing specific metal consumption of windwheel at improving operating efficiency. ^ 6 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к устройству ветроколес карусельного типа, в том числе устанавливаемых на мобильные базовые машины, например шасси передвижных буровых установок или автокранов, и может быть использовано для энергоснабжения объектов, удаленных от линий электропередач, например буровых установок геологоразведки.The invention relates to wind energy, and in particular to a device of carousel-type wind wheels, including those installed on mobile base machines, for example, the chassis of mobile drilling rigs or truck cranes, and can be used to power objects remote from power lines, for example, geological exploration drilling rigs.

Известна ветроэнергетическая установка [1], ветроколесо которой содержит силовую колонну с вертикальной осью вращения, а на ней жестко закреплены несколько рассредоточенных по высоте пар подшипниковых узлов с горизонтальным расположением валов и смещением их осей относительно друг друга на угол α.A known wind power installation [1], the wind wheel of which contains a power column with a vertical axis of rotation, and several pairs of bearing assemblies with a horizontal arrangement of shafts and a shift of their axes relative to each other by an angle α are rigidly fixed to it.

На выходных концах валов жестко закреплены лопасти, каждая из которых в паре расположена на диаметрально противоположных сторонах силовой колонны и снабжена гидравлическим приводом ее поворота.At the output ends of the shafts, blades are rigidly fixed, each of which in a pair is located on the diametrically opposite sides of the power column and is equipped with a hydraulic drive for its rotation.

Возможность контролируемого поворота лопастей в парусное положение и обратно обеспечивает бесшумность работы ветроэнергетической установки, но только при малых оборотах силовой колонны (не более 150 об/мин), т.к. в этом случае лопасти под действием гидропривода должны будут поменять свое положение более пяти раз в секунду, что недостижимо даже для самых быстродействующих гидроприводов.The possibility of a controlled rotation of the blades in the sailing position and vice versa ensures the quiet operation of the wind power installation, but only at low revolutions of the power column (not more than 150 rpm), because in this case, the blades under the action of the hydraulic actuator will have to change their position more than five times per second, which is unattainable even for the fastest hydraulic actuators.

Известен модуль ветроколеса карусельного типа [2], содержащий фрагмент силовой колонны, на котором жестко закреплены по меньшей мере три рассредоточенных по его высоте подшипниковых узла с горизонтальным расположением двухконцевых валов и смещением их осей относительно друг друга в горизонтальной плоскости на угол α, например, 60°, а на концах валов жестко закреплены лопасти, каждая из которых в паре расположена на диаметрально противоположных сторонах фрагмента силовой колонны и в совокупности с валом образует жесткую конструкцию с общей осью контролируемого скоростью ветра качения в подшипниковом узле и разворотом лопастей относительно друг друга вокруг общей оси на угол α, например, 90°.A known carousel-type wind wheel module [2], containing a fragment of a power column, on which at least three bearing assemblies dispersed along its height with a horizontal arrangement of double-end shafts and an offset of their axes in the horizontal plane by an angle α, for example, 60 °, and at the ends of the shafts the blades are rigidly fixed, each of which in a pair is located on the diametrically opposite sides of the power column fragment and, together with the shaft, forms a rigid structure with axis of the rolling speed controlled by the wind speed in the bearing assembly and the rotation of the blades relative to each other around a common axis by an angle α, for example, 90 °.

Возможность согласованного со скоростью ветра безприводного перехода лопастей из флюгерного положения в парусное и обратно в процессе вращения силовой колонны обеспечивает известному техническому решению технические преимущества, заключающиеся в стабилизации числа оборотов ветроколеса при любых колебаниях скорости ветра, а также в упрощении конструкции и технологии сборки ветроэнергетической установки, в том числе состоящей из нескольких модулей.The ability of the blades to switch from the vane position to the sail position and vice versa during the rotation of the power column, which is consistent with the wind speed, provides the well-known technical solution with technical advantages consisting in stabilizing the number of revolutions of the wind wheel with any fluctuations in wind speed, as well as in simplifying the design and assembly technology of the wind power installation, including consisting of several modules.

