RU62435U1

RU62435U1 - WIND ENGINE

Info

Publication number: RU62435U1
Application number: RU2006144962/22U
Authority: RU
Inventors: Владимир Владиславович Гарферт
Original assignee: Владимир Владиславович Гарферт
Priority date: 2006-12-18
Filing date: 2006-12-18
Publication date: 2007-04-10

Abstract

Полезная модель относится к ветроэнергетике и может быть использована в ветроустановках для стабилизации частоты вращения ветроколеса. Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции, поддержание постоянства напряжения электрогенератора за счет регулирования частоты вращения ветроколеса в зависимости от скорости ветра. Заявляемый ветродвигатель содержит вертикальную опору с установленной на ней посредством кронштейна и вилки поворотной головки, на которой размещены электрогенератор и ветроколесо, установленное с возможностью отклонения от вертикальной плоскости, причем крепление поворотной головки выполнено над центром тяжести, обеспечивая баланс и естественный геометрический отвес параллельно горизонтальной плоскости.The utility model relates to wind energy and can be used in wind turbines to stabilize the rotational speed of a wind wheel. The technical result of the proposed utility model is to simplify the design, maintaining a constant voltage of the electric generator by adjusting the frequency of rotation of the wind wheel depending on the wind speed. The inventive wind turbine comprises a vertical support with a rotary head mounted on it by means of an arm and fork, on which an electric generator and a wind wheel are mounted, which can be deflected from a vertical plane, and the rotary head is mounted above the center of gravity, providing balance and a natural geometric plummet parallel to the horizontal plane.

Description

Полезная модель относится к ветроэнергетике и может быть использована в ветроустановках для регулирования частоты вращения ветроколеса.The utility model relates to wind energy and can be used in wind turbines to control the frequency of rotation of the wind wheel.

Аналогом полезной модели является устройство, представляющее собой быстроходный ветродвигатель с ветровым колесом, помещенным за башней (авт.св-во №76284). Ветроколесо укреплено на конце гибкого вала, помещенного внутри коленообразной трубы, с возможностью поворота в опорах башни. При вращении от действия ветра ветроколесо сообщает вращательное движение гибкому валу и соединенному с ним вертикальному валу и передает вращательное движение по назначению. Недостатками данной конструкции является то, что при вращении лопастей ветроколеса возникает процесс неконтролируемых сложных колебаний и натяжений гибкого вала, который будет постоянно стремиться свести ветроколесо как в сторону требуемой ометаемой плоскости, так и в сторону, противоположную плоскости наименьшего сопротивления воздушным массам, что не дает устойчивой стабилизации частоты вращения. Кроме того, отсутствие ограничения гибкого вала влечет за собой сильную неравномерность вращения вала генератора и вероятность технического повреждения лопастей конструкции.An analogue of the utility model is a device, which is a high-speed wind turbine with a wind wheel placed behind the tower (busbar No. 76284). The wind wheel is mounted on the end of the flexible shaft, placed inside the knee-shaped pipe, with the possibility of rotation in the tower supports. When rotating from the action of the wind, the wind wheel communicates rotational motion to the flexible shaft and the vertical shaft connected to it and transmits the rotational motion as intended. The disadvantages of this design is that during the rotation of the blades of the wind wheel there is a process of uncontrolled complex vibrations and tension of the flexible shaft, which will constantly strive to reduce the wind wheel both in the direction of the required propelled plane, and in the direction opposite to the plane of least resistance to air masses, which does not provide stable speed stabilization. In addition, the lack of limitation of the flexible shaft entails a strong uneven rotation of the generator shaft and the likelihood of technical damage to the blades of the structure.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции, регулирование частоты вращения ветроколеса в зависимости от скорости ветра для поддержания постоянства напряжения электрогенератора.The technical result of the proposed utility model is to simplify the design, control the frequency of rotation of the wind wheel depending on the wind speed to maintain a constant voltage of the generator.

