RU2645877C2

RU2645877C2 - Segmental electrical generator wind wheel

Info

Publication number: RU2645877C2
Application number: RU2015154199A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2018-02-28
Also published as: RU2015154199A

Abstract

FIELD: wind power engineering.

SUBSTANCE: invention relates to wind power engineering. Segmental electrical generator wind wheel contains a hub, spokes, rim, blades with a device for fastening to the rim. Device for fastening blades to the rim is made in the form of a corner mounted outside the rim, box-shaped bracket with an end surface installed inside the rim, and tightening the corner and bracket of bolts, blade is made in the form of a hollow profile with longitudinal partitions, wherein a longitudinal bar is installed in the front part of the blade, a tightening strap is installed in the rear part of the profile, and bolts are installed between the longitudinal bar and the rear part of the profile.

EFFECT: invention provides increased stiffness of the blade structure and their fixing to the rim.

1 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветросиловых и ветроэлектроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа.The invention relates to wind energy, and in particular to wind wheels of wind power and wind power plants with a horizontal axis of rotation, mainly intended for operation with segment type electric generators.

Известно ветроколесо ветроэлектрогенератора по RU 2537657, Заявка №2013102797/06 от 22.01.13 / Литвиненко A.M., опубл. 10.01.2015, бюл. №1. У ветроколеса, содержащего ступицу, спицы, обод, выполненные в виде парусных оперений лопасти с лонжеронами магнитопровода, согласно изобретению крепления лонжеронов к ободу выполнены в виде прямоугольных пластин, скрепленных с ободом. Противоположные края соседних пластин соединены дополнительными диагональными пластинками, которые в своей средней части скреплены с ободом. Изобретение обеспечивает возможность использования лонжеронов лопасти одновременно в качестве конструкционных элементов и магнитопроводов сегментного генератора, что уменьшает капитальные затраты путем упрощения и удешевления конструкции.Known wind wheel of a wind generator according to RU 2537657, Application No. 2013102797/06 dated 01/22/13 / Litvinenko A.M., publ. 01/10/2015, bull. No. 1. In a wind wheel containing a hub, spokes, a rim made in the form of sailing feathers of a blade with spars of a magnetic circuit, according to the invention, the mounting of the spars to the rim is made in the form of rectangular plates fastened to the rim. Opposite edges of adjacent plates are connected by additional diagonal plates, which in their middle part are fastened to the rim. The invention enables the use of blade spars at the same time as structural elements and magnetic circuits of a segment generator, which reduces capital costs by simplifying and cheapening the structure.

Недостатком ветроколеса является возможность использования только парусных оперений, невозможность использования элементов крепления в качестве полюсов индукторного генератора.The disadvantage of the wind wheel is the possibility of using only sail feathers, the inability to use fasteners as poles of the inductor generator.

Этот недостаток частично устранен у ветроколеса электрогенератора сегментного типа по RU 2537648. Данное устройство по совокупности существенных признаков является наиболее близким аналогом (прототипом). У ветроколеса электрогенератора сегментного типа, содержащего ступицу, лопасти с лонжеронами, выполненными в виде парусных оперений, согласно изобретению крепления лонжеронов к ободу, соединенному со ступицей с помощью спиц, выполненных в виде П-образных скоб, на вертикальных сторонах которых выполнены попарно расположенные вырезы, которые контактируют с ободом. П-образные скобы соединены с ободом крепежными элементами, а лонжероны закреплены на горизонтальных полках П-образных скоб. Преимуществом заявленного устройства является возможность использования лонжеронов лопасти одновременно в качестве конструкционных элементов и магнитопроводов сегментного генератора, что обеспечивает упрощение и удешевление конструкции при использовании парусных оперений.This disadvantage was partially eliminated in the wind wheel of a segment type electric generator according to RU 2537648. This device, by the combination of essential features, is the closest analogue (prototype). In a wind-driven wheel of a segment-type electric generator containing a hub, blades with spars made in the form of sail feathers, according to the invention of fastening the spars to a rim connected to the hub using spokes made in the form of U-shaped staples, on the vertical sides of which are made pairwise cutouts, which are in contact with the rim. U-shaped brackets are connected to the rim by fasteners, and the spars are fixed on the horizontal shelves of U-shaped brackets. An advantage of the claimed device is the ability to use the side members of the blade at the same time as structural elements and magnetic circuits of a segment generator, which simplifies and cheapens the structure when using sail feathers.

Недостатком данного ветроколеса является невозможность использования П-образных скоб в качестве полюсов индукторного генератора.The disadvantage of this wind wheel is the inability to use U-shaped staples as poles of an inductor generator.

