RU84069U1

RU84069U1 - WIND WHEEL

Info

Publication number: RU84069U1
Application number: RU2008143579/22U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Фёдорович Афанасьев; Татьяна Владимировна Афанасьева
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2009-06-27

Abstract

1. Ветроколесо, содержащее вертикальный вал ротора с установленными на нем флянцами, на которых закреплены, как минимум три, рычажные рамы и установленные в них радиальные лопасти в один или несколько рядов пластин по вертикали с возможностью поворота их относительно горизонтальных осей, причем в поперечном сечении каждая пластина выполнена в виде несимметричного аэродинамического профиля с выпуклостью, противоположной направлению результирующего вращающего момента, а центр тяжести каждой из них при ее положении, близком к вертикальному, расположен ниже горизонтальной оси вращения этих пластин, отличающееся тем, что все пластины или часть их связаны между собой гибким тросом, закрепленным на консолях отклоняющих кронштейнов, установленных на верхних кромках пластин с подветренной стороны и консоли, рычага центробежного регулятора оборотов, установленного на оси в кронштейне, закрепленном на нижней консоли рычажной рамы с подветренней стороны, на другом конце которого на жесткой сцепке подвешен груз, способной под действием центробежной силы поворачивать рычаг регулятора оборотов, натягивать трос и флюгировать связанные им пластины при возрастании оборотов колеса. ! 2. Ветроколесо по п.1, отличающееся тем, что центробежный регулятор оборотов содержит кронштейн, закрепленный на консоли рычажной рамы с подветренной стороны, рычаг, размещенный на оси, с подвешенным к нему на жесткой сцепке грузом, способным под действием центробежной силы поворачивать его на угол от 0 до 90° и вводить во флюгер связанные с ним пластины лопасти. ! 3. Ветроколесо по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что длина секций связыва1. A wind wheel containing a vertical rotor shaft with flanges mounted on it, on which at least three lever frames are mounted and radial blades mounted in them in one or more rows of plates vertically with the possibility of rotation relative to horizontal axes, and in cross section each plate is made in the form of an asymmetric aerodynamic profile with a convexity opposite to the direction of the resulting torque, and the center of gravity of each of them when its position is close to vertically mu, is located below the horizontal axis of rotation of these plates, characterized in that all the plates or part of them are interconnected by a flexible cable mounted on the consoles of the deflecting brackets mounted on the upper edges of the plates on the leeward side and the console, the lever of the centrifugal speed controller mounted on the axis in a bracket mounted on the lower console of the lever frame on the leeward side, on the other end of which a load is suspended on a rigid coupling, capable of turning the adjustment lever under the action of centrifugal force rotator, pull the cable and feather the plates connected with it with increasing wheel speed. ! 2. The wind wheel according to claim 1, characterized in that the centrifugal speed controller contains a bracket mounted on the console of the lever frame on the leeward side, a lever placed on an axis with a load suspended thereon, capable of turning it by centrifugal force to rotate it by angle from 0 to 90 ° and insert the blade plates connected with it into the vane. ! 3. A wind wheel according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the length of the linking sections

Description

Полезная модель относится к преобразователям энергии, работающим на основе использования ветра, предназначена для использования в ветроэнергетических установках.The utility model relates to energy converters based on the use of wind, intended for use in wind energy installations.

Известно устройство, работающее на основе использования ветра, содержащее, как и предлагаемое устройство, вертикальный вал ротора, лопасти, каждая из которых выполнена в виде параллельных пластин, установленных в рычажных рамах с возможностью поворота их относительно горизонтальных осей. В известном устройстве пластины лопастей поворачиваются под действием равнодействующей от силы ветра и силы веса каждой из них (см. патент RU2164623, опубликованный 27.03.2001., бюл. №9), прототип.A device based on the use of wind is known, containing, like the proposed device, a vertical rotor shaft, blades, each of which is made in the form of parallel plates mounted in lever frames with the possibility of rotation relative to horizontal axes. In the known device, the blade plates rotate under the influence of the wind and weight forces of each of them (see patent RU2164623, published March 27, 2001, bull. No. 9), prototype.