Новизной данной модели является применение подвеса ветроиспользующего генератора, приводимого в движение лопастями от воздушных потоков. Вследствие чего возникает естественная саморегуляция частоты вращательного момента от силы земного притяжения и уравновешивания геометрических размеров конструкции.The novelty of this model is the use of a suspension of a wind-driven generator driven by blades from air currents. As a result, natural self-regulation of the frequency of the torque from the force of gravity and balancing of the geometric dimensions of the structure occurs.

На чертеже представлена принципиальная схема ветродвигателя. На фиг.1 представлен вид устройства сбоку; на фиг.2 - вид спереди; на фиг.3 - вид сверху.The drawing shows a schematic diagram of a wind turbine. Figure 1 presents a side view of the device; figure 2 is a front view; figure 3 is a top view.

Конструкция ветродвигателя состоит из поворотной головки 1 со встроенным генератором, ветроколеса 2 и мачты 3. На конце верхней части мачты закреплен опорный подшипник 4, в котором установлен поворотный кронштейн 5. Кронштейн 5 является основанием для крепления вилки 6, на которой подвешен корпус с генератором. Крепление корпуса поворотной головки осуществлено в верхней части над центром тяжести, тем самым, обеспечивая ее баланс и естественный геометрический отвес параллельно горизонтальной плоскости. В месте подвеса корпуса с двигателем установлены подшипники 7, симметрично расположенные по его боковым сторонам. В верхней части вилки установлен ограничитель 8.The design of the wind turbine consists of a rotary head 1 with a built-in generator, a wind wheel 2 and a mast 3. At the end of the upper part of the mast, a support bearing 4 is mounted, in which a rotary bracket 5 is mounted. Bracket 5 is the basis for mounting the fork 6 on which the housing with the generator is suspended. The rotary head housing is mounted in the upper part above the center of gravity, thereby ensuring its balance and natural geometric plummet parallel to the horizontal plane. In the place of suspension of the housing with the engine mounted bearings 7, symmetrically located on its sides. At the top of the plug is a limiter 8.

Ветродвигатель работает следующим образом. При взаимодействии ветрового потока с ветроколесом, ветроколесо начинает вращаться, при этом ось вращения находится в горизонтальном положении. При усилении скорости ветра ветроколесо и головка начинают отклоняться от оси подвеса, тем самым, следя за воздушным потоком, и уменьшая ометаемую площадь ветроколеса (поз.1'). Ветроколесо снижает обороты. При уменьшении скорости ветра поворотная головка возвращается в исходное положение, так как линия оси ветродвигателя стремится уравновеситься массивным отвесом - головкой, таким образом, достигается постоянная частота вращения ветроколеса и постоянное напряжение генератора. Для исключения колебания в обратную сторону установлен ограничитель, который выполнен из демпфирующего материала. В связи с тем, что ветроколесо установлено за опорой и центр давления не совпадает с осью опоры, возникает крутящий момент, разворачивающий поворотную головку. При этом ветроколесо, являясь аэродинамической плоскостью, испытывая сопротивление воздуха, устанавливается в положение за опорой по направлению воздушного потока.The wind turbine operates as follows. When the wind flow interacts with the wind wheel, the wind wheel begins to rotate, while the axis of rotation is in a horizontal position. When the wind speed increases, the wind wheel and head begin to deviate from the suspension axis, thereby monitoring the air flow and reducing the swept area of the wind wheel (pos. 1 '). The wind wheel reduces speed. When the wind speed decreases, the rotary head returns to its original position, since the axis line of the wind turbine tends to be balanced by a massive plumb - the head, thus achieving a constant rotational speed of the wind wheel and a constant voltage of the generator. To prevent fluctuations in the opposite direction, a limiter is installed, which is made of damping material. Due to the fact that the wind wheel is installed behind the support and the center of pressure does not coincide with the axis of the support, there is a torque that turns the rotary head. In this case, the wind wheel, being an aerodynamic plane, testing air resistance, is installed in a position behind the support in the direction of air flow.

Claims

A wind turbine containing a vertical support with a rotary head mounted on it by means of an arm and fork, on which an electric generator and a wind wheel are mounted, which can be deflected from a vertical plane, and the rotary head is mounted above the center of gravity, providing balance and a natural geometric plummet parallel to the horizontal plane.