Однако жесткое крепление на фрагменте силовой колонны нескольких подшипниковых узлов, несущих пары лопастей, исключает возможность подбора оптимального их количества в ветроколесе, оптимальной ширины лопастей, находящейся в прямой зависимости от расстояния между смежными подшипниковыми узлами, а также оптимального угла смещения α их осей относительно друг друга в горизонтальной плоскости, т.к. указанные параметры готового изделия являются постоянной величиной и их изменение, например, при сборке ветроколеса мобильной ветроэнергетической установки в полевых условиях практически невозможно.However, the rigid fastening on a fragment of the power column of several bearing units carrying pairs of blades excludes the possibility of selecting the optimum number of them in the wind wheel, the optimal width of the blades, which is directly dependent on the distance between adjacent bearing units, as well as the optimum angle of displacement α of their axes relative to each other in the horizontal plane, as the specified parameters of the finished product are constant and their change, for example, when assembling a wind wheel of a mobile wind power installation in the field is almost impossible.

Кроме того, выполнение фрагмента силовой колонны в виде неразъемной трубы для нескольких подшипниковых узлов существенно усложняет смазку подшипников, установка заглушек между подшипниковыми узлами практически невозможна, а подача смазки в верхние по высоте модуля узлы весьма затруднительна.In addition, the execution of a fragment of the power column in the form of an integral pipe for several bearing assemblies significantly complicates the lubrication of bearings, the installation of plugs between the bearing assemblies is practically impossible, and the supply of lubricant to the nodes that are higher in the module height is very difficult.

Заявленный объект содержит фрагмент силовой колонны с вертикальной осью вращения, на котором жестко закреплен по меньшей мере один подшипниковый узел с горизонтальным расположением двухконцевого вала, концы которого выходят на диаметрально противоположные стороны фрагмента силовой колонны и несут на себе лопасти для взаимодействия с ветром, развернутые одна относительно другой в паре вокруг оси несущего их вала на угол α1, равный 90°.The claimed object contains a fragment of the power column with a vertical axis of rotation, on which at least one bearing assembly with a horizontal arrangement of the double-end shaft is rigidly fixed, the ends of which extend to the diametrically opposite sides of the fragment of the power column and bear blades for interaction with the wind, deployed one relatively another in a pair around the axis of the shaft carrying them at an angle α 1 equal to 90 °.

На торцевой части каждой лопасти, обращенной к оси вращения модуля, жестко закреплена секторная пластина с резьбовым отверстием при вершине сектора для навинчивания лопасти на хвостовик вала, связанная крепежными болтами со стопорной планкой, установленной на его квадратной проточке, а на крепежных болтах, связывающих секторную пластину лопасти и стопорную планку, может быть установлен дополнительный балластный груз.A sector plate with a threaded hole at the top of the sector for screwing the blade onto the shaft end, connected by fixing bolts to a retaining plate mounted on its square groove, and on fixing bolts connecting the sector plate, are rigidly fixed on the end part of each blade facing the axis of rotation of the module blades and retaining plate, additional ballast weight can be installed.

Фрагмент силовой колонны выполнен в виде двусторонней резьбовой муфты, на которой жестко закреплен один подшипниковый узел, а элементы связи между ними выполнены в виде патрубков переменной длины с резьбой на обоих концах для свинчивания двухконцевых муфт с подшипниковыми узлами в общую силовую колонну ветроколеса, при этом на конце патрубка, примыкающем к верхней по отношению к нему резьбовой муфте, установлена заглушка, а в стенке патрубка, ближе к заглушке, выполнено отверстие для подачи смазки.A fragment of the power column is made in the form of a two-way threaded coupling on which one bearing assembly is rigidly fixed, and the coupling elements between them are made in the form of variable-length pipes with threads at both ends for screwing double-end couplings with bearing assemblies into a common power column of the wind wheel, A plug is installed at the end of the pipe adjacent to the upper threaded sleeve relative to it, and an opening for supplying lubricant is made in the pipe wall, closer to the plug.

