RU2794289C1

RU2794289C1 - Wind power unit

Info

Publication number: RU2794289C1
Application number: RU2022112729A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко; Михаил Александрович Никулин
Filing date: 2022-05-06
Publication date: 2023-04-14

Abstract

FIELD: wind energy.

SUBSTANCE: invention relates specifically to devices that convert wind energy into electrical or other forms of energy. Wind power unit containing a rotating base (1), a tower (2), a right frame (8) and a left frame (11) with wind power generators (9) placed on them with wind wheels (10) with vertical hinges (12, 13). Frames (8, 11) are equipped with external stops (7) and cables (6), with one end of the cables (6) attached to frames (8, 11), and the other, through blocks (5), to counterweights (3, 4) in such a way that in the nominal mode of operation, when the wind speed does not exceed the permitted speed, the frames (8, 11) rest on external stops (7), when the wind speed exceeds the allowable value and the wind gust is asymmetrical, the frame (8) or (11) a stop (7) open, frame (8) or (11) rotates in the hinge (13) or (12), respectively, pulling the counterweight (3) or (4) through the cable (6), respectively, while the other counterweight does not work. With a full storm gust, frames (8) and (11) are simultaneously folded.

EFFECT: increase of operational properties of the installation, providing the ability to control power by changing the frontal area.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к устройствам, преобразовывающим энергию ветра в электрическую или другие виды энергии.The invention relates to wind energy, namely to devices that convert wind energy into electrical or other forms of energy.

Известна ветроустановка [Пат. РФ №2187019, опубл. 10.08.2002, бюл. №22, з-ка 2001101581/06, 16.01.2001], в которой технический результат, заключающийся в повышении эксплуатационных характеристик установки за счет придания установке бурезащитных свойств, обеспечивается за счет того, что ветроэнергетическая установка содержит две соединенные под углом рамы, связанные с опорой в местах соединения с центральным опорным узлом, ветроколеса, установленные на стойках рам, поддерживающих тележки, согласно изобретению рамы снабжены шарнирами, установленными в центральном опорном узле, и имеют направляющие механизмы и синхронизирующее устройство.Known wind turbine [US Pat. RF No. 2187019, publ. 08/10/2002, bul. No. 22, plant 2001101581 / 06, 01/16/2001], in which the technical result, which consists in increasing the operational characteristics of the installation by imparting windproof properties to the installation, is ensured by the fact that the wind turbine contains two frames connected at an angle, connected with support at the junction with the central support node, the wind wheels mounted on the racks of the frames supporting the carts, according to the invention, the frames are equipped with hinges installed in the central support node, and have guide mechanisms and a synchronizing device.

Также известна установка [Пат. РФ №2239092, опубл. 27.10.2004, бюл. №30, з-ка 2003103237/06, 03.02.2003]. В этой ветроэнергетической установке, содержащей две соединенные под углом рамы с размещенными на них ветрогенераторами, установленные на общем поворотном основании, согласно изобретению внутри основных рам расположены дополнительные рамы, снабженные подъемными механизмами.Also known installation [US Pat. RF No. 2239092, publ. 27.10.2004, bul. No. 30, s-ka 2003103237/06, 03.02.2003]. In this wind power plant, containing two frames connected at an angle with wind turbines placed on them, mounted on a common rotary base, according to the invention, additional frames are located inside the main frames, equipped with lifting mechanisms.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является установка [Пат. РФ №2581301, опубл. 20.04.2016, бюл. №11, з-ка 2013151084/06, 15.11.2013].Closest to the claimed set of essential features is the installation [US Pat. RF No. 2581301, publ. 04/20/2016, bul. No. 11, s-ka 2013151084/06, 11/15/2013].

Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) содержит две рамы с размещенными на них ветрогенераторами с вертикальными шарнирами, вращающее основание, башню. Каждая из рам закреплена на нижних концах П-образной стойки, а верхняя перекладина П-образной стойки установлена в подшипниках, обоймы которых закреплены на вращающемся основании, расположенном на башне. Рамы установленные на вертикальных шарнирах, имеют возможность поворачиваться относительно вертикальных осей.The wind power plant (WPP) contains two frames with wind generators placed on them with vertical hinges, a rotating base, a tower. Each of the frames is fixed on the lower ends of the U-shaped rack, and the upper crossbar of the U-shaped rack is mounted in bearings, the cages of which are fixed on a rotating base located on the tower. Frames mounted on vertical hinges have the ability to rotate about vertical axes.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции, а так же необходимость в уравновешивающих устройствах.The disadvantage of this device is the complexity of the design, as well as the need for balancing devices.

Изобретение направлено на упрощение конструкции и совершенствование уравновешивающего механизма.The invention is aimed at simplifying the design and improving the balancing mechanism.

