RU2669604C1 - Wind turbine blade with changing dimensions - Google Patents

Wind turbine blade with changing dimensions Download PDF

Info

Publication number
RU2669604C1
RU2669604C1 RU2017123849A RU2017123849A RU2669604C1 RU 2669604 C1 RU2669604 C1 RU 2669604C1 RU 2017123849 A RU2017123849 A RU 2017123849A RU 2017123849 A RU2017123849 A RU 2017123849A RU 2669604 C1 RU2669604 C1 RU 2669604C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tip
blade
flat
wind turbine
hinge
Prior art date
Application number
RU2017123849A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Петрович Хозяинов
Денис Борисович Хозяинов
Милена Борисовна Лобанова
Original Assignee
Борис Петрович Хозяинов
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 filed Critical Борис Петрович Хозяинов
Priority to RU2017123849A priority Critical patent/RU2669604C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2669604C1 publication Critical patent/RU2669604C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/062—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D3/066—Rotors characterised by their construction elements the wind engaging parts being movable relative to the rotor
    • F03D3/067—Cyclic movements
    • F03D3/068—Cyclic movements mechanically controlled by the rotor structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.SUBSTANCE: invention relates to wind power engineering. Wind turbine blade of variable dimensions, including the tip that is made of flat plates, which are connected by a hinge. Tip of the blade is provided with the mechanism for changing the distance between the free ends of the flat plates of the tip, which are made in the form of several springs that are arranged on the vertical axis of the hinge, where one end of each spring is fixed to the stiffener of one flat tip plate and the second end of the spring is fixed to the stiffener of another flat tip plate, each flat plate of the tip is hingedly connected to the coupling by means of two rods, the clutch freely moves along the guide rod, which is installed along the axis of symmetry of the blade profile, the coupling is pivotally connected to the movable stabilizing plane by means of a rod.EFFECT: invention is aimed at increasing the coefficient of wind energy use by wind turbine blades with a vertical axis of rotation due to the fact that when the direction of movement of the natural wind speed changes, the dimensions of the blade profile change.1 cl, 3 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, 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 С1 МПК F03D 3/00, опубл. 27.01.2007 Бюл. №3].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. Number 3].

Недостатком указанного ветродвигателя является то, что изготовление наконечника лопасти криволинейного очертания трудоемко и не обеспечено достаточной жесткостью, прочностью и плохо регулируется размеры лопасти.The disadvantage of this wind turbine is that the manufacture of the tip of the blade of a curved shape is time-consuming and is not provided with sufficient rigidity, strength and the dimensions of the blade are poorly regulated.

Известна лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения, включающая наконечник, выполненный 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 [патент РФ №2518794 С1 МПК F03D 3/00, опубл. 10.06.2014 Бюл. №7] (прототип).A known blade of a wind turbine with a vertical axis of rotation, including a tip made of flat plates connected by a hinge, and the inner surfaces of the flat plate of the tip are provided with a diagonal system of stiffeners, the tip is equipped with adjusted springs inserted into 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 [RF patent No. 2518794 C1 IPC F03D 3/00, publ. 06/10/2014 Bull. No. 7] (prototype).

Недостатком указанной лопасти является то, что при изменении направления и скорости ветра недостаточно изменяется размеры наконечника лопасти.The disadvantage of this blade is that when changing the direction and speed of the wind, the dimensions of the tip of the blade do not change enough.

Технический результат заявляемого изобретения выражается в повышении эффективности работы лопасти ветротурбины с вертикальной осью вращения, при изменении направления движения природной скорости ветра меняются размеры профиля лопасти.The technical result of the claimed invention is expressed in increasing the efficiency of a wind turbine blade with a vertical axis of rotation, when changing the direction of movement of the natural wind speed, the dimensions of the profile of the blade change.

Указанный технический результат достигается тем, что в лопасти ветротурбины с изменяющимися размерами, включающей наконечник, который изготовлен из плоских пластин, соединенных шарниром, согласно изобретению наконечник лопасти снабжен механизмом изменения расстояния между свободными концами плоских пластин наконечника, выполненным в виде нескольких пружин расположенных на вертикальной оси шарнира, где один конец каждой пружины закреплен на ребре жесткости одной плоской пластины наконечника, а второй конец пружины закреплен к ребру жесткости другой плоской пластины наконечника, при этом каждая плоская пластина наконечника шарнирно соединена с муфтой при помощи двух тяг, муфта свободно передвигается по направляющей штанге, установленной по оси симметрии профиля лопасти, муфта при помощи тяги шарнирно соединена с подвижной стабилизирующей плоскостью.The specified technical result is achieved by the fact that in the blade of a wind turbine with variable dimensions, including a tip, which is made of flat plates connected by a hinge, according to the invention, the tip of the blade is equipped with a mechanism for changing the distance between the free ends of the flat plates of the tip, made in the form of several springs located on a vertical axis hinge, where one end of each spring is fixed to the stiffener of one flat tip plate, and the second end of the spring is fixed to the rib the stiffness of another flat tip plate, with each flat tip plate pivotally connected to the clutch using two rods, the clutch moves freely along a guide rod installed along the axis of symmetry of the blade profile, the clutch is pivotally connected to a movable stabilizing plane by a rod.

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

на фиг. 1 представлен профиль лопасти с наконечником, стабилизирующей плоскостью и механизмом изменения размеров профиля лопасти в развернутом виде и выдвинутой подвижной стабилизирующей плоскостью (с пружиной в свободном ненапряженном состоянии), работающего при попутном движении природного воздушного потока;in FIG. 1 shows the profile of the blade with a tip, a stabilizing plane and a mechanism for changing the dimensions of the profile of the blade in the unfolded form and extended by a movable stabilizing plane (with a spring in a free unstressed state), operating during the associated movement of natural air flow;

на фиг. 2 представлен профиль лопасти с наконечником, стабилизирующей плоскостью и механизмом изменения размеров профиля лопасти в закрытом виде и втянутой в объем наконечника стабилизирующей плоскостью (при растянутой пружине), работающий при встречном или боковом движении природного воздушного потока;in FIG. 2 shows the profile of the blade with a tip, a stabilizing plane and a mechanism for changing the dimensions of the profile of the blade in a closed form and a stabilizing plane pulled into the volume of the tip (with a spring stretched), operating in the opposite or lateral movement of natural air flow;

на фиг. 3 представлена внутренняя развертка плоских пластин наконечника с пружинами и ребрами жесткости.in FIG. 3 shows an internal reamer of flat tip plates with springs and stiffeners.

Лопасть ветротурбины с изменяющимися размерами содержит наконечник, состоящий из двух плоских пластин наконечника 1, соединенных вертикальным шарниром 2, оборудованного механизмом изменения размеров профиля лопасти, включающий изменение расстояния между свободными концами плоских пластин наконечника 1 и подвижную стабилизирующую плоскость 8. Механизм изменения расстояния между свободными концами плоских пластин наконечника состоит из нескольких пружин 9, расположенных на вертикальной оси 2, где один конец пружины 10 закреплен на ребре жесткости 11 одной плоской пластине 1 наконечника, а второй конец пружины 10 закреплен к ребру жесткости 11 другой плоской пластине 1 наконечника. Каждая плоская пластина 1 наконечника с помощью тяг 3 шарнирно соединены с муфтой 6, свободно передвигающейся по направляющей штанге 7, установленной на оси симметрии профиля лопасти. Подвижная стабилизирующая плоскость 8 соединена с шарниром 5, закрепленным на подвижной муфте 6 при помощи тяги 13. Ребра жесткости 11 наконечника 1 могут свободно перемещаться относительно друг друга. Шарниры 4 могут свободно или принудительно перемещаться по направляющей 12.The variable-sized wind turbine blade contains a tip consisting of two flat tip plates 1 connected by a vertical hinge 2, equipped with a mechanism for resizing the profile of the blade, including changing the distance between the free ends of the flat tip plates 1 and a movable stabilizing plane 8. The mechanism for changing the distance between the free ends flat tip plates consists of several springs 9 located on the vertical axis 2, where one end of the spring 10 is fixed to the rib stiffness 11 of one flat plate 1 of the tip, and the second end of the spring 10 is fixed to the rib of stiffness 11 of another flat plate 1 of the tip. Each flat plate 1 of the tip by means of rods 3 is pivotally connected to a sleeve 6 freely moving along a guide rod 7 mounted on the axis of symmetry of the blade profile. The movable stabilizing plane 8 is connected to the hinge 5, mounted on the movable sleeve 6 using the rod 13. The ribs 11 of the tip 1 can freely move relative to each other. The hinges 4 can freely or forcefully move along the guide 12.

Лопасть ветротурбины с изменяющимися размерами работает следующим образом. При боковом и встречном воздействии воздушного потока на плоские пластины 1 наконечника их свободные концы сближаются, закручивая вертикальные пружины 9, на вертикальной оси 2 и при помощи, шарнирно закрепленных двух тяг 3 заставляют перемещаться муфту 6 по направляющей штанге 7. Перемещаясь по направляющей штанге 7, муфта 6 при помощи тяги 13 втягивает стабилизирующую плоскость 8 в объем наконечника, а плоские пластины 1 наконечника уменьшают его раскрытие и тем самым снижают сопротивление лопасти воздушному потоку. При действии воздушного потока по направлению движения лопасти, пружины 9, местоположение муфты 6, и плоские пластины 1 наконечника приходят в исходное положение, раскрывая наконечник лопасти и выталкивая стабилизирующую плоскость 8 назад.The blade of a variable-sized wind turbine operates as follows. With the lateral and counter-impact of the air flow on the flat plate 1 of the tip, their free ends come together, twisting the vertical springs 9, on the vertical axis 2 and using the pivotally attached two rods 3 make the clutch 6 move along the guide rod 7. Moving along the guide rod 7, the coupling 6 by means of a thrust 13 draws the stabilizing plane 8 into the volume of the tip, and the flat plates 1 of the tip reduce its opening and thereby reduce the resistance of the blade to air flow. Under the action of the air flow in the direction of movement of the blade, spring 9, the location of the coupling 6, and the flat plate 1 of the tip come to their original position, opening the tip of the blade and pushing the stabilizing plane 8 back.

Claims (1)

Лопасть ветротурбины с изменяющимися размерами, включающая наконечник, который изготовлен из плоских пластин, соединенных шарниром, отличающаяся тем, что наконечник лопасти снабжен механизмом изменения расстояния между свободными концами плоских пластин наконечника, выполненным в виде нескольких пружин, расположенных на вертикальной оси шарнира, где один конец каждой пружины закреплен на ребре жесткости одной плоской пластины наконечника, а второй конец пружины закреплен к ребру жесткости другой плоской пластины наконечника, при этом каждая плоская пластина наконечника шарнирно соединена с муфтой при помощи двух тяг, муфта свободно передвигается по направляющей штанге, установленной по оси симметрии профиля лопасти, муфта при помощи тяги шарнирно соединена с подвижной стабилизирующей плоскостью.The blade of a variable-sized wind turbine, including a tip that is made of flat plates connected by a hinge, characterized in that the tip of the blade is equipped with a mechanism for changing the distance between the free ends of the flat tip plates made in the form of several springs located on the vertical axis of the hinge, where one end each spring is fixed to the stiffener of one flat tip plate, and the second end of the spring is fixed to the stiffener of another flat tip plate, at m each flat plate tip pivotally connected with the coupling by means of two rods, the sleeve freely moves along the guide rail installed on the axis of symmetry of the blade profile, by means of coupling rod is pivotally coupled to the movable stabilizing plane.
RU2017123849A 2017-07-05 2017-07-05 Wind turbine blade with changing dimensions RU2669604C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123849A RU2669604C1 (en) 2017-07-05 2017-07-05 Wind turbine blade with changing dimensions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017123849A RU2669604C1 (en) 2017-07-05 2017-07-05 Wind turbine blade with changing dimensions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2669604C1 true RU2669604C1 (en) 2018-10-12

Family

ID=63862245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017123849A RU2669604C1 (en) 2017-07-05 2017-07-05 Wind turbine blade with changing dimensions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2669604C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU931943A1 (en) * 1980-05-12 1982-05-30 за вители 11СЫЗП-:ц П - .-. И lii .-,--. ,;,. ..;-f/4 Wind wheel
SU1000586A1 (en) * 1981-02-16 1983-02-28 За витель Wind engine
JPH10274147A (en) * 1997-03-31 1998-10-13 Tamiya Sukai Umbrella blade type wind cup
RU2275529C1 (en) * 2004-11-23 2006-04-27 Дагестанский государственный университет Wind energy converter
RU2518794C2 (en) * 2012-09-03 2014-06-10 Борис Петрович Хозяинов Wind turbine blade with vertical axis of rotation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU931943A1 (en) * 1980-05-12 1982-05-30 за вители 11СЫЗП-:ц П - .-. И lii .-,--. ,;,. ..;-f/4 Wind wheel
SU1000586A1 (en) * 1981-02-16 1983-02-28 За витель Wind engine
JPH10274147A (en) * 1997-03-31 1998-10-13 Tamiya Sukai Umbrella blade type wind cup
RU2275529C1 (en) * 2004-11-23 2006-04-27 Дагестанский государственный университет Wind energy converter
RU2518794C2 (en) * 2012-09-03 2014-06-10 Борис Петрович Хозяинов Wind turbine blade with vertical axis of rotation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103032261B (en) There is the wind turbine rotor blade of the trailing edge parts of passive amendment
CN104912668B (en) Variable camber vane type spiral flow distortion generator
CN109113797A (en) Translation guide vane for nacelle inlet
CN107084158B (en) A kind of axial flow blower stator blade denoising structure based on memorial alloy
RU2532682C2 (en) Variable cross-section nacelle
CN105026741A (en) Thrust reverser device
CN103032256A (en) Wind turbine shroud
RU2518794C2 (en) Wind turbine blade with vertical axis of rotation
CN102407939B (en) Variable flat plate type bionic leading edge flap device
CN108327895B (en) Lifting surface
BR112017002317B1 (en) FLUID REDIRECTING STRUCTURE
RU2664058C1 (en) Wind turbine blade with changing dimensions
RU2669604C1 (en) Wind turbine blade with changing dimensions
EP2578490A2 (en) A propulsion unit for an aircraft
RU2671248C1 (en) Wind turbine blade with transformable profile
WO2019071676A1 (en) Opening-closing type wing structure of ornithopter based on hybrid drive
RU128673U1 (en) VERTICAL TURBINE BLADE WITH VERTICAL ROTATION AXIS
CN202320775U (en) Variable flat-plate type bionic nose flap device
RU182673U1 (en) VERTICAL TURBINE BLADE WITH VERTICAL ROTATION AXIS
BR102016014573A2 (en) actuation set for a variable clearance fan and gas turbine engine mechanism
CN109595041B (en) Variable-circulation large-bypass-ratio turbofan engine
ES2811599T3 (en) Rotor blade of a wind power plant, wind power plant and method of operating a wind power plant
GB2486876A (en) Wind turbine blade flap
CN203476612U (en) Horizontal axis type wind turbine blade capable of being changed in shape
CN207610838U (en) A kind of air intake duct model flow control device

Legal Events

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

Effective date: 20190706