Технические преимущества заявленного объекта по сравнению с прототипом заключаются в следующем:Technical advantages of the claimed object compared to the prototype are as follows:

- выполнение фрагмента силовой колонны в виде двухконцевой резьбовой муфты, несущей один подшипниковый узел с лопастями на концах его вала, в совокупности с выполнением элементов связи между муфтами в виде патрубков переменной длины с резьбой на обоих концах, существенно упрощает конструкцию модуля и технологии сборки ветроколеса, а также обеспечивает возможность подбора оптимальной ширины лопастей путем изменения длины патрубков, и бесступенчатого регулирования угла α смещения спаренных лопастей смежных модулей ветроколеса относительно друг друга в горизонтальной плоскости в зависимости от местных условий использования заявленного объекта без изменения конструкции смежных узлов и деталей ветроэнергетической установки;- the execution of the fragment of the power column in the form of a double-ended threaded coupling carrying one bearing assembly with blades at the ends of its shaft, in conjunction with the implementation of the coupling elements between the couplings in the form of variable-length nozzles with threads at both ends, greatly simplifies the design of the module and the technology of assembly of the wind wheel, and also provides the ability to select the optimal width of the blades by changing the length of the nozzles, and steplessly controlling the angle α of the displacement of the twin blades of the adjacent modules of the wind wheel includes flax each other in the horizontal plane depending on the local conditions of use of the claimed subject without changing the design of adjacent nodes and components of wind energy plant;

- наличие заглушки на конце патрубка, примыкающем к верхнему по отношению к нему концу резьбовой муфты, в совокупности с отверстием в стенке патрубка, расположенном ближе к заглушке, обеспечивает возможность выполнения замкнутой смазочной камеры для каждого подшипникового узла и исключает перетекание смазки из одного модуля в другой вниз по внутренней полости силовой колонны.- the presence of a plug at the end of the nozzle adjacent to the upper end of the threaded sleeve relative to it, together with an opening in the wall of the nozzle located closer to the plug, makes it possible to make a closed lubricant chamber for each bearing assembly and eliminates the flow of lubricant from one module to another down the inner cavity of the power column.

Совокупность указанных технических преимуществ заявленного объекта по сравнению с прототипом обеспечивает технический результат, заключающийся в упрощении конструкции ветроколеса и технологии его сборки, а также в возможности подбора оптимальной ширины лопастей, бесступенчатого регулирования угла смещения лопастей смежных модулей относительно друг друга в горизонтальной плоскости и в увеличении межремонтного периода ветроэнергетической установки путем улучшения режима смазки всех подшипников ветроколеса, рассредоточенных по высоте силовой колонны.The combination of the indicated technical advantages of the claimed object in comparison with the prototype provides a technical result consisting in simplifying the design of the wind wheel and its assembly technology, as well as in the possibility of selecting the optimal blade width, stepless adjustment of the angle of displacement of the blades of adjacent modules relative to each other in the horizontal plane and in the increase of overhaul the period of the wind power installation by improving the lubrication mode of all the bearings of the wind wheel dispersed over cell power column.

На приведенных чертежах иллюстрируется модуль ветроколеса карусельного типа, где на фиг.1 показан его общий вид в сборе со смежными модулями; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - то же, разрез по А-А на фиг.2; на фиг.4 - вид Б на фиг.1 (положение спаренной лопасти относительно оси вращения модуля при отсутствии ветра); на фиг.5 - то же, при оптимальной скорости ветра, и на фиг.6 - то же, при ураганной скорости ветра.In the drawings, a carousel-type wind wheel module is illustrated, where FIG. 1 shows a general view of the assembly with adjacent modules; figure 2 is the same, a top view; figure 3 is the same, a section along aa in figure 2; figure 4 is a view of B in figure 1 (the position of the twin blades relative to the axis of rotation of the module in the absence of wind); figure 5 is the same at an optimal wind speed, and figure 6 is the same at a hurricane wind speed.

Модуль ветроколеса карусельного типа содержит фрагмент силовой колонны с вертикальной осью вращения, на котором закреплен по меньшей мере один подшипниковый узел 1 с горизонтальным расположением двухконцевого вала 2, концы которого выходят на диаметрально противоположные стороны фрагмента и несут на себе лопасти 3 для взаимодействия с ветром, развернутые одна относительно другой на угол α вокруг оси несущего их вала 2.The carousel-type wind wheel module contains a fragment of the power column with a vertical axis of rotation, on which at least one bearing assembly 1 with a horizontal arrangement of the double-end shaft 2 is fixed, the ends of which extend onto the diametrically opposite sides of the fragment and bear blades 3 for interaction with the wind, deployed one relative to the other at an angle α about the axis of the shaft 2 that carries them.

