SE526845C2 - Wind turbine plant with many wind receiving blades arranged around a closed rotation path - Google Patents

Wind turbine plant with many wind receiving blades arranged around a closed rotation path

Info

Publication number
SE526845C2
SE526845C2 SE0200734A SE0200734A SE526845C2 SE 526845 C2 SE526845 C2 SE 526845C2 SE 0200734 A SE0200734 A SE 0200734A SE 0200734 A SE0200734 A SE 0200734A SE 526845 C2 SE526845 C2 SE 526845C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
blades
wind
jacket
rotation
attached
Prior art date
Application number
SE0200734A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE0200734D0 (en
SE0200734L (en
Inventor
Alf Israelsson
Original Assignee
Alf Israelsson
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 Alf Israelsson filed Critical Alf Israelsson
Priority to SE0200734A priority Critical patent/SE526845C2/en
Publication of SE0200734D0 publication Critical patent/SE0200734D0/en
Priority to PCT/SE2003/000409 priority patent/WO2003076803A1/en
Priority to AU2003212757A priority patent/AU2003212757A1/en
Publication of SE0200734L publication Critical patent/SE0200734L/en
Publication of SE526845C2 publication Critical patent/SE526845C2/en

Links

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
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F05B2240/221—Rotors for wind turbines with horizontal axis
    • F05B2240/2211—Rotors for wind turbines with horizontal axis of the multibladed, low speed, e.g. "American farm" type
    • 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
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in 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

At wind turbine plants the wing efficiency increase with an increased number of wind absorbing blades. At wind power plants with the wing fixing at a central hub, the number of blades are reduced to only a few. By replacing the hub with a relatively wide and closed rotation track including a circular rotation cylinder (10) arranged to run outside a stationary guiding cylinder (12) via intermediated rollers (13, 14) a very large number of radially outwards directed turbine blades (1, 2) can be turnable attached to the rotation cylinder, at which the blades' outer sections or tips are attached, stretched, to a connecting, circular outer bow (27). To the rotation cylinder are also a large number of turbine blades (3, 4) moving inwards turnable attached, at which the inner ends of the blades turnable and stretched are attached to a connecting circular, inner, cylinder shaped ring (30). Sound absorbing liners are placed in the cylinders to reduce the noise from the rotation of the rollers between the cylinders. The energy outlet is made through an electrical generator with the rotor running alongside the rotation cylinder parallel to the stator, which is attached to the guiding cylinder and its attachments, in their turn attached to one or more towers, which are turnably arranged on a firm bedding.

Description

O 0 inte nu n 526 s 45 L; . 1 _ Varierande vindförhållanden kräver varierbara bladvinkelinställningar gentemot vindriktningen för olika vindstyrkor för att uppnå optimalt resultat men kräver även differentierade bladvinkeländringar längs vingutbredningen radiellt utåt för varje för stunden rådande vindstyrka. Det är alltså önskvärt att kunna ändra bladvinkelinställningarna i varierande grad längs hela bladutbredningen. Hittills har detta inte varit möjligt. Visserligen finns det olika anordningar för att vrida bladinställningen, men oftast med samma vridvinkel för en stor del av bladen. O 0 not now n 526 s 45 L; . Varying wind conditions require variable blade angle settings relative to the wind direction for different wind strengths to achieve optimal results, but also require differentiated blade angle changes along the wing extension radially outwards for each prevailing wind speed. It is thus desirable to be able to change the blade angle settings to varying degrees along the entire blade spread. So far this has not been possible. Admittedly, there are different devices for turning the blade setting, but usually with the same turning angle for a large part of the blades.

Konventionella anläggningar kräver uppväxling av rotationshastigheten eller så pass vida el generatorer att nödvändig rotor-hastighet i gapet mellan stator och rotor kan uppfyllas enligt Faradays lag E = - N døldt eller Maxwells ekvation, i vektorform: rotation l_5_= - dßldt.Conventional systems require upshifting of the rotational speed or generators so wide that the necessary rotor speed in the gap between the stator and rotor can be met according to Faraday's law E = - N hidden or Maxwell's equation, in vector form: rotation l_5_ = - dßldt.

Uppfinningens ändamål och viktigaste kännetecken Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma anordningar i vindkraftverk medelst vilka _ a maximal vingverkningsgrad görs möjlig att uppnå medelst både fler och längre vingar, b. billigare tillverkningsmetoder av bladen blir möjliga; c. klenare vingbreddar- och tjocklekar kan väljas för att minska tillverkningskostnadema, d. tunnar vingar kan väljas för att ytterligare öka vingverkningsgraden, e. effektivare vindupptagning av bladen genom differentierad bladvinkeländring längs hela bladutbredningen görs möjlig för varje rådande vindförhållande, f. tillfredsställande elgenerering enligt E = - N dø/dt kan uppfyllas utan mellanliggande utväxlingar, som både fördyrar och minskar totalverkningsgraden. g. låg ljudspridning till omgivningen vad gäller både aerodynamiskt buller från de vindupptagande bladen och mekaniskt buller från de rörliga, metalliska rotationsdetaljerna.OBJECTS AND MOST IMPORTANT FEATURES OF THE INVENTION The object of the invention is to provide devices in wind turbines by means of which a maximum degree of wing efficiency is made possible by means of both longer and longer wings, b. Cheaper manufacturing methods of the blades become possible; c. Smaller wing widths and thicknesses can be selected to reduce manufacturing costs, d. Thin wings can be selected to further increase the wing efficiency, e. More efficient wind absorption of the blades by differentiated blade angle change along the entire blade spread is made possible for each prevailing wind ratio, f. satisfactory electricity generation. E = - N dø / dt can be met without intermediate gear ratios, which both increase the cost and reduce the overall efficiency. g. low noise scattering to the environment in terms of both aerodynamic noise from the wind-absorbing blades and mechanical noise from the moving, metallic rotating parts.