Недостатком прототипа является отсутствие возможностей автоматического регулирования скорости вращения ветроколеса при сильных порывах ветра, способных привести к поломке либо самого колеса, либо механизма трансмиссии к электрогенератору.The disadvantage of the prototype is the lack of automatic adjustment of the rotational speed of the wind wheel with strong gusts of wind, which can lead to breakdown of either the wheel itself or the transmission mechanism to the generator.

Технический результат заключается в повышении стабильности скорости вращения ветроколеса, что исключает возможность поломки его конструкции при штормовых порывах ветра и повышает надежность ветроэнергетической установки.The technical result consists in increasing the stability of the speed of rotation of the wind wheel, which eliminates the possibility of breakage of its structure during storm gusts of wind and increases the reliability of the wind power installation.

Технический результат достигается тем, что ветроколесо, содержит вертикальный вал ротора с установленным на нем флянцами, на которых закреплены, как минимум, три рычажные рамы и установленные в них радиальные лопасти в один или несколько рядов пластин по вертикали с возможностью поворота их относительно горизонтальных осей, причем в поперечном сечении каждая пластина выполнена в виде несимметричного аэродинамического профиля с выпуклостью, противоположной направлению результирующего вращающего момента, а центр тяжести каждой из них при The technical result is achieved by the fact that the wind wheel contains a vertical rotor shaft with flanges mounted on it, on which at least three lever frames are mounted and radial blades mounted in them in one or several rows of plates vertically with the possibility of rotation relative to horizontal axes, moreover, in cross section each plate is made in the form of an asymmetric aerodynamic profile with a convexity opposite to the direction of the resulting torque, and the center of gravity of each of them When

ее положении, близком к вертикальному, расположен ниже горизонтальной оси вращения.its position close to vertical is located below the horizontal axis of rotation.

Особенностью является то, что все пластины или часть их связаны между собой и центробежным регулятором оборотов гибким тросом, закрепленным на консолях отклоняющих кронштейнов, установленных на верхних кромках пластин с подветренной стороны и консоли, установленного на оси в кронштейне, закрепленном на нижней рычажной раме, рычага центробежного регулятора оборотов, на другом конце которого на жесткой сцепке подвешен груз, способный под действием центробежной силы поворачивать рычаг регулятора оборотов, натягивать трос и флюгировать связанные им пластины при возрастании оборотов колеса. Начальный момент регулирования оборотов устанавливается либо величиной прослабления секции троса, связывающей рычаг центробежного регулятора оборотов с отклоняющим кронштейном последней, сверху вниз, пластины лопасти, либо выборкой этого прослабления упорным винтом, устанавливающим начальное положение рычага центробежного регулятора оборотов.The peculiarity is that all the plates or part of them are interconnected with the centrifugal speed controller by a flexible cable mounted on the consoles of the deflecting brackets mounted on the upper edges of the plates on the leeward side and the console mounted on an axis in the bracket mounted on the lower lever frame centrifugal speed controller, on the other end of which a load is suspended on a rigid hitch, capable of turning the speed control lever under the action of centrifugal force, pulling the cable and feathering with knitted plates with increasing wheel speed. The initial moment of speed control is set either by the value of the attenuation of the cable section connecting the lever of the centrifugal speed regulator with the deflecting arm of the last, from top to bottom, blade plate, or by selecting this attenuation with a stop screw, which sets the initial position of the lever of the centrifugal speed regulator.