На торцевой части каждой лопасти 3, обращенной к оси вращения модуля, жестко закреплена секторная пластина 4 с резьбовым отверстием для навинчивания лопасти на хвостовик 5 вала 2, связанная со стопорной планкой 6, установленной на его квадратной проточке 7, а на болтах, жестко связывающих секторную пластину 4 и стопорную планку 6, может быть установлен дополнительный балластный груз 8.On the end part of each blade 3, facing the axis of rotation of the module, a sector plate 4 is rigidly fixed with a threaded hole for screwing the blade onto the shaft 5 of the shaft 2, connected to the retaining plate 6 mounted on its square groove 7, and on the bolts rigidly connecting the sector plate 4 and retaining plate 6, can be installed additional ballast weight 8.

Фрагмент силовой колонны ветроколеса выполнен в виде двусторонней резьбовой муфты 9, на которой жестко закреплен один подшипниковый узел 1, а элементы связи между смежными муфтами 9 выполнены в виде патрубков 10 с резьбой на обоих концах, при этом один конец патрубка 10 ввинчен в муфту 9, на свободном конце установлена заглушка 11, а совокупность муфты 9 с подшипниковым узлом 2 и патрубка 10 с заглушкой 11 образуют модуль ветроколеса.A fragment of the power column of the wind wheel is made in the form of a two-way threaded coupling 9, on which one bearing assembly 1 is rigidly fixed, and the coupling elements between adjacent couplings 9 are made in the form of nozzles 10 with thread at both ends, while one end of the nozzle 10 is screwed into the coupling 9, a plug 11 is installed at the free end, and the combination of the coupling 9 with the bearing assembly 2 and the pipe 10 with the plug 11 form a wind wheel module.

На цилиндрической части патрубка 10 вне зоны резьбы и в средней части корпуса подшипникового узла 1 выполнены отверстия 12 и 13 для подачи смазки внутрь патрубка 10 и в зону подшипников, а заглушка 11 исключает перетекание смазки в нижние модули, что создает идентичные условия смазки подшипников независимо от их расположения по высоте силовой колонны ветроколеса.On the cylindrical part of the pipe 10 outside the thread area and in the middle part of the housing of the bearing assembly 1, holes 12 and 13 are made for supplying lubricant into the pipe 10 and into the bearing area, and the plug 11 prevents the grease from flowing into the lower modules, which creates identical conditions for bearing lubrication regardless their location along the height of the power column of the wind wheel.

Для фиксации резьбовых соединений патрубка 10 с муфтой 9 в модуле и смежных модулей между собой в стенке муфты 9 в зоне резьбы выполнено по резьбовому отверстию для стопорных винтов 14, на которых дополнительно установлена бобышка 15 для фиксации крышек 16 подшипников, при этом стопорные винты 15 на разных концах резьбовой муфты 9 расположены на диаметрально противоположных сторонах для обеспечения балансировки модуля.To fix the threaded connections of the pipe 10 with the coupling 9 in the module and adjacent modules to each other in the wall of the coupling 9 in the thread area, a threaded hole is made for the locking screws 14, on which the boss 15 is additionally mounted to fix the bearing covers 16, while the locking screws 15 on different ends of the threaded sleeve 9 are located on diametrically opposite sides to ensure balancing of the module.

Сборка ветроколеса сводится к навинчиванию первого модуля на опорный узел ветроэнергетической установки и в дальнейшем одного модуля на другой, при этом угол смещения α смежных лопастей 3 в горизонтальной плоскости может быть каким угодно и изменяется бесступенчато, количество модулей в ветроколесе должно соответствовать мощности генератора, а конкретные значения этих величин определяются экспериментально.The assembly of the wind wheel is reduced to screwing the first module onto the support unit of the wind power installation and then one module to another, while the angle of displacement α of the adjacent blades 3 in the horizontal plane can be arbitrary and changes steplessly, the number of modules in the wind wheel must correspond to the generator power, and specific the values of these quantities are determined experimentally.

Ветроэнергетическая установка с заявленной конструкцией модуля ветроколеса может быть изготовлена в мобильном исполнении. Например, на базе мобильной буровой установки или автокрана устанавливают базовый блок с возможностью его подъема и опускания от горизонтального до вертикального положения, несущий опорный узел ветроколеса, генератор с распределительной и регулирующей аппаратурой, а также аккумуляторную батарею и транспортную тару с уложенным в ней комплектом модулей ветроколеса.A wind power installation with the claimed design of the wind wheel module can be made in a mobile version. For example, on the basis of a mobile drilling rig or a truck crane, a base unit is installed with the possibility of raising and lowering it from horizontal to vertical position, bearing the wind wheel support unit, a generator with distribution and control equipment, as well as a battery and transport container with a set of wind wheel modules .