Upppgiften har lösts genom atti det vertikala vingplanet, for infastning av bladen, införa en cirkulär, helt sluten rotationsbana med samma funktion och delvis även form som ett vidsträckt ' rnllager, varvid givits möjlighet att välja ett godtyckligt stort antal vindupptagande blad för varje anläggning. Den cirknlära rotationsbanan utformas som en ändlös rotationsmantel på ett godtyckligt men ändarnålsenli gt avstånd från rotationscentrum samt en cirkulärt anordnad styrmantelfast förankrad i anläggningen, varvid rotations- och styrmanteln är åtskilda av mellanliggande rullar, anordnade både vertikalt och liggande mellan rotations- och styrmantel så anordnade att mantlarna tar upp både radial- och sidokrafter, varvid ett stort antal radiellt utåtriktade vindupptagande blad växelvis är vridbart fastade vid, i förhållande till vindriktrringen, ömsom främre fästen vid rotationsrnanteln och ömsom bakre, varvid bladens ytterpartier eller spetsar är fastade vid en sammanhållande cirkulär, yttre båge, varvid de vindupptagande bladen genom de inre och yttre infástningarna medgivas ytterst tunna blad med dragspänningsegenskaperna som viktigaste parametrar. Vid rotationsmanteln är även vridbart f ästade ett stort antal inåtgående blad med innerspetsarna växelvis roterbart fastade vid, i förhållande till vindiiktningen, ömsom främre och ömsom bakre fästen vid en sammanlrållande cirkulär, inre, mantelforrnad ring.The task has been solved by introducing the vertical wing plane, for fastening the blades, a circular, completely closed rotation path with the same function and partly also the shape of an extensive bearing, whereby it is possible to select an arbitrarily large number of wind-receiving blades for each plant. The circular rotation path is designed as an endless rotating jacket at an arbitrary but end-needle distance from the center of rotation and a circularly arranged guide jacket fixedly anchored in the plant, the rotation and guide jacket being separated by intermediate rollers, arranged both vertically and lying between rotating and the sheaths absorb both radial and lateral forces, a large number of radially outwardly winding blades being rotatably attached to, relative to the wind direction ring, alternately anterior attachments to the rotating mantle and rearwardly, the outer portions or tips of the blades being attached to a cohesive circular arc, whereby the wind-absorbing blades through the inner and outer attachments are allowed extremely thin blades with the tensile properties as the most important parameters. A large number of inwardly extending blades are also rotatably attached to the rotating jacket with the inner tips alternately rotatably attached to, in relation to the wind direction, alternately front and rear brackets at a coiling circular, inner, jacket-shaped ring.

Rotationsmantelns diameter väljs så att tillfredsställande hög rotorhastighet uppnås för elgenerering enligt E = - N dø/dt, varvidenergiuttaget sker genom en eller flera el generatorer med rotorema löpande längs och fastade vid rotationsrnanteln och statorerna löpande parallellt 'OO I 0 O O n - Q c o» b I 0 vnoo o: .u a > ~ o Q ao med rotorerna och fástade vid styrmanteln och dess fästen. invändigt vart och ett av de radiellt utåtgående vindupptagande bladen kan vid behov införas en stagande lina med uppgift att hållfasthetsrnässi gt uppta drag- och övriga spänningar och att förhindra böjning av bladen, varvid linan förses med en spännanordning fastad vid rotationsmanteln vid de vridbara fastena och varvid linans motsatta ände fast förankras i det yttre fästet. Tack vare linan kan bladen utföras med en tjocklek mindre än 10 % av bladbredden med ökad vingverkningsgradjärrrfört med tjockare blad vid konventionella vindkraftverk.The diameter of the rotating jacket is chosen so that a satisfactory high rotor speed is achieved for electricity generation according to E = - N dead / dt, whereby the energy output takes place through one or more electric generators with the rotors running along and attached to the rotating jacket and the stators running parallel 'OO I 0 OO n - Q co » b I 0 vnoo o: .ua> ~ o Q ao with the rotors and attached to the control jacket and its brackets. inside each of the radially outwardly winding blades a bracing line can be inserted if necessary with the task of absorbing tensile and other stresses and to prevent bending of the blades, the line being provided with a tensioning device attached to the rotating jacket at the rotatable fasteners and the opposite end of the rope is firmly anchored in the outer bracket. Thanks to the rope, the blades can be made with a thickness of less than 10% of the blade width with increased wing efficiency degree-driven with thicker blades in conventional wind turbines.