Центробежный регулятор оборотов содержит кронштейн, закрепленный на внешней консоли рычажной рамы с подветренной стороны, рычаг, размещенный на оси в вертикальной плоскости, с подвешенным к нему на жесткой сцепке грузом, способным под действием центробежной силы поворачивать его на угол от 0° до 90° и вводить во флюгер связанные с ним пластины лопасти. Длина секций связывающих пластины лопасти гибкого троса равны расстоянию между осями вращения этих пластин, а длина секции гибкого троса между последней пластиной лопасти и рычагом центробежного регулятора оборотов выбрана с прослаблением, который определяет начало регулирования оборотов. Рычаг центробежного регулятора оборотов опирается на упорный винт, регулирующий начальное положение рычага и груза и начало момента регулирования оборотов.The centrifugal speed controller contains a bracket mounted on the outer console of the lever frame on the leeward side, a lever placed on an axis in a vertical plane, with a load suspended from it on a rigid hitch, capable of turning it by an angle of centrifugal force from 0 ° to 90 ° and insert the blades of the blade connected with it into the vane. The length of the sections of the connecting plate of the blade of the flexible cable is equal to the distance between the axes of rotation of these plates, and the length of the section of the flexible cable between the last plate of the blade and the lever of the centrifugal speed controller is selected with weakening, which determines the beginning of the regulation of speed. The lever of the centrifugal speed controller is supported by a stop screw that controls the initial position of the lever and the load and the start of the moment of speed control.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображено: фиг.1 - фрагмент лопасти ветроколеса.The essence of the utility model is illustrated by graphic materials, which depict: figure 1 is a fragment of a wind wheel blade.

Ветроколесо (фиг.1) имеет вертикальный вал 1 ротора, с установленными на нем фланцами 2, на которых закреплены три рычажные рамы 3 и установленные в них радиальные лопасти в один или несколько рядов пластин 4, 5 по вертикали с возможностью их поворота относительно горизонтальных осей 6. В поперечном сечении каждая из пластин 4, 5 выполнена в виде несимметричного аэродинамического профиля с выпуклостью, противоположной направлению результирующего вращающего момента. Центр тяжести каждой из пластин 4, 5, при их положении близком к вертикальному, расположен ниже оси 6 вращения пластин 4, 5. Пластины 4, 5 связаны между собой гибким тросом 7, 8, закрепленных на консолях отклоняющих кронштейнов 9, установленных на верхних кромках пластин 4, 5 с подветренной стороны и, размещенном на оси 10, рычагом 11 центробежных регуляторов оборотов, установленных на кронштейнах 12, прикрепленных к нижним консолям каждой из рычажных рам 3 с подветренней стороны. На рычаге 11 центробежного регулятора оборотов на жесткой сцепке подвешен груз 13, способный под действием центробежной силы, возникающей при вращении колеса, поворачивать рычаг 11 на угол от 0° до 90° и выбирать прослабление секции гибкого троса 8, осуществляя флюгирование пластин 4, 5 при превышении скорости ветра некоторой установленной величины. При флюгировании осуществляется поворот пластин 4, 5 вокруг осей 6, в результате чего пропорционально углу поворота уменьшается эффективная площадь пластин 4, 5, составляющих лопасть колеса и число оборотов приводится к норме. При малых скоростях ветра пластины 4, 5 находятся в вертикальном положении, опираясь на упоры 14, когда эффективная площадь их и лопасти в целом будет максимальной.The wind wheel (Fig. 1) has a vertical rotor shaft 1, with flanges 2 mounted on it, on which three lever frames 3 are mounted and radial blades mounted in them in one or several rows of plates 4, 5 vertically with the possibility of rotation relative to horizontal axes 6. In cross section, each of the plates 4, 5 is made in the form of an asymmetric aerodynamic profile with a convexity opposite to the direction of the resulting torque. The center of gravity of each of the plates 4, 5, when their position is close to vertical, is located below the axis 6 of rotation of the plates 4, 5. The plates 4, 5 are connected by a flexible cable 7, 8, mounted on consoles of deflecting brackets 9 mounted on the upper edges plates 4, 5 on the leeward side and placed on the axis 10 by the lever 11 of the centrifugal speed controllers mounted on brackets 12 attached to the lower consoles of each of the lever frames 3 on the leeward side. A load 13 is suspended on the lever 11 of the centrifugal speed controller on a rigid hitch, capable of turning the lever 11 through an angle of 0 ° to 90 ° under the action of the centrifugal force arising from the rotation of the wheel, and choosing the weakening of the flexible cable section 8, feathering the plates 4, 5 at excess of wind speed of a certain set value. When feathering, the plates 4, 5 are rotated around the axes 6, as a result of which, in proportion to the angle of rotation, the effective area of the plates 4, 5 that make up the wheel blade decreases and the speed is reduced to normal. At low wind speeds, the plates 4, 5 are in a vertical position, relying on the stops 14, when their effective area and the blade as a whole will be maximum.