Прибыв на место работ при горизонтальном положении основания на вал опорного узла, несущий резьбовую муфту 9, устанавливают первый модуль, а затем последующие один на другой со смещением лопастей 3 смежных модулей в плоскости, перпендикулярной оси силовой колонны на угол α, а после установки последнего модуля основание с собранным на нем ветроколесом поднимают в вертикальное положение и после минимальной подготовки установка может быть использована по прямому назначению. При выполнении работ по смене места дислокации все операции производят в обратной последовательности.Arriving at the site of work with the base in a horizontal position, the first module is installed on the shaft of the support unit bearing the threaded sleeve 9, and then the next module is installed one on the other with the blades of 3 adjacent modules shifted in the plane perpendicular to the axis of the power column by the angle α, and after the last module is installed the base with the wind wheel assembled on it is raised to a vertical position and after minimal preparation, the installation can be used for its intended purpose. When performing work to relocate, all operations are performed in the reverse order.

При безветренной погоде ветроколесо находится в неподвижном состоянии, а его лопасти 3 на парусной и флюгерной сторонах располагаются симметрично относительно оси его вращения (фиг.4), при этом массы лопастей 3 (mл) на парусной и флюгерной сторонах модуля уравновешивают друг друга, и крутящий момент на валу 2 спаренной лопасти (оси качения) равен нулю.In calm weather, the wind wheel is stationary, and its blades 3 on the sail and vane sides are located symmetrically relative to the axis of rotation (Fig. 4), while the masses of the blades 3 (m l ) on the sail and vane sides of the module balance each other, and the torque on the shaft 2 of the twin blades (rolling axis) is zero.

При появлении ветра его давление (Pв), воздействуя на спаренную лопасть 3 на парусной и флюгерной сторонах модуля, создает крутящий момент (Mп) на валу 2, стремящийся повернуть лопасть 3 по часовой стрелке (фиг.5) до положения, при котором лопасть парусной стороны модуля отклонена от оси его вращения на угол β1, лопасть флюгерной стороны отклонена на угол β2 от направления ветра, а крутящий момент на флюгерной стороне модуля (Mф), действующий на спаренную лопасть 3 в обратном направлении, фиксирует ее в определенном положении в зависимости от величины (Pв)When the wind appears, its pressure (P in ), acting on the twin blade 3 on the sailing and vane sides of the module, creates a torque (M p ) on the shaft 2, tending to rotate the blade 3 clockwise (figure 5) to a position in which the blade of the sailing side of the module is deviated from the axis of rotation by an angle β 1 , the blade of the vane side is rejected by an angle β 2 from the direction of the wind, and the torque on the vane side of the module (M f ), acting on the twin blade 3 in the opposite direction, fixes it in specific position depending on values (P in )

Figure 00000001
Figure 00000001

при этом

Figure 00000002
wherein
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Подставив выражения (2) и (3) в уравнение (1), после преобразований получим:Substituting expressions (2) and (3) into equation (1), after transformations, we obtain:

Figure 00000004
Figure 00000004

где mл - масса лопасти с учетом балластного груза;where m l is the mass of the blade, taking into account the ballast weight;

l1 - расстояние между осью качения спаренной лопасти и ее геометрическим центром;l 1 - the distance between the rolling axis of the twin blades and its geometric center;

l2 - то же, между осью качения и центром тяжести лопасти.l 2 - the same, between the axis of rolling and the center of gravity of the blade.