Den yttre hågen, de vindupptagande bladen och linorna tjänar även syftet som åskavledare, varvid liuornas ändar anordnas samrnankopplade med den yttre bågen resp rotationsmanteln med extra elektriska ledare förutom genom den direkta kontakten mellan metaller-na, varvid rotorerna och statorerna skyddas genom att infastninganra utföres av icke elektriskt ledande material. i De vindupptagande bladens lutning till turbinens rotationsplan, bladvinkeln ß regleras genom att vid de vindupptagande bladens vridbara faster: anordna reglerarrnar anslutna till styrdon för bladvinkelregleringen via styrlinor eller dylikt, vilka löper på rullar längs rotationsmanteln. Vid en ändring av bladvinkeln sker den till fullo vid de vridbara infastningarna och avtar successivt radiellt utåt längs bladutbredningen och har avtagit helt vid den yttre infästningen. De radiellt inåtrilctade bladens bladvinkel ß ändras lika mycket längs hela utbredningen tack vare de vridbara fastena vid inneningen.The outer hook, the wind-absorbing blades and the ropes also serve the purpose of lightning conductors, the ends of the wires being arranged interconnected with the outer arc and the rotating jacket with additional electrical conductors except by the direct contact between the metals, the rotors and stators being protected by fastening. non-electrically conductive material. In the inclination of the wind-receiving blades to the plane of rotation of the turbine, the blade angle ß is regulated by arranging the regulators connected to guide blades for blade angle control via guide ropes or the like at rotating shafts or the like, which run on rollers along the rotating jacket. When the blade angle is changed, it occurs completely at the rotatable attachments and gradually decreases radially outwards along the blade spread and has decreased completely at the outer attachment. The blade angle ß of the radially inwardly inclined blades changes equally along the entire extension thanks to the rotatable fasteners at the inlet.

Rotationsbanans styrrnantel är fästad vid ett fackverk eller likartad anordning, fástad vid ett eller flera tom, som är vilande på ett tornunderlag roterbart anordnad via rullar på skenor eller dylikt på ett fast underlag.The guide casing of the rotary web is attached to a truss or similar device, attached to one or more blanks, which are resting on a tower base rotatably arranged via rollers on rails or the like on a solid surface.

Beskrivning av ritningar Fig. l visar diagram över etïektkoefficienten vid olika antal vingar och olika glidtal.Description of drawings Fig. 1 shows diagrams of the etiquette coefficient at different numbers of wings and different sliding numbers.

Fig. 2 visar diagram över glidtal vid ökande turbindiameter vid olika släta vingytor.Fig. 2 shows diagrams of sliding numbers with increasing turbine diameter at different smooth wing surfaces.

Figs visar aniäggningenivy framifrån. ' Frg. 4 visar anläggningen i ett snitt efter den vertikalayentrurnlinjen i lig. 3.Figs shows the installation level from the front. 'Frg. 4 shows the plant in a section along the vertical line return line in lig. 3.

Fig. 5 visar ett snitt genom rotationsmanteln och styrmanteln med bladinfastningarna, reglerarmaina och generatordetal j er markerade.Fig. 5 shows a section through the rotating jacket and the control jacket with the blade attachments, regulator arms and generator details marked.

Fr g. 6 visar ett snitt genom det roterbara tornunderlaget med överspår, underspår och rullar markerade. _ Fr g. 7 visar en konventionell bladproñl i järnförelse med de sammantagna profilerna i en anläggning med ett stort antal blad med samma totala bladbredd.Fr g. 6 shows a section through the rotatable tower base with upper grooves, lower grooves and rollers marked. Fr g. 7 shows a conventional blade profile in iron construction with the total profiles in a plant with a large number of blades with the same total blade width.

Beskrivning av utföringsexempel Vindturbinanläggningen är försedd med många vindupptagande blad (1, 2, 3, 4) anordnade kring en sluten rotationsbana (5) uppbyggd av en hela Omkretsen omfattande ändlös cirkulär rotationsmantel (10) på godtyckligt men ändamålsenligt avstånd från rotationscentrum (1 l) samt en cirkulärt anordnad styrmantel (12) fast förankrad i 10 15 20 30 35 45 526 84-5 anläggningen, varyid notationsmanteln och styrrnanteln är åtskilda av mellanliggande rullar (13, 14), anordnade både vertikalt (13) och liggande (14) mellan rotationsmanteln och styrmanteln med uppgift att förmedla vertikal- och sidokrafter till styrmanteln. De vindupptagande bladen är inriktade både väsentligen radiellt utåt (1, 2) och radiellt inåt (3, 4) från rotationsrnanteln (10), varvid verket är uppbyggd av ett eller flera plåt- eller f ackverkstom (6) som är förenade med varandra genom sammanbindande fackverk (7, 8) som också utgör fästen for rotationsbanan. Tornen vilar på ett roterbart tornunderlag, tombädden (9).Description of exemplary embodiments The wind turbine system is provided with many wind-absorbing blades (1, 2, 3, 4) arranged around a closed rotary path (5) built up of an entire circumference comprising an endless circular rotating jacket (10) at any but expedient distance from the center of rotation (1 l). and a circularly arranged guide jacket (12) fixedly anchored in the plant, the notation jacket and the guide jacket are separated by intermediate rollers (13, 14), arranged both vertically (13) and lying (14) between the rotating jacket and the steering jacket with the task of transmitting vertical and lateral forces to the steering jacket. The wind-receiving blades are aligned both substantially radially outwards (1, 2) and radially inwards (3, 4) from the rotating jacket (10), the plant being built up of one or more sheet metal or truss frames (6) which are connected to each other by interconnecting trusses (7, 8) which also form the brackets for the rotation path. The towers rest on a rotatable tower base, the empty bed (9).