Технический результат достигается тем, что ветроэнергетическая установка, содержащая вращающееся основание, башню, две рамы с размещенными на них ветроэлектрогенераторами с вертикальными шарнирами, согласно изобретению рамы снабжены внешними упорами и тросами, причем одни концы тросов присоединены к рамам, а другие, через блоки, к противовесам.The technical result is achieved by the fact that the wind power plant, containing a rotating base, a tower, two frames with wind turbines placed on them with vertical hinges, according to the invention, the frames are equipped with external stops and cables, with one end of the cables attached to the frames, and the other, through blocks, to counterweights.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 изображена ВЭУ вид сбоку, фиг.2 ВЭУ вид сверху при симметричном набегании ветра, фиг.3 вид сверху при не симметричном набегании ветрового потока.The essence of the invention is illustrated in the drawing, where figure 1 shows a wind turbine side view, figure 2 wind turbine top view with a symmetrical wind flow, figure 3 top view with asymmetric wind flow.

ВЭУ содержит вращающееся основание 1, башню 2, противовесы 3 и 4, блоки 5, тросы 6, упоры 7, правую раму 8, ветроэлектрогенераторы 9 с ветроколесами 10, левую раму 11, вертикальные шарниры 12 и 13. Установка работает следующим образом. У представленной ВЭУ установки существует две режимы работы: номинальный, когда скорость ветра не превышает допустимую, и защищенный, когда скорость ветра превышает допустимую. В номинальном режиме энергии ветра недостаточно для поворота рам и они занимают положение, показанное на фиг.2. В случае, когда скорость ветра превышает допустимое значение, или порыв ветра является не симметричным, как показано на фиг.3, вследствие ветрового давления на ветроколеса и рамы происходит размыкание соединения « упор 7 - рама 8», как показано на фиг.3. Рама 8 поворачивается в шарнире 13, подтягивая через трос 6 противовес 3, противовес 4 в это время не работает. После прохождения буревого порыва под действием противовеса 3 рама принимает прежнее положение. Аналогично работает и рама 11. При полностью буревом порыве одновременно складываются рамы 8 и 11. В любом случае ВЭУ полностью сохраняет способность к самоориентации на ветер.The wind turbine contains a rotating base 1, a tower 2, counterweights 3 and 4, blocks 5, cables 6, stops 7, a right frame 8, wind power generators 9 with wind wheels 10, a left frame 11, vertical hinges 12 and 13. The installation works as follows. The presented wind turbine installation has two modes of operation: nominal, when the wind speed does not exceed the allowable one, and protected, when the wind speed exceeds the allowable one. In the nominal mode, wind energy is not enough to rotate the frames and they occupy the position shown in Fig.2. In the case when the wind speed exceeds the allowable value, or the wind gust is not symmetrical, as shown in figure 3, due to wind pressure on the wind wheels and the frame, the connection "stop 7 - frame 8" opens, as shown in figure 3. The frame 8 rotates in the hinge 13, pulling the counterweight 3 through the cable 6, the counterweight 4 does not work at this time. After the passage of the storm gust under the action of the counterweight 3, the frame takes its previous position. Frame 11 works in the same way. In case of a completely stormy gust, frames 8 and 11 are simultaneously folded. In any case, the wind turbine retains its ability to self-orientate to the wind.

Введение данной буревой защиты повышает эксплуатационные свойства установки, кроме того, появляется возможность регулирования мощности за счет изменения фронтальной площади ветроустановки. Обеспечивается высокая степень унификации несущих рам, что в целом уменьшает стоимость установки. Это достигается за счет того, что противовесы используются в двух качествах:The introduction of this storm protection improves the operational properties of the installation, in addition, it becomes possible to control the power by changing the frontal area of the wind turbine. Provides a high degree of unification of the supporting frames, which generally reduces the cost of installation. This is achieved due to the fact that counterweights are used in two qualities:

- устройства компенсирующих вес рам;- weight compensating frame devices;

- гравитационной пружины, обеспечивающий поворот рам в нештатных ситуациях.- gravitational spring, which ensures the rotation of the frames in emergency situations.

Claims

A wind power plant containing a rotating base (1), a tower (2), a right frame (8) and a left frame (11) with helicopter generators (9) placed on them with wind wheels (10) with vertical hinges (12, 13), characterized in that that the frames (8, 11) are equipped with external stops (7) and cables (6), with one end of the cables (6) attached to the frames (8, 11), and the other, through blocks (5), to the counterweights (3, 4) in such a way that in the nominal mode of operation, when the wind speed does not exceed the allowable one, the frames (8, 11) rest on external stops (7), when the wind speed exceeds the allowable value and the wind gust is asymmetrical, the frame (8) opens or (11) and stop (7), the frame (8) or (11) rotates in the hinge (13) or (12), respectively, pulling the counterweight (3) or (4) through the cable (6), respectively, the other counterweight into this time does not work, with a completely stormy gust, frames (8) and (11) are simultaneously folded.