Длина секций, связывающих пластины 4, 5 лопасти, гибкого троса 7 равны расстоянию между осями 6 пластин 4, 5, а длина секции гибкого троса 8 между последней пластиной 5 лопасти и рычагом 11 центробежного The length of the sections connecting the plate 4, 5 of the blade, the flexible cable 7 is equal to the distance between the axes 6 of the plates 4, 5, and the length of the section of the flexible cable 8 between the last plate 5 of the blade and the lever 11 of the centrifugal

регулятора оборотов выбрана с прослаблением, который определяет начало регулирования оборотов. Начальное положение рычага 11, груза 13 и начало момента регулирования оборотов устанавливается упорным винтом 15, упирающимся в рычаг 11 центробежного регулятора оборотов.the speed controller is selected with a relaxation, which determines the beginning of the speed control. The initial position of the lever 11, the load 13 and the beginning of the moment of speed control is set by a stop screw 15, abutting against the lever 11 of the centrifugal speed controller.

Таким образом, конструкция предложенной модели, используя центробежный регулятор флюгирования пластин, составляющих лопасти, позволит обеспечить стабильность вращения и исключит возможные поломки ветроколеса или устройства трасмиссии при сильных и штормовых порывах ветра.Thus, the design of the proposed model, using the centrifugal regulator of feathering of the plates that make up the blades, will ensure stability of rotation and exclude possible breakdowns of the wind wheel or traction device during strong and stormy gusts of wind.

Claims

1. A wind wheel containing a vertical rotor shaft with flanges mounted on it, on which at least three lever frames are mounted and radial blades mounted in them in one or more rows of plates vertically with the possibility of rotation relative to horizontal axes, and in cross section each plate is made in the form of an asymmetric aerodynamic profile with a convexity opposite to the direction of the resulting torque, and the center of gravity of each of them when its position is close to vertically mu, is located below the horizontal axis of rotation of these plates, characterized in that all the plates or part of them are interconnected by a flexible cable mounted on the consoles of the deflecting brackets mounted on the upper edges of the plates on the leeward side and the console, the lever of the centrifugal speed controller mounted on the axis in a bracket mounted on the lower console of the lever frame on the leeward side, on the other end of which a load is suspended on a rigid coupling, capable of turning the adjustment lever under the action of centrifugal force rotator, pull the cable and feather the plates connected with it with increasing wheel speed.

2. The wind wheel according to claim 1, characterized in that the centrifugal speed controller contains a bracket mounted on the console of the lever frame on the leeward side, a lever placed on an axis with a load suspended thereon, capable of turning it by centrifugal force to rotate it by angle from 0 to 90 ° and insert the blade plates connected with it into the vane.

3. A wind wheel according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the length of the sections of the connecting plate of the blade of the flexible cable is equal to the distance between the axes of these plates, and the length of the section of the flexible cable between the last plate of the blade and the lever of the centrifugal speed controller is selected with relaxation, which determines beginning of regulation of turns.

4. The wind wheel according to claim 1, characterized in that the lever of the centrifugal speed controller is supported by a stop screw that regulates the initial position of the lever and load, and the beginning of the moment of speed control.