Rotationsmanteln (10) är uppbyggd av minst en välvd plåtmantel (15) och längsgående kantbalkar (16, 17) fästade vid plåtmanteln. Styrmanteln innefattar minst en välvd , plåtmantel (18) och längsgående styrbalkar (19) fästade vid styrmanteln. Rullama (13, 14) i rullbanoma mellan rotationsmanteln (10) och styrmanteln (12) hålls i sär av runt rullbanoma anordnade rullhållare (20). I detta utföringsexempel är de utförda med lagertappar (21) anpassade i hålta gningar i rullama, vilket medför lägre friktionjärnfört med rullhållare som åtskiljer rullama via mllperiferierna. Rullstöd (23, 24) av exempelvis fyrkantjärn är fästade längs rullbanorna för stabilare gång för rullarna.The rotating jacket (10) is made up of at least one arched sheet metal jacket (15) and longitudinal edge beams (16, 17) attached to the sheet metal jacket. The guide sheath comprises at least one arched, sheet metal sheath (18) and longitudinal guide beams (19) attached to the guide sheath. The rollers (13, 14) in the roller tracks between the rotating jacket (10) and the guide jacket (12) are held apart by roller holders (20) arranged around the roller tracks. In this exemplary embodiment, they are made with bearing pins (21) adapted in holes in the rollers, which results in lower friction irons with roller holders which separate the rollers via the outer peripheries. Roller supports (23, 24) of, for example, square iron are attached along the roller tracks for more stable running of the rollers.

Mellan rotationsmantelns plåtar ( 15) och mellan styrmantelns plåtar (18) och även mellan de längsgående balkarna (19) och styrmantelns plåtar är inpassade ljuddämpande skivor (52, 53) av lj udisolerande material för reducering av de ljud som alstras av rullarnas kontaktmed plåtama, men även i hållfasthetsökande syfte för mantlarna.Between the plates (15) of the rotating jacket (15) and between the plates (18) of the guide jacket and also between the longitudinal beams (19) and the plates of the guide jacket, sound-absorbing discs (52, 53) of sound-insulating material are fitted to reduce the noise generated by the rollers' contact with the plates. but also for strength-increasing purposes for the mantles.

I en annan utföringsform är även ett mycket stort antal vindupptagande blad (62) stumt anordnade mellan den yttre bågen (27) och en yttersta båge (63).In another embodiment, a very large number of wind-absorbing blades (62) are also mutually arranged between the outer arc (27) and an outermost arc (63).

De radiellt utåtriktade vindupptagande bladen (1 , 2) är växelvis vridbart fastade vid, i förhållande till vindriktningen, ömsom främre fästen (25) vid rotationsmanteln och ömsom bakre fästen (26), varvid bladens ytterpartier eller spetsar är fästade vid en sammanhållande cirkulär, yttre båge (27). Vid rotationsmanteln (10) är även vridbart fástade inåtgående blad (3, 4) vars inre ändar växelvis är vridbart fästade vid, i förhållande till vindriktningen, ömsom främre fästen och ömsom bakre fästen vid en sammanhållande cirkulär inre, bredare, mantelformad ring (30). De vindupptagande bladen kan utformas mycket tunna, mindre än 2 % av av bladbredden, varvid väsentligen endast draghållfastlietsegenskaperna begränsar bladtj ockleken eftersom bladen är f astspända mellan de bägge ändama. För uppnående av ett minimalt vindmotstånd kan bladens profiler utformas något böjda i enlighet med bladens rörelse i förhållande till vindens minskade hastighet just före passerandet och något förändrade rörelseriktning vid passerandet av turbinens rotationsplan med uppkomst av viss rotation av luftflödet.The radially outwardly directed wind receiving blades (1, 2) are alternately rotatably attached to, relative to the wind direction, alternately front brackets (25) at the rotating jacket and alternately rear brackets (26), the outer portions or tips of the blades being attached to a cohesive circular, outer bow (27). The rotating jacket (10) also has rotatably fastened inwardly extending blades (3, 4) whose inner ends are alternately rotatably attached to, in relation to the wind direction, alternately front brackets and rear brackets to a cohesive circular inner, wider, jacket-shaped ring (30). . The wind-absorbing blades can be designed very thin, less than 2% of the blade width, with essentially only the tensile strength properties limiting the blade thickness because the blades are clamped between the two ends. To achieve a minimal wind resistance, the blade profiles can be designed slightly curved in accordance with the movement of the blades in relation to the reduced speed of the wind just before passing and slightly changing direction of movement when passing the turbine's plane of rotation with the occurrence of some rotation of air.

Vid en förlustfri, idealisk turbin uppstår ingen luftrotation och ingen förändring av vindens rörelseriktning.With a lossless, ideal turbine, there is no air rotation and no change in the direction of movement of the wind.

Vid bladens vridbara fästen (25, 26) vid rotationsmanteln är fästade reglerannar (31) anslutna till styrdon för bladvinkelre glerin gen (32), antingen elektroniskt styrda med vindhastigheten som väsentlig driftsparameter ellermekaniskt styrda med 55 65 70 75 5 2 6 F) 4- 5 centrif u galregul atorer med rotationsmantelns periferihastighet som väsentlig _ . driftsparameter, eller en kombination av bägge styrsystemen, varvid styrlinor eller böJli ga styrplattjäm (35) som löper på rullar (36) längs rotationsmanteln via reglerarmarna förrnedlar vinkelf orändrin gen till de vindupptagande bladen.At the pivotable brackets (25, 26) of the blades at the rotating jacket, fixed controls (31) are connected to control means for the blade angle control (32), either electronically controlled with the wind speed as the essential operating parameter or mechanically controlled with 55 65 70 75 5 2 6 F) 4- 5 centrifuges and bile regulators with the peripheral velocity of the rotating jacket as essential _. operating parameters, or a combination of both control systems, wherein guide ropes or curved guide plate irons (35) running on rollers (36) along the rotating jacket via the control arms reduce the angular change to the wind-receiving blades.

För att kompensera luftflödets kortare löpsträcka fram till de, i förhållande till vindriktningen, främre vindupptagande bladen och i förhållande till löpsträckan fram till ett tänkta medelläge (37) mellan de främre (25) och bakre fästena (26), anordnas de f rämre bladen (l) vridbart fastade något framåt på rotationsmanteln, i rotationsriktningen räknat, från de tänkta infästningspunkter som skulle gälla vid jämnt fördelade avstånd mellan bladen med infástningarna i de tänkta medellägena (37). På samma sätt anordnas de bakre bladen (2) vridbart fästas något bakåt, i rotationsriktningen räknat, från inf ästningarnas tänkta medelläge (37) på rotationsmanteln. invändigt vart och ett av de radiellt utåtgående vindupptagande bladen är införda en stagande lina (38) som är försedd med en spännanordning (39) förankrad vid rotationsmanteln vid de vridbara fästena (25, 26), varvid linans motsatta ände är fast förankrad vid det yttre f ástet med linlås och varvid linan verkar som en stadgande stomme för bladet i hela dess utsträckning.To compensate for the shorter running distance of the air to the front wind-absorbing blades in relation to the wind direction and in relation to the running distance up to an imaginary average position (37) between the front (25) and rear brackets (26), the front blades (26) are arranged l) rotatably fastened slightly forward on the mantle of rotation, calculated in the direction of rotation, from the intended attachment points which would apply at evenly spaced distances between the blades with the attachments in the intended intermediate positions (37). In the same way, the rear blades (2) are arranged to be rotatably fastened slightly backwards, calculated in the direction of rotation, from the imaginary middle position (37) of the fastenings on the rotating jacket. inside each of the radially outwardly extending wind-receiving blades is inserted a bracing rope (38) which is provided with a clamping device (39) anchored to the rotating jacket at the rotatable brackets (25, 26), the opposite end of the rope being fixedly anchored to the outer f the case with a rope lock and wherein the rope acts as a fixed frame for the blade in its entire extent.

Energiuttaget sker genom en längs rotationsbanan löpande krökt, dvs icke-linjär elgenerator (41, 42) med rotorn (41) fastad vid rotationsmanteln och statorn (42) vid styrmantelns fästen (43). Eftersom rotati onsmantelns hastighet ökar med ökande mantelradie vid en viss rotationshastighet och därmed också rotoms hastighet, väljs mantelns radie så att tillfredsställande hög rotorhastighet uppnås för elgenereringen enligt E = - N dø/dt. Rotorns resp statorns infástningar utföras elektriskt isolerande.The energy extraction takes place through a curve running along the path of rotation, ie non-linear electric generator (41, 42) with the rotor (41) attached to the rotating jacket and the stator (42) to the brackets (43) of the control jacket. Since the rotation of the rotating jacket increases with increasing jacket radius at a certain rotational speed and thus also the speed of the rotor, the radius of the jacket is selected so that a satisfactory high rotor speed is achieved for the electricity generation according to E = - N dø / dt. The attachments of the rotor and stator are made electrically insulating.

Tornen (6) utföres som strömlinjeformade avlånga plåttorn, alternativt som avlånga fackverkskonstruktioner uppbyggda av pelare (53) och stag (54, 55), varvid tomen i detta utföringsexempel utformas som bakom varandra sammankopplade kvadratiska tomsektioner, varvid plåtar (56) infästas vid de bakre tomsektorernas (57) övre och yttre sidosektioner, med syftet att medverka till självstyming av anläggningen rakt mot vindriktningen och även medverka till stadgandet av tornen. Tomen förstärks med stödtom (58) placerade, i vindens riktning räknat, bakom tomen.The towers (6) are designed as streamlined elongate sheet metal towers, alternatively as elongated truss constructions built of pillars (53) and struts (54, 55), the toms in this embodiment being designed as interconnected square empty sections, wherein plates (56) are attached to the rear the upper and outer side sections of the empty sectors (57), with the aim of contributing to the self-steering of the facility directly in the wind direction and also contributing to the construction of the towers. The tome is reinforced with a support tome (58) placed, in the direction of the wind, behind the tome.

Tomens rotationsunderlag, här benämnd tornbädden (44), är anordnad att rotera på en sluten, cirkulär bana (45) som innefattar under tornbädden fästade nedåtriktade överspår (46) anordnade att rotera på fasta underspår (47) via mellanliggande rullar (48) med rullhållare (49). Stag (60) sammanbinder tornens främre överdelar, via pasage genom den inre ringen (30), med infastriingar med motvikter (61) på tombäddens främre parti.The rotation base of the tom, here referred to as the tower bed (44), is arranged to rotate on a closed, circular path (45) which comprises downwardly directed upper grooves (46) attached below the tower bed arranged to rotate on fixed sub-grooves (47) via intermediate rollers (48) with roller holders (49). Braces (60) connect the front upper parts of the tower, via passage through the inner ring (30), with fastenings with counterweights (61) on the front part of the empty bed.

Vid anläggningar med en rotationsbana (5) med relativt liten radie i förhållande till tornbredden kan vindturbinanläggningen uppföras med ett enda, runt tom fast förankrad i underlaget, varvid kring tornet är anordnade rotationsringar vid vilka rotationsbanan (5) är vridbart anordnad.In plants with a rotation path (5) with a relatively small radius in relation to the tower width, the wind turbine plant can be constructed with a single, around evenly firmly anchored in the substrate, rotating rings being arranged around the tower at which the rotation path (5) is rotatably arranged.

Claims (11)

10 15 20 30 35 5 2 6 8 4 5 Patentkrav b10 15 20 30 35 5 2 6 8 4 5 Patent claim b 1. Vindturbinanläggning med många vindupptagande blad (1-4) anordnade kring en sluten rotationsbana (5), vilka blad är inriktade väsentligen radiellt utåt (1, 2) och radiellt inåt (3, 4) från rotationsbanan, varvid energiuttaget sker genom en eller flera längs rotationsbanan utbredande elgeneratorer (41, 42), varvid verket är uppbyggd av ett eller flera plåt- eller fackverkstorn (6) som är förenade med varandra genom sarnmanbindande fackverk (7, 8) därtill utgörande fästen för rotationsbanan, varvid tornen vilar på ett roterbart underlag (9) kännetecknad av, att rotationsbanan (5) är helt sluten och uppbyggd av en hela Omkretsen omfattande cirkulär rotationsmantel (10) på ändamålsenligt avstånd från rotationscentrum (11) samt av en cirkulärt anordnad styrmantel (12) fast förankrad i anläggningen, varvid rotations- och styrmanteln är åtskilda av mellanliggande rullar (13, 14), anordnade både vertikalt (13) och liggande (14) mellan rotations- och styrmantelni rullbanor, varvid radiellt utåtriktade vindupptagande blad (1, 2) växelvis är vridbart fästade vid, i förhållande till vindriktningen, ömsom vridbara främre fästen (25) vid rotationsmanteln och ömsom vridbara bakre fästen (26), varvid bladens ytterpartier eller spetsar är fästade vid en sarnmanhållande cirkulär, yttre båge (27), varvid vid rotationsmanteln (10) vridbart är fästade inåtgående vindupptagande blad (3, 4) vars inre ändar växelvis är vridbart fästade vid, i förhållande till vindriktnin gen, ömsom främre fästen och ömsom bakre fästen vid en sammanhållande inre, cirkulär, mantelfonnad ring (30), varvid vid bladens vridbara fästen (25, 26) vid rotationsmanteln (10) är anordnade reglerannar (31) anslutna till en eller flera bladvinkelreglerare (32) via styrlinor (35) eller dylikt löpande på rullar (36) längs rotationsmanteln, varvid elgeneratoremas rotorer (41) är anordnade elisolerat fästade längs den slutna rotationsmanteln och statorema (42) elisolerat fästade vid stynnanteln och dess fästen längs rotationsbanan.A wind turbine plant with many wind-absorbing blades (1-4) arranged around a closed path of rotation (5), which blades are oriented substantially radially outwards (1, 2) and radially inwards (3, 4) from the path of rotation, the energy extraction taking place through one or fl are electrical generators (41, 42) extending along the path of rotation, the plant being built up of one or fl your sheet metal or truss towers (6) which are connected to each other by connecting trusses (7, 8) constituting attachments for the path of rotation, the towers resting on a rotatable base (9), characterized in that the rotation path (5) is completely closed and built up of an entire circumferential circular rotating jacket (10) at an appropriate distance from the center of rotation (11) and of a circularly arranged guide jacket (12) firmly anchored in the plant, wherein the rotation and guide jacket are separated by intermediate rollers (13, 14), arranged both vertically (13) and lying (14) between the rotation and guide jacket in roller tracks, radially outwardly directional wind-receiving blades (1, 2) are alternately rotatably attached to, relative to the wind direction, alternately rotatable front brackets (25) at the rotating jacket and alternately rotatable rear brackets (26), the outer portions or tips of the blades being attached to a cohesive circular, outer arc (27), wherein inwardly attached inwardly attached wind-receiving blades (3, 4) whose inner ends are rotatably attached to, in relation to the wind direction, alternately front brackets and alternately rear brackets to a cohesive inner, circular , sheath-shaped ring (30), wherein at the rotatable brackets (25, 26) of the blades at the rotating jacket (10) are arranged adjusting grooves (31) connected to one or more of the blade angle adjusters (32) via guide ropes (35) or the like running on rollers (36) along the rotating jacket, the rotors (41) of the electric generators being arranged electrically attached along the closed rotating jacket and the stators (42) electrically attached to the thin shell and its brackets along the rotation nsbanan. 2. Vindkraftverk enligt krav 1, kännetecknad av, att rotationsmanteln (10) är uppbyggd av minst en välvd plåtmantel (15) och längsgående kantbalkar ( 17) fästade vid plåtmanteln samt att styrmanteln innefattar minst en välvd plåtmantel (18) och minst en styrbalk (19) fästad vid styrrnanteln.Wind turbine according to claim 1, characterized in that the rotating jacket (10) is built up of at least one curved sheet metal jacket (15) and longitudinal edge beams (17) attached to the sheet metal jacket and that the guide jacket comprises at least one curved sheet metal jacket (18) and at least one guide beam ( 19) attached to the steering jacket. 3. Vindkraftverk enligt krav 1, f kännetecknad av, att de främre, väsentligen radiellt utåtriktade vindupptagande bladen (1) anordnas fästade, i rotationsriktriingen räknat, något framåt på rotationsmanteln (10) från tänkta medellägen (37) mellan de främre och bakre bladen vid jämnt fördelade avstånd mellan bladen, varvid de bakre bladen (2) anordnas fästade något bakåt, i rotationsriktningen räknat, från infästningarnas tänkta medellägen (37) på rotationsmanteln, varvid de inåtgående bladen (3,4) på likartat sätt anordnas fästade vid den inre ringen (30).Wind turbine according to Claim 1, characterized in that the front, substantially radially outwardly directed wind-receiving blades (1) are arranged fastened, calculated in the direction of rotation, slightly forwards on the rotation jacket (10) from imaginary middle positions (37) between the front and rear blades at evenly distributed distances between the blades, the rear blades (2) being arranged slightly posteriorly, in the direction of rotation, from the imaginary middle positions (37) of the fasteners on the rotating jacket, the inwardly extending blades (3,4) being similarly arranged attached to the inner ring. (30). 4. Vindkraftverk enligt krav l, kännetecknad av, , att rullarna (13, 14) i varje rullbana mellan rotationsmanteln (10) och styrmanteln (12) 45 55 65 70 75 9 ooo no o o ao ooco oo oo o o o; oovo oo o o o: o u o oo l ou oo aan e hålls i sär av runt hela rullbanan omslutande rullhållare (20).va.rvid rullstöd (23, 24), n utgörande av exempelvis platt- eller fyrkantjärn, är fastade längs rullbanan utgörande dess kanter medgivande stabilare gång för rullama.Wind turbine according to claim 1, characterized in that the rollers (13, 14) in each roller conveyor between the rotating jacket (10) and the guide jacket (12) 45 55 65 70 75 9 ooo no o o ao ooco oo oo o o o; oovo oo ooo: ouo oo l ou oo aan e are held apart by roller holders (20) enclosing around the entire runway. The roller supports (23, 24), consisting of, for example, flat or square iron, are fastened along the runway constituting its edges. allowing more stable running for the rollers. 5. Vindkraftverk enligt krav l, kännetecknad av, att reglerarmar (31) är fástade vid de vindupptagande bladen (l, 2, 3, 4) vid infästningarna vid rotationsmanteln (10), varvid reglerarmarna, via styrlinor (35) eller dylikt är anslutna till styrdon för bladvinkelreglering (32), antingen elektroniskt styrda genom avkännin g av vindhasti gheten eller mekaniskt styrda med centrifugalregulatorer, varvid rotationsmantelns periferihastighet utgör väsentlig driftsparameter, eller genom en kombination av bägge styrsystemen, anordnade att åstadkomma en fram- eller bakåtriktad rörelse Överförd till styrlinorna (35), som löper längs rotationsmanteln (10) och, genom den fram- eller bakåtriktad rörelsen, via reglerarmarna (31), förmedlar den önskade vinkelförändringen till de vindupptagande bladen.Wind turbine according to claim 1, characterized in that control arms (31) are attached to the wind-absorbing blades (1, 2, 3, 4) at the attachments to the rotating jacket (10), the control arms being connected via guide lines (35) or the like. to blade angle control devices (32), either electronically controlled by sensing the wind speed or mechanically controlled by centrifugal controllers, the peripheral speed of the rotating jacket being an essential operating parameter, or by a combination of both control systems, arranged to provide a forward or rearwardly directed steering line (35), which runs along the rotating jacket (10) and, through the forward or backward movement, via the regulating arms (31), transmits the desired angular change to the wind-absorbing blades. 6. Vindkraftverk enligt krav 1, kännetecknad av, att tornens rotationsunderlag, tornbädden (44) är anordnad att rotera på en sluten, cirkulär bana (45) innefattande under tornbädden fástade ett eller flera nedåtriktade överspår (46) anordnade att rotera på fasta underspår (47) via mellanliggande rullar (48) med rullhållare (49).Wind turbine according to claim 1, characterized in that the rotation base of the tower, the tower bed (44) is arranged to rotate on a closed, circular path (45) comprising one or more downwardly directed upper grooves (46) arranged below the tower bed to rotate on fixed sub-grooves (46). 47) via intermediate rollers (48) with roller holders (49). 7. Vindkraftverk enligt krav l, kännetecknad av, att vindkraftverket anordnas med ett enda runt tom fast förankrad i underlaget, varvid kring tornets övre sektion är anordnade en eller flera rotationsringar vid vilka de vindupptagande bladens rotationsbana (5) är fästad.Wind turbine according to claim 1, characterized in that the wind turbine is arranged with a single round empty fixedly anchored in the base, one or more rotating rings being arranged around the upper section of the tower to which the rotation path (5) of the wind-receiving blades is attached. 8. Vindkraftverk enligt krav 1, kännetecknad av, att i de radiellt utåtriktade vindupptagande bladen är införda en lina (38) anordnad med en spännanordning (39) vid rotationsmanteln (10) vid de vridbara fástena (25, 26), varvid linan med linlås är fast förankrad vid den motsatta ändens fästen.Wind turbine according to Claim 1, characterized in that a rope (38) arranged with a clamping device (39) at the rotating jacket (10) at the rotatable fasteners (25, 26) is inserted in the radially outwardly directed wind-receiving blades, the rope with rope lock is firmly anchored to the brackets of the opposite end. 9. Vindkraftverk enligt krav 1, kännetecknad av, att de vindupptagande bladen (l, 2, 3, 4), genom infástrxingarna vid rotationsmanteln (10) och vid den yttre bågen (27) resp inre ringen (30), medgivas utformning relativt tunna, mindre än 5 % av bladbredden, med, i vindriktningen betraktat, något bågformad, konkav profil. 'Wind turbine according to claim 1, characterized in that the wind-absorbing blades (1, 2, 3, 4), through the attachments at the rotating jacket (10) and at the outer arc (27) and the inner ring (30), respectively, are allowed to be relatively thin. , less than 5% of the blade width, with, in the wind direction, slightly arcuate, concave profile. ' 10. Vindkraftverk enligt krav 1 och 2, kännetecknad av, att mellan rotationsmantelns plåtmantlar ( 15) och kantbalkar ( 16, 17) och mellan n oo 5 2 f) 4 5 :Wind turbine according to Claims 1 and 2, characterized in that between the plate sheaths (15) and edge beams (16, 17) of the rotating jacket and between n oo 5 2 f) 4 5: 11. ll. ro.: : an' sou: .v00 soc: .g Den: 90 styrmantelns plåtar (18) och även mellan de längsgående balkarna (19) åclištyiifnaiitelns plåtar är inpassade mellanliggande skivor (52, 53) av ljuddämpande, ljudisolerande och hållfastighetsökande material för reducering av de av rullarna alstrade ljuden, varvid även rullama, vad gäller kontakten med rotations- och styrmantlarna, utföras av minimalt ljudframkallande material.11. ll. ro .:: an 'sou: .v00 soc: .g Den: 90 guide plate plates (18) and also between the longitudinal beams (19) åclištyiifnaiitel plates are fitted intermediate plates (52, 53) of sound-absorbing, sound-insulating and strength-enhancing materials for reduction of the sounds generated by the rollers, whereby also the rollers, as far as the contact with the rotation and control sheaths is concerned, are made of minimal sound-producing material.
SE0200734A 2002-03-12 2002-03-12 Wind turbine plant with many wind receiving blades arranged around a closed rotation path SE526845C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0200734A SE526845C2 (en) 2002-03-12 2002-03-12 Wind turbine plant with many wind receiving blades arranged around a closed rotation path
PCT/SE2003/000409 WO2003076803A1 (en) 2002-03-12 2003-03-12 Wind power plant
AU2003212757A AU2003212757A1 (en) 2002-03-12 2003-03-12 Wind power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0200734A SE526845C2 (en) 2002-03-12 2002-03-12 Wind turbine plant with many wind receiving blades arranged around a closed rotation path

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE0200734D0 SE0200734D0 (en) 2002-03-12
SE0200734L SE0200734L (en) 2003-09-13
SE526845C2 true SE526845C2 (en) 2005-11-08

Family

ID=20287229

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE0200734A SE526845C2 (en) 2002-03-12 2002-03-12 Wind turbine plant with many wind receiving blades arranged around a closed rotation path

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2003212757A1 (en)
SE (1) SE526845C2 (en)
WO (1) WO2003076803A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL1861619T3 (en) 2005-03-15 2011-01-31 Clipper Windpower Inc Tension wheel in a rotor system for wind and water turbines
GR1005098B (en) * 2005-05-13 2006-01-13 Κωνσταντινος Νικολαου Καισερλης Craft's air-turbine having radial variably inclined blades and a ring
US20120051914A1 (en) 2008-10-24 2012-03-01 Dehlsen James G P Cable-stayed rotor for wind and water turbines
CN103883466B (en) * 2014-02-24 2016-03-23 张效新 There is the horizontal axis wind-driven generator of gate fan shape blade and scalable wind wheel
CN106089567A (en) * 2016-05-20 2016-11-09 唐华山 Circular cone wind wheel circumferential edge is along the fan blade circle of the centrifugal flow four side conversion of the top of a wall that keeps out the wind
CN106121909A (en) * 2016-08-15 2016-11-16 张达汇 A kind of wind power generator impeller from motion tracking wind direction

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE371459C (en) * 1921-11-13 1923-03-15 Paul Wagner Impeller for wind turbines with closed channels on all sides, which are arranged in several concentrically arranged rings provided with blades
DE2506160C3 (en) * 1975-02-14 1978-04-13 Alberto 8136 Percha Kling Wind power plant
IE790335L (en) * 1979-03-12 1980-09-12 Gilchrist Timothy M Wind turbine rotor
US4330714A (en) * 1980-06-26 1982-05-18 Smith Otto J M Wind turbine system
JP2000506580A (en) * 1995-10-13 2000-05-30 ニルス・エリック・ギスラソン Horizontal axis wind turbine

Also Published As

Publication number Publication date
SE0200734D0 (en) 2002-03-12
AU2003212757A1 (en) 2003-09-22
SE0200734L (en) 2003-09-13
WO2003076803A1 (en) 2003-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2007205199B2 (en) Wind turbine assembly and related method
RU2426006C2 (en) Turbine
US20120099977A1 (en) Fluid directing system for turbines
US5350273A (en) Wind energy collection system
KR20110134933A (en) In-pipe hydro-elecrtic power system and turbine
US11359608B2 (en) Segmented airfoil design for guide wires
EP3635248B1 (en) Segmented airfoil design for guide wires
EA200970209A1 (en) WINTER ENERGY GENERATOR
WO2006123951A1 (en) A wind turbine
EP2236818B1 (en) Driving force generating device
US11156204B2 (en) Wind turbine
NO800696L (en) WIND TURBINE ROTOR.
KR20130129179A (en) Vertical axis wind turbine
WO2011127420A1 (en) Multi-element wind turbine airfoils and wind turbines incorporating the same
SE526845C2 (en) Wind turbine plant with many wind receiving blades arranged around a closed rotation path
EA013379B1 (en) Vertical axis turbine apparatus
WO2013136060A1 (en) A wind turbine assembly
WO2010051647A1 (en) Turbine annular axial rotor
WO2011109003A1 (en) Wind energy installation
RU2267647C1 (en) Wind motor with "banana" blades and method of control of rotational frequency of wind-power turbine
RU2314433C2 (en) Rotary windmill
NL2023264B1 (en) A horizontal axis wind turbine and method for generating electrical energy
RU2736680C1 (en) Heliowind power plant of