Крутящий момент на патрубке 10 модуля (Mкм) создается тем же давлением ветра (Рв), но с другим плечом (l3) и представляет собой разность крутящих моментов на парусной стороне модуля (Мкп) и на его флюгерной стороне (Мкф)The torque at the branch pipe 10 of the module (M km ) is created by the same wind pressure (P in ), but with a different shoulder (l 3 ) and represents the difference in torques on the sailing side of the module (M kp ) and on its weathervane side (M kf )

Figure 00000005
Figure 00000005

где

Figure 00000006
Where
Figure 00000006

Figure 00000007
Figure 00000007

откуда

Figure 00000008
where from
Figure 00000008

или

Figure 00000009
or
Figure 00000009

Учитывая то, что левая часть уравнения (4) и правая часть уравнения (9) идентичны, получим:Given that the left side of equation (4) and the right side of equation (9) are identical, we obtain:

Figure 00000010
Figure 00000010

Анализ уравнения (10) позволяет сделать следующие выводы:Analysis of equation (10) allows us to draw the following conclusions:

- величина крутящего момента на патрубке 10 модуля прямо пропорциональна величинам конструктивных параметров и опосредованно через значения углов β1 и β2 зависит от давления ветра;- the magnitude of the torque on the pipe 10 of the module is directly proportional to the values of the design parameters and indirectly through the values of the angles β 1 and β 2 depends on the wind pressure;

- при любой величине колебаний давления ветра, например в разы, значение суммы sinβ1+cosβ2 колеблется в пределах 44% от единицы при β12=0° до максимума (1,44) при β12=45°;- for any value of fluctuations in wind pressure, for example, at times, the value of the sum sinβ 1 + cosβ 2 varies within 44% of the unit at β 1 = β 2 = 0 ° to a maximum (1.44) with β 1 = β 2 = 45 °;

- увеличение углов β1 и β2 при дальнейшем увеличении давления ветра невозможно, и спаренная лопасть 3 фиксируется в этом положении, т.к. лопасти на парусной и флюгерной сторонах модуля располагаются симметрично относительно направления ветра и его давление, действующее на обеих сторонах модуля, взаимно уравновешивается;- an increase in the angles β 1 and β 2 with a further increase in wind pressure is impossible, and the twin blade 3 is fixed in this position, because the blades on the sailing and vane sides of the module are located symmetrically with respect to the direction of the wind and its pressure acting on both sides of the module is mutually balanced;

- изменение угла между лопастями в паре, равного 90°, в сторону уменьшения или увеличения нецелесообразно, т.к. составляющая уравнения (10) sinβ1+cosβ2 в обоих случаях становится меньше единицы, и крутящий момент на оси вращения модуля уменьшается при тех же параметрах ветра.- changing the angle between the blades in a pair of 90 ° in the direction of decreasing or increasing is impractical, because the component of equation (10) sinβ 1 + cosβ 2 in both cases becomes less than unity, and the torque on the axis of rotation of the module decreases with the same wind parameters.

Вышеприведенное свидетельствует о том, что заявленная конструкция обеспечивает стабильность оборотов на валу ветроэнергетической установки при любых колебаниях скорости ветра и ее защиту от ураганов без сооружения дополнительных защитных приспособлений.The above indicates that the claimed design ensures the stability of revolutions on the shaft of the wind power installation with any fluctuations in wind speed and its protection against hurricanes without the construction of additional protective devices.

Источники информацииInformation sources

1. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1539381 от 12.02.88 г. МПК F03D 3/00.1. Description of the invention to the USSR author's certificate No. 1539381 of 02/12/08, IPC F03D 3/00.

2. Описание изобретения к патенту РФ заявка №2007145254/06 от 05.12.2007 г. Решение о выдаче патента на изобретение от 15.01.2009 г. (прототип).2. Description of the invention to the patent of the Russian Federation application No. 2007145254/06 dated 12/05/2007. Decision on the grant of a patent for an invention dated January 15, 2009 (prototype).

Claims (1)

Модуль ветроколеса карусельного типа, содержащий фрагмент силовой колонны с вертикальной осью вращения, на котором жестко закреплен по меньшей мере один подшипниковый узел с горизонтальным расположением двухконцевого вала, концы которого выходят на диаметрально противоположные стороны фрагмента силовой колонны и несут на себе лопасти для взаимодействия с ветром, развернутые одна относительно другой на угол α вокруг оси несущего их вала, при этом на торцевой части каждой лопасти, обращенной к оси вращения модуля, жестко закреплена секторная пластина с резьбовым отверстием для навинчивания лопасти на хвостовик вала, связанная со стопорной планкой, установленной на его квадратной проточке, а на болтах, связывающих секторную пластину и стопорную планку, может быть установлен дополнительный балластный груз, отличающийся тем, что фрагмент силовой колонны выполнен в виде двусторонней резьбовой муфты, на которой жестко закреплен один подшипниковый узел, а элементы связи между подшипниковыми узлами выполнены в виде патрубков переменной длины с резьбой на обоих концах для свинчивания двухконцевых муфт с подшипниковыми узлами в общую силовую колонну ветроколеса, при этом на конце патрубка, примыкающем к верхней по отношению к нему резьбовой муфте, установлена заглушка, а в стенке патрубка ближе к заглушке выполнено отверстие для подачи смазки. A carousel-type wind turbine module containing a fragment of a power column with a vertical axis of rotation, on which at least one bearing unit with a horizontal arrangement of a double-end shaft, the ends of which extend onto the diametrically opposite sides of a fragment of the power column and carry blades for interaction with the wind, deployed one relative to another at an angle α around the axis of the shaft that carries them, while on the end part of each blade facing the axis of rotation of the module, sec An oval plate with a threaded hole for screwing the blade onto the shaft shank, connected with a retaining plate installed on its square groove, and an additional ballast weight can be installed on the bolts connecting the sector plate and the retaining strip, characterized in that the fragment of the power column is made in in the form of a double-sided threaded coupling on which one bearing unit is rigidly fixed, and the coupling elements between the bearing units are made in the form of nozzles of variable length with threads at both ends for screwing the double-end couplings with bearing assemblies into the common power column of the wind wheel, while a plug is installed at the end of the nozzle adjacent to the upper threaded coupling with it, and an opening for supplying lubricant is made in the pipe wall closer to the plug.
RU2009135262/06A 2009-09-21 2009-09-21 Carousel-type wind wheel module RU2422672C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009135262/06A RU2422672C2 (en) 2009-09-21 2009-09-21 Carousel-type wind wheel module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009135262/06A RU2422672C2 (en) 2009-09-21 2009-09-21 Carousel-type wind wheel module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009135262A RU2009135262A (en) 2011-03-27
RU2422672C2 true RU2422672C2 (en) 2011-06-27

Family

ID=44052572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009135262/06A RU2422672C2 (en) 2009-09-21 2009-09-21 Carousel-type wind wheel module

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2422672C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10151155B2 (en) 2016-01-27 2018-12-11 Caterpillar Inc. Modular carousel for a drilling rig

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10151155B2 (en) 2016-01-27 2018-12-11 Caterpillar Inc. Modular carousel for a drilling rig

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009135262A (en) 2011-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2458199B1 (en) Wind turbine with compensated motor torque
CN102235296B (en) Tilt adjustment system
US10451029B2 (en) Dual rotor wind power assembly (variants)
CN101809300B (en) Rotation ring
WO2008040822A1 (en) Installation and method for harnessing wave energy using gyroscope
CN111364785B (en) Self-adaptive mechanical verticality adjusting inclined strut
RU2422672C2 (en) Carousel-type wind wheel module
US9816487B2 (en) System and method for integrating a horizontal axis wind turbine and a vertical axis wind turbine
DE102009035928A1 (en) Energy conversion device for the conversion of wave energy
CN106089121A (en) One utilizes returns Energy suppression marine riser vortex-induced vibration device and method on drilling fluid
WO2013091402A1 (en) Oil-pumping machine with multiple deceleration and multiple balance
CN103174791B (en) Drilling column shock excitation anti-drag tool
US20150042098A1 (en) HAWT Having Low-position Nacelle Upwardly Linked to a Rotor through a Crank System
US20170101982A1 (en) Process to Design and Install Wind Towers by Utilizing Some of the Existing Drilling Technologies
CN206000668U (en) A kind of water stream power electric generating apparatus
CN201301775Y (en) Blade back vent type vertical power generating device for river, undersea and windforce field
CN108333101A (en) A kind of supporting bridge rebar full length degree corrosion degree detection device
CN106438210A (en) Wind collecting type wind power hub electricity generation station power station
CN205638375U (en) Energy -conserving formula beam -pumping unit of balanced moment of torsion
RU2351794C1 (en) Precessing vertical shaft windmill
WO2024034342A1 (en) Wind power generation device
CN107445094A (en) A kind of excessive support meanss of anti-top power
CN108019148A (en) The embedded force-reducing device of the recoverable drilling tool in lake under Antarctic Ice
RU2430267C1 (en) Wind motor
CN102032095B (en) Horizontal-shaft windmill

Legal Events

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

Effective date: 20120922