Это достигается тем, что у ветроколеса ветроэлектрогенератора сегментного типа, содержащего ступицу, спицы, обод, лопасти с устройствами крепления к ободу, согласно изобретению устройства крепления лопастей к ободу выполнены в виде уголков и установлены снаружи на ободе, коробчатых скоб с торцевой поверхностью и установленных внутри обода, при этом уголки и скобы жестко стянуты болтами, сами лопасти выполнены в виде пустотелого профиля с продольными перегородками, причем в передней части каждой лопасти установлен продольный стержень, в задней части профиля установлена стяжная планка, а между продольным стержнем и задней частью профиля установлены крепежные элементы.This is achieved by the fact that in a windwheel of a segment-type wind generator containing a hub, spokes, rim, blades with devices for attaching to the rim, according to the invention, devices for attaching the blades to the rim are made in the form of corners and mounted externally on the rim, box brackets with an end surface and installed inside rim, while the corners and staples are rigidly tightened by bolts, the blades themselves are made in the form of a hollow profile with longitudinal partitions, and a longitudinal shaft is installed in the front of each blade, in the back of the profile has a tie bar, and fasteners are installed between the longitudinal shaft and the rear of the profile.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображено ветроколесо, вид спереди, на фиг. 2 показана заготовка коробчатой скобы с торцевой поверхностью, на фиг. 3 показана эта же скоба, вид спереди в аксонометрической проекции, на фиг. 4 - скоба со стороны торцевой поверхности, на фиг. 5 показан исходное продольное сечение пустотелого профиля с продольными перегородками, на фиг. 6 показан этот же профиль, но с удаленными передней и удаленными тремя задними перегородками, на фиг. 7 - то же, только задние кромки сближены, на фиг. 8 показано продольное сечение лопасти в сборе, на фиг. 9 показано поперечное сечение обода с уголком и коробчатой скобой в увеличенном масштабе.The invention is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a wind wheel, front view, in FIG. 2 shows a preform of a box-shaped bracket with an end surface; FIG. 3 shows the same bracket, a front view in axonometric projection, in FIG. 4 - bracket from the end surface side, in FIG. 5 shows an initial longitudinal section of a hollow profile with longitudinal partitions; FIG. 6 shows the same profile, but with the front and remote three rear partitions removed, FIG. 7 - the same, only the trailing edges are brought together, in FIG. 8 shows a longitudinal section of the blade assembly; FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of a rim with an angle and a box bracket.

Ветроколесо содержит ступицу 1, которая вращается в подшипниках, установленных на оси 2, ось закреплена гайкой на вращающемся основании 3, которое вставлено в трубу 4. Ступица с помощью спиц 5 соединяется с ободом 6, на внутренней стороне обода установлены коробчатые скобы 7, а на внешней стороне обода - уголки 8. Скобы и уголки стянуты болтами 9. К уголкам с помощью болтов 10 крепятся лопасти 11. Коробчатые скобы выгибаются из заготовки, показанной на фиг. 2, снабжены отверстиями 12 для стягивающих болтов, вырезами 13 для контактирования с ободом, полюсом индуктора является торцевая поверхность 14. Лопасть в разрезе представляет собой пустотелый профиль с перегородками 15, верхним планом 16, нижним планом 17. После удаления части перегородок в передней части лопасти устанавливается продольный стержень 18 с отверстиями, в задней части лопасти устанавливается стяжная планка с гайкой 19. Гайка притянута к стержню с помощью стяжного болта 20. Торцевая поверхность установлена в зоне статора 21, в состав которого входят полюсные наконечники, источник возбуждения и рабочие катушки, на фиг. 9 не показанные.The wind wheel contains a hub 1, which rotates in bearings mounted on an axis 2, the axis is fixed with a nut on a rotating base 3, which is inserted into the tube 4. The hub is connected to the rim 6 using spokes 5, box brackets 7 are installed on the inner side of the rim, and on the outside of the rim there are corners 8. The brackets and corners are pulled together by bolts 9. The blades 11 are attached to the corners with bolts 10. Box-shaped brackets are bent from the workpiece shown in FIG. 2, provided with holes 12 for tightening bolts, cutouts 13 for contacting with the rim, the inductor pole is the end surface 14. The sectional blade is a hollow profile with partitions 15, top plan 16, bottom plan 17. After removing part of the partitions in the front of the blade a longitudinal shaft 18 with holes is installed, a tie bar with a nut 19 is installed in the rear part of the blade. The nut is pulled to the rod with a tie bolt 20. The end surface is installed in the area of the stator 21, composed of torogo includes pole pieces, an excitation source and a working coil of FIG. 9 not shown.

Работа устройства: при набегании ветрового потока, воздействующего на лопасти, установленные под углом потоку, давление от лопастей передается на уголки 8, прикрепленные к ободу 6, колесо приходит во вращение. При этом торцевые поверхности коробчатой скобы производят модуляцию магнитного потока статора, который улавливается рабочей катушкой, вырабатывающей ЭДС, которая далее передается потребителю.The operation of the device: when the wind flows on the blades mounted at an angle to the flow, the pressure from the blades is transmitted to the corners 8 attached to the rim 6, the wheel comes into rotation. In this case, the end surfaces of the box-shaped bracket modulate the magnetic flux of the stator, which is captured by the working coil generating EMF, which is then transmitted to the consumer.

Технико-экономическим преимуществом заявленного устройства является возможность использования торцевой поверхности коробчатой скобы в качестве полюса, что уменьшает капитальные затраты, одновременно при этом появляется возможность использования жестких лопастей на основе пустотелого профиля.The technical and economic advantage of the claimed device is the ability to use the end surface of the box-shaped bracket as a pole, which reduces capital costs, while at the same time it becomes possible to use rigid blades based on a hollow profile.

Claims

A wind wheel of a segment type wind generator containing a hub, spokes, rim, blades with devices for attaching to the rim, characterized in that the devices for attaching the blades to the rim are made in the form of angles and are installed externally on the rim, box brackets with an end surface and installed inside the rim, while the corners and staples are tightly bolted together, the blades themselves are made in the form of a hollow profile with longitudinal partitions, and a longitudinal shaft is installed in the front of each blade, and in the back of the profile A tie bar is mounted, and fasteners are installed between the longitudinal shaft and the rear of the profile.