SE520313C2

SE520313C2 - Vindkraftmotor

Info

Publication number: SE520313C2
Application number: SE9803316A
Authority: SE
Inventors: Olle Larsson
Original assignee: Olle Larsson Construktion Ab
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2003-06-24
Also published as: US6201315B1; SE9803316D0; SE9803316L

Description

520 313 2 rotortrumman är tjockare vid luftingángsänden än vid luftutgångsänden. Denna vingprofilering är aerodynamiskt gynnsam, vilket medför ett lågt luftmotstånd luftutgángsände, så att vindkraftmotorn får en hög verkningsgrad. vid rotortrummans Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar varje vindfångarelement ett rakt främre parti, som sträcker sig från den främre änden av vindfängarelementet väsentligen axiellt längs rotortrumman, och ett krökt bakre parti, som kröker sig från det raka partiet till den bakre änden av vindfångarelemen- tet. Detta medför den fördelen att effektreducerande luftturbu- lens mellan angränsande vindfångarelement väsentligen undviks.

Med fördel kan förskjutningen i rotortrummans omkretsriktning mellan den främre och den bakre änden hos åtminstone ett av vindfängarelementen vara justerbar, så att vindfångarelementets anfallsvinkel mot vinden kan anpassas till den rådande vindstyr- kan. Lämpligen kan vindfångarelementets anpassning till vindstyr- kan åstadkommas genom att läget av den bakre änden hos vind- fångarelementet på rotortrumman är justerbar i rotortrummans om- kretsriktning.

Enligt en annan utföringsform av uppfinningen innefattar vindkraftmotorn en rörformig ytterligare rotoraxel, som är ko- axiellt lagrad på rotoraxeln, en ytterligare rotationssymmetrisk rotortrumma, som är mindre än och anordnad inne i rotortrumman och som är vridfast förbunden med den ytterligare rotoraxeln koaxiellt med denna, ett flertal ytterligare vindfångarelement som är fästa på den mindre rotortrumman, varvid varje ytterligare vindfångarelement uppvisar en främre ände och en bakre ände, som är förskjuten i den mindre rotortrummans omkretsriktning relativt den främre änden hos den större rotortrumman. Eftersom den mindre rotortrumman har mindre diameter än de större rotortrumman kräver den ett relativt litet vridmoment för sin rotation, vilket gör den lämplig att utnyttja för relativt svaga vindar. Härigenom kan vindkraftverket drivas av såväl relativt starka som relativt svaga vindar. lO 520 3 I princip kan de ytterligare vindfángarelementen på den ytterli- gare mindre rotortrumman utformas som vindfångarelementen på den större rotortrumman, men det föredras att minst ett av de ytter- ligare vindfängarelementen sträcker sig radiellt ut från den mindre rotortrumman och axiellt längs ett parti av denna, och att minst ett av vindfångarelementen sträcker sig radiellt från den större rotortrumman in i denna och axiellt längs ett annat parti av den mindre rotortrumman, varvid sistnämnda vindfàngarelement hos de två rotortrummorna radiellt överlappar varandra.

Uppfinningen förklaras närmare i det följande med hänvisning till de bifogade ritningarna, på vilka figur 1 visar en sidovy av en vindkraftmotor enligt uppfinningen, figur 2 visar en frontvy av rotortrummorna hos vindkraftmotorn enligt figur 1, och figur 3 är en vy av ett längdsnitt längs linjen III-III i figur 2.

Figur 1 visar en vindkraftmotor enligt uppfinningen som innefat- tar ett stativ 2, en rotoraxel 4, som är lagrad på stativet 2, och en väsentligen cylindrisk rotortrumma 6, som medelst ekrar 8 är vridfast förbunden med rotoraxeln 4 koaxiellt med denna. Fyra längsträckta yttre vindfàngarelement i form av skovelblad 10 sträcker sig radiellt ut från rotortrumman 6 och är jämnt för- delade pä denna i rotortrummans omkretsriktning. Rotortrumman 6 har en luftingångsände 12, som ska riktas mot vindriktningen, och en luftutgángsände 14 där luften lämnar rotortrumman 6. En pil 16 antyder vindriktningen relativt rotortrumman 6. Stativet 2 är svängbart omkring en vertikal axel 15 vid rotortrummans 6 luft- ingängsände 12 En. cylindrisk rotoraxel 16 är trädd. pä rotoraxeln. 4 och är roterbar relativt denna. Vid luftutgängsänden 14 är rotortrumman 6 försedd med fyra ekrar 18, vilka är lagrade på rotoraxeln 16 som är medelst ett lager' 20. En. cylindrisk rotortrumma 22, kortare än rotortrumman 6 och som har mindre diameter än denna, m. n; v v m -u q» u . ;. v. 1. 1. n . , l f ..- v, ». n, n i \» v m» um 4 1 Mn .vn;- u ~, V. « -> . 6 - f n . . U .f 4 är vridfast förbunden med rotoraxeln 16 medelst ekrar 24. Varje rotortrumma 6,22 är vingprofilerad sett i ett axiellt snitt genom den, varvid rotortrumman är tjockare vid luftingångsänden 12 än vid luftutgångsänden 14. Även den mindre rotortrumman 22 är försedd med fyra långsträckta vindfångarelement i form av skovelblad 26, vilka sträcker sig ra- diellt inåt från rotortrumman 22 och är jämnt fördelade på denna i rotortrummans 22 omkretsriktning. Fyra andra kortare skovel- blad 28 sträcker sig radiellt ut från den mindre rotortrumman 22 och axiellt längs ett inledande parti 30 av denna, sett i luftströmningsriktningen. Det inledande partiet 30 av rotortrum- man 22 utgör ungefär halva längden av rotortrumman 22. Den större rotortrumman 6 är försedd med fyra ytterligare skovelblad 32, vilka sträcker sig radiellt inåt från den och axiellt längs ett avslutande parti 34 av den mindre rotortrumman 22,varvid skovel- bladen 28 och 32 överlappar varandra.

Varje skovelblad lO,26,28,32 uppvisar en främre ände 36 och en bakre ände 38, omkretsriktning relativt den främre änden 36, så att skovelbladet som är förskjuten i rotortrummans 6 resp. 22 påverkar rotortrumman med ett vridande moment när vind blåser mot luftingångsänden 12 och träffar skovelbladet. Alternativt kan läget av den bakre änden 38 hos varje skovelblad på rotortrumman vara justerbar i rotortrummans omkretsriktning, såsom antyds i figur 1 som visar ett skovelblad 40 med streckade konturer vilket bildar större anfallsvinkel mot luftströmmen. Varje skovelblad lO,26,28,32 innefattar ett rakt främre parti 42, som sträcker sig från den främre änden 36 av skovelbladet axiellt längs rotortrum- man, och ett krökt bakre parti 44, som kröker sig från det raka partiet 42 till den bakre änden 38. Den axiella utsträckningen av varje yttre skovelblad 10 hos den större rotortrumman 12 är minst dubbelt så skovelbladet 10 och stor som avståndet mellan rotoraxeln 4.

I det i figurerna visade exemplet av vindkraftmotorn enligt uppfinningen är diametern hos den större rotortrumman 6 ungefär 520 313 1,5 meter och rotortrummans 6 längd ungefär 1,7 meter. Med dessa dimensioner blir vindkraftmotorn lämplig för försörjning av re- lativt små effektförbrukare till ett rimligt pris. Emellertid ska det understrykas att vindkraftmotorn enligt uppfinningen mycket väl kan uppskalas till väsentligt större storlekar för försörj- ning av relativt stora effektförbrukare, om så önskas.

Rotoraxlarna 4 och 16 är försedda med respektive remskivor 46 och 48 för anslutning till t ex en elgenerator.

I vindkraftmotorn enligt figur l-3 kan den mindre rotortrumman 22 naturligtvis slopas om vindförhållandena är goda. I ett sådant fall kan de inre skovelbladen 32 göras lika långa som de yttre skovelbladen 10. Antalet skovelblad på de respektive rotortrum- morna kan även varieras. T ex kan de yttre skovelbladen 10 på den större rotortrumman 6 vara fler än de inre skovelbladen 32.

Claims

10 15 20 25 30 35 520 313 Patentkrav (2), en väsentligen som är lagrad på stativet,

1. Vindkraftmotor innefattande ett stativ horisontell rotoraxel (4), tionssymmetrisk rotortrumma (6), som har en öppen luftingångsände en rOta- (12) och en öppen luftutgängsände (14) och som är vridfast för- bunden med rotoraxeln koaxiellt med denna, varvid rotortrummans längd är minst lika stor som rotortrummans diameter, ett flertal vindfångarelement (l0,32), som är fästa på rotortrumman, varvid varje vindfångarelement uppvisar en främre ände (36) och en bakre (38), relativt den främre änden, ände som är förskjuten i rotortrummans omkretsriktning så att vindfångarelementet påverkar rotortrumman med ett vridande moment när vind blåser mot luftingångsänden hos rotortrumman och träffar vindfångarelemen- tet, (10) axiellt åtminstone längs väsentligen hela rotortrummans längd, och varvid minst ett vindfångarelement sträcker sig kännetecknad av att rotortrumman (6) är vingprofilerad sett i ett axiellt snitt genom den, varvid rotortrumman är tjockare vid luftingångsänden (12) än vid luftutgångsänden (14). kånnetecknad av att varje (42),

2. Vindkraftmotor enligt krav 1, (lO,32) som. sträcker sig från. den främre änden innefattar ett rakt främre parti (36) vindfångarelement av 'vindfångar- (6), och ett krökt bakre parti (44), som kröker sig från det raka partiet till elementet väsentligen axiellt längs rotortrumman den bakre änden (38) av vindfångarelementet.

3. Vindkraftmotor enligt kraven 1 eller 2, kännetecknad av att (6) omkretsriktning mellan den (38) är justerbar. förskjutningen i. rotortrummans (36) fångarelementen (10) främre och den bakre änden hos åtminstone ett av vind-

4. Vindkraftmotor enligt krav 3, kännetecknad av att läget av den bakre änden (38) hos vindfångarelementet (10) på rotortrumman (6) är justerbar i rotortrummans omkretsriktning. 10 15 20 520 313 7

5. Vindkraftmotor enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att (16), som är den innefattar en rörformig ytterligare rotoraxel koaxiellt lagrad pà rotoraxeln (4), en ytterligare rotationssym- metrisk rotortrumma (22), som är anordnad inne i rotortrumman (6) och som är vridfast förbunden med den ytterligare rotoraxeln koaxiellt med denna, ett flertal ytterligare vindfångarelement (26,28), varje ytterligare vindfångarelement uppvisar en främre ände och som är fästa pà den ytterligare rotortrumman, varvid en bakre ände, som är förskjuten i den ytterligare rotortrummans omkretsriktning relativt den främre änden hos den ytterligare rotortrumman.

6. Vindkraftmotor enligt krav 5, kännetecknad av att minst ett av de ytterligare vindfàngarelementen (28) sträcker sig radiellt ut från den ytterligare rotortrumman (22) (30) och att minst ett av vindfàngarelementen (32) sträcker sig radiellt inåt i rotortrumman (6) längs ett annat parti (34) varvid sistnämnda vindfängarelement (28,32) hos de två rotortrum- (6,22) och axiellt längs ett parti av denna, och axiellt av den ytterligare rotortrumman, morna radiellt överlappar varandra.