RU2518794C2 - Wind turbine blade with vertical axis of rotation - Google Patents

Wind turbine blade with vertical axis of rotation Download PDF

Info

Publication number
RU2518794C2
RU2518794C2 RU2012137655/06A RU2012137655A RU2518794C2 RU 2518794 C2 RU2518794 C2 RU 2518794C2 RU 2012137655/06 A RU2012137655/06 A RU 2012137655/06A RU 2012137655 A RU2012137655 A RU 2012137655A RU 2518794 C2 RU2518794 C2 RU 2518794C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tip
blade
rotation
vertical axis
flat plates
Prior art date
Application number
RU2012137655/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012137655A (en
Inventor
Борис Петрович Хозяинов
Денис Борисович Хозяинов
Милена Борисовна Лобанова
Original Assignee
Борис Петрович Хозяинов
Денис Борисович Хозяинов
Милена Борисовна Лобанова
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 Борис Петрович Хозяинов, Денис Борисович Хозяинов, Милена Борисовна Лобанова filed Critical Борис Петрович Хозяинов
Priority to RU2012137655/06A priority Critical patent/RU2518794C2/en
Publication of RU2012137655A publication Critical patent/RU2012137655A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2518794C2 publication Critical patent/RU2518794C2/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: energy industry.
SUBSTANCE: wind turbine blade with vertical axis of rotation, comprising a tip made in the form of the input part of the airfoil. The tip consists of two freely rotatable parts interconnected by the hinge with a vertical axis of rotation located at the extreme entry point of the tip. The tip of the blade is provided with a mechanism of fixed changing the distance between the free ends of the tip. The tip of the blade is made of flat plates connected by the hinge. The inner surfaces of the flat plates of the tip are provided with the trellis work of reinforcement ribs. The tip is provided with regulated springs inserted in the telescopic cylinders which are fastened by the hinges to the flat plates at one end and to the stopper located on the axis of symmetry of the tip in an expanded form, at the other end.
EFFECT: improvement of manufacturability of the blade, increase in its strength, rigidity and operating efficiency.
4 dwg

Description

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветродвигателям с вертикальной осью вращения ветротурбины, и может быть использовано для получения механической и электрической энергии.The invention relates to the field of wind energy, in particular to wind turbines with a vertical axis of rotation of a wind turbine, and can be used to produce mechanical and electrical energy.

Известен ветродвигатель, содержащий ветротурбину с вертикальной осью вращения, где каждая лопасть ветротурбины содержит наконечник, выполненный в виде входной части аэродинамического профиля с изогнутой осью симметрии по окружности вращения ее центра тяжести, состоящий из двух свободно поворачивающихся частей, соединенных между собой шарниром с вертикальной осью вращения, расположенным в крайней входной точке наконечника, где крайние положения сектора свободного поворота каждой из двух частей заданы осью симметрии наконечника и позицией частей, при которой образуется очертание входной части сформированного аэродинамического профиля [патент РФ №2135823 C1, МПК F03D 3/04, опубл. 27.08.1999. Бюл. №24].Known wind turbine containing a wind turbine with a vertical axis of rotation, where each blade of the wind turbine contains a tip made in the form of the inlet of the aerodynamic profile with a curved axis of symmetry around the circle of rotation of its center of gravity, consisting of two freely rotating parts connected by a hinge with a vertical axis of rotation located at the extreme entrance point of the tip, where the extreme positions of the sector of free rotation of each of the two parts are defined by the axis of symmetry of the tip and along itsiey portions at which a cutout portion formed by the input of the airfoil [RF patent №2135823 C1, IPC F03D 3/04, publ. 08/27/1999. Bull. No. 24].

Недостатком указанного ветродвигателя является то, что изготовление наконечника лопасти криволинейного очертания с изменяющейся осью симметрии очень трудоемко и не обеспечено достаточной жесткостью и прочностью.The disadvantage of this wind turbine is that the manufacture of the tip of the blade of a curved shape with a changing axis of symmetry is very time-consuming and is not provided with sufficient rigidity and strength.

Известен ветродвигатель, состоящий из ветротурбины с вертикальной осью вращения, где каждая лопасть ветротурбины содержит наконечник, выполненный в виде входной части аэродинамического профиля, состоящий из двух свободно поворачивающихся частей, соединенных между собой шарниром с вертикальной осью вращения, расположенным в крайней входной точке наконечника, где крайние положения сектора свободного поворота каждой из двух частей заданы осью симметрии наконечника и позицией частей, при которой образуется очертание входной части сформированного аэродинамического профиля, при этом наконечник снабжен механизмом фиксированного изменения расстояния между свободными концами наконечника [патент РФ №2292484 C1, МПК F03D 3/00, опубл. 27.01.2007. Бюл. №3] (прототип).Known wind turbine, consisting of a wind turbine with a vertical axis of rotation, where each blade of the wind turbine contains a tip made in the form of the inlet of the aerodynamic profile, consisting of two freely rotating parts connected by a hinge with a vertical axis of rotation located at the extreme entrance point of the tip, where the extreme positions of the free rotation sector of each of the two parts are defined by the axis of symmetry of the tip and the position of the parts at which the outline of the input part of the th e airfoil, the tip mechanism is provided with a fixed change in distance between the free ends of the tip [RF patent №2292484 C1, IPC F03D 3/00, publ. 01/27/2007. Bull. No. 3] (prototype).

Недостатком указанного ветродвигателя является то, что изготовление наконечника лопасти криволинейного очертания трудоемко и не обеспечено достаточной жесткостью и прочностью.The disadvantage of this wind turbine is that the manufacture of the tip of the blade of a curved shape is laborious and not provided with sufficient rigidity and strength.

Технический результат заявляемого изобретения выражается в повышении технологичности изготовления лопасти, увеличении ее прочности, жесткости и эффективности ее работы.The technical result of the claimed invention is expressed in increasing the manufacturability of the manufacture of the blade, increasing its strength, rigidity and efficiency of its work.

Указанный технический результат достигается тем, что лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения, включающая наконечник, выполненный в виде входной части аэродинамического профиля, состоящий из двух свободно поворачивающихся частей, соединенных между собой шарниром с вертикальной осью вращения, расположенным в крайней входной точке наконечника, при этом наконечник лопасти снабжен механизмом фиксированного изменения расстояния между свободными концами наконечника, согласно заявляемому изобретению наконечник лопасти изготовлен из плоских пластин, соединенных шарниром, а внутренние поверхности плоских пластин наконечника снабжены раскосной системой ребер жесткости, кроме того наконечник снабжен отрегулированными пружинами, вставленными в телескопические цилиндры, которые закреплены шарнирами к плоским пластинам с одного конца и к стопору, находящемуся на оси симметрии наконечника в развернутом виде, с другого конца.The specified technical result is achieved by the fact that the blade of the wind turbine with a vertical axis of rotation, including a tip made in the form of the entrance of the aerodynamic profile, consisting of two freely rotating parts connected by a hinge with a vertical axis of rotation located at the extreme entrance point of the tip, while the tip of the blade is equipped with a mechanism for fixedly changing the distance between the free ends of the tip, according to the claimed invention, the tip of the blade is made it is made of flat plates connected by a hinge, and the inner surfaces of the flat plates of the tip are equipped with a diagonal system of stiffeners, in addition, the tip is equipped with adjusted springs inserted in telescopic cylinders that are hinged to the flat plates at one end and to the stopper located on the axis of symmetry of the tip in expanded form, from the other end.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:The claimed technical solution is illustrated by the drawings:

на фиг.1 представлен профиль лопасти с элементами регулирования ее геометрических параметров в сложенном виде (при сжатой пружине), действующий при встречном движении природного воздушного потока; figure 1 presents the profile of the blade with the elements of regulation of its geometric parameters when folded (with a compressed spring), acting in the oncoming movement of the natural air flow;

на фиг.2 представлен профиль лопасти с элементами регулирования ее геометрических параметров в несколько раскрытом виде, работающей преимущественно при боковом движении природного воздушного потока;figure 2 presents the profile of the blade with the elements of regulation of its geometric parameters in a slightly open form, working mainly with lateral movement of the natural air flow;

на фиг.3 представлен профиль лопасти с элементами регулирования ее геометрических параметров в раскрытом виде (при расправленной пружине), работающей при попутном движении природного воздушного потока;figure 3 presents the profile of the blade with the elements of regulation of its geometric parameters in the open form (with the spring extended), working with the associated movement of the natural air flow;

на фиг.4 изображена внутренняя поверхность двух плоских пластин наконечника лопасти с раскосной системой ребер жесткости.figure 4 shows the inner surface of two flat plates of the tip of the blade with a diagonal system of stiffeners.

Лопасть с регулируемыми геометрическими параметрами содержит наконечник 1, состоящий из двух плоских пластин 2, оборудованных системой раскосных ребер жесткости 3, соединенных вертикальным шарниром 4, горизонтальных подвижных диафрагм жесткости 5. Лопасть снабжена отрегулированными пружинами 6, вставленными в телескопические цилиндры 7, которые закреплены шарнирами 8 к конечной точке плоских пластин наконечника и к стопору 9, находящемуся на оси его симметрии в развернутом виде, другим концом. Кроме того, лопасть снабжена стабилизирующей плоскостью 10.The blade with adjustable geometric parameters contains a tip 1, consisting of two flat plates 2, equipped with a system of diagonal stiffeners 3 connected by a vertical hinge 4, horizontal movable diaphragms of stiffness 5. The blade is equipped with adjusted springs 6 inserted into telescopic cylinders 7, which are fixed by hinges 8 to the end point of the flat plates of the tip and to the stopper 9, located on the axis of its symmetry in the expanded form, the other end. In addition, the blade is equipped with a stabilizing plane 10.

Лопасть ветротурбины работает следующим образом. На противоходе воздушному потоку плоские пластины 2 наконечника 1 сжимают отрегулированные пружины 6, уменьшают раскрытие наконечника и тем самым уменьшают сопротивление воздушному потоку. При боковом воздействии воздушного потока сжимается только отрегулированная пружина (пружина, которая отрегулирована по средней скорости ветра данной местности), прикрепленная к плоской пластине наконечника, на которую оказывает активное давление воздушный поток, а вторая плоская пластина наконечника находится в развернутом положении с прикрепленной к ней расправленной пружиной. При действии воздушного потока по направлению движения лопасти пружины находятся в расправленном состоянии, и плоские пластины наконечника полностью раскрыты.The wind turbine blade works as follows. On the countercurrent to the air flow, the flat plates 2 of the tip 1 compress the adjusted springs 6, reduce the opening of the tip and thereby reduce the resistance to air flow. With lateral air flow, only the adjusted spring (a spring that is adjusted according to the average wind speed of a given area) is compressed, attached to a flat tip plate, which is subjected to active pressure by the air flow, and the second flat tip plate is in the deployed position with the spreader attached to it spring. Under the action of the air flow in the direction of movement of the blade, the springs are in a straightened state, and the flat tip plates are fully open.

Предлагаемая конструкция лопасти позволит снизить трудоемкость ее изготовления за счет того, что она плоская и снабжена системой раскосных ребер жесткости, повысит прочность и жесткость лопасти при снижении ее веса, а также повысит эффективность ее работы.The proposed design of the blade will reduce the complexity of its manufacture due to the fact that it is flat and equipped with a system of diagonal stiffeners, increase the strength and rigidity of the blade while reducing its weight, and also increase the efficiency of its work.

Claims (1)

Лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения, включающая наконечник, выполненный в виде входной части аэродинамического профиля, состоящий из двух свободно поворачивающихся частей, соединенных между собой шарниром с вертикальной осью вращения, расположенным в крайней входной точке наконечника, при этом наконечник лопасти снабжен механизмом фиксированного изменения расстояния между свободными концами наконечника, отличающийся тем, что наконечник лопасти изготовлен из плоских пластин, соединенных шарниром, а внутренние поверхности плоских пластин наконечника снабжены раскосной системой ребер жесткости, наконечник снабжен отрегулированными пружинами, вставленными в телескопические цилиндры, которые закреплены шарнирами к плоским пластинам с одного конца и к стопору, находящемуся на оси симметрии наконечника в развернутом виде, с другого конца. A blade of a wind turbine with a vertical axis of rotation, including a tip made in the form of the entrance of the aerodynamic profile, consisting of two freely rotating parts interconnected by a hinge with a vertical axis of rotation located at the extreme entrance point of the tip, while the tip of the blade is equipped with a fixed distance change mechanism between the free ends of the tip, characterized in that the tip of the blade is made of flat plates connected by a hinge, and the inner surfaces STI flat plates provided with the tip truss system of ribs, a tip provided with a regulated springs inserted in telescopic cylinders, which are fixed by hinges to the flat plates at one end and to the stopper, located on the axis of symmetry of the tip in the unfolded state, from the other end.
RU2012137655/06A 2012-09-03 2012-09-03 Wind turbine blade with vertical axis of rotation RU2518794C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012137655/06A RU2518794C2 (en) 2012-09-03 2012-09-03 Wind turbine blade with vertical axis of rotation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012137655/06A RU2518794C2 (en) 2012-09-03 2012-09-03 Wind turbine blade with vertical axis of rotation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012137655A RU2012137655A (en) 2014-03-10
RU2518794C2 true RU2518794C2 (en) 2014-06-10

Family

ID=50191515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012137655/06A RU2518794C2 (en) 2012-09-03 2012-09-03 Wind turbine blade with vertical axis of rotation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2518794C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2664058C1 (en) * 2017-07-05 2018-08-14 Борис Петрович Хозяинов Wind turbine blade with changing dimensions
RU182673U1 (en) * 2017-07-05 2018-08-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) VERTICAL TURBINE BLADE WITH VERTICAL ROTATION AXIS
RU2669604C1 (en) * 2017-07-05 2018-10-12 Борис Петрович Хозяинов Wind turbine blade with changing dimensions
RU2671248C1 (en) * 2017-07-14 2018-10-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Wind turbine blade with transformable profile
RU2722792C1 (en) * 2019-09-19 2020-06-03 Борис Петрович Хозяинов Wind turbine with air-bearing structures and varying dimensions of blades

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5641467A (en) * 1979-09-08 1981-04-18 Motoaki Kato Movable system for propeller blade in fluid velocity variation
RU2013646C1 (en) * 1991-04-26 1994-05-30 Военно-морская академия им.Н.Г.Кузнецова Windmill blade
RU2003106059A (en) * 2003-03-04 2004-09-20 Борис Викторович Назаров (RU) WIND TURBINE BLADE
RU2292484C1 (en) * 2005-06-15 2007-01-27 Борис Петрович Хозяинов Wind motor
CA2809290A1 (en) * 2010-10-12 2012-04-19 Repower Systems Se Manufacture of a rotor blade for a wind turbine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5641467A (en) * 1979-09-08 1981-04-18 Motoaki Kato Movable system for propeller blade in fluid velocity variation
RU2013646C1 (en) * 1991-04-26 1994-05-30 Военно-морская академия им.Н.Г.Кузнецова Windmill blade
RU2003106059A (en) * 2003-03-04 2004-09-20 Борис Викторович Назаров (RU) WIND TURBINE BLADE
RU2292484C1 (en) * 2005-06-15 2007-01-27 Борис Петрович Хозяинов Wind motor
CA2809290A1 (en) * 2010-10-12 2012-04-19 Repower Systems Se Manufacture of a rotor blade for a wind turbine

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2664058C1 (en) * 2017-07-05 2018-08-14 Борис Петрович Хозяинов Wind turbine blade with changing dimensions
RU182673U1 (en) * 2017-07-05 2018-08-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) VERTICAL TURBINE BLADE WITH VERTICAL ROTATION AXIS
RU2669604C1 (en) * 2017-07-05 2018-10-12 Борис Петрович Хозяинов Wind turbine blade with changing dimensions
RU2671248C1 (en) * 2017-07-14 2018-10-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) Wind turbine blade with transformable profile
RU2722792C1 (en) * 2019-09-19 2020-06-03 Борис Петрович Хозяинов Wind turbine with air-bearing structures and varying dimensions of blades

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012137655A (en) 2014-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2518794C2 (en) Wind turbine blade with vertical axis of rotation
CN103133237B (en) Blade extension for rotor blade in wind turbine
CN103032261B (en) There is the wind turbine rotor blade of the trailing edge parts of passive amendment
EP2778392B1 (en) A rotor blade for a wind turbine
CN103032256B (en) Wind turbine shroud
DK178198B1 (en) Wind turbine rotor blade with a passively modified trailing edge component
US8430633B2 (en) Blade extension for rotor blade in wind turbine
BR102013007948A2 (en) flexible flap arrangement for a wind turbine rotor blade
CN104847582B (en) Vertical type aerogenerator
ITBZ20070021A1 (en) SUPPORT ARM FOR WIND TURBINE WINGS WITH VERTICAL ROTATION AXIS
RU128673U1 (en) VERTICAL TURBINE BLADE WITH VERTICAL ROTATION AXIS
ITBO20150063A1 (en) TURBINE FOR VERTICAL AXIS WIND GENERATOR.
EP2592265A3 (en) Power producing spinner for a wind turbine
RU2607444C1 (en) Wind motor
RU70318U1 (en) Sailing Wind Turbine
ES2811599T3 (en) Rotor blade of a wind power plant, wind power plant and method of operating a wind power plant
CN104005910B (en) A kind of middle-size and small-size wind-driven generator keeps away calamity and energy adjustment type tail vane
DK2912307T3 (en) WIND Turbine rotor blades
RU2664058C1 (en) Wind turbine blade with changing dimensions
RU182673U1 (en) VERTICAL TURBINE BLADE WITH VERTICAL ROTATION AXIS
RU2283968C1 (en) Windmill
RU2292484C1 (en) Wind motor
RU2671248C1 (en) Wind turbine blade with transformable profile
RU2573441C2 (en) Windmill
RU2669604C1 (en) Wind turbine blade with changing dimensions

Legal Events

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

Effective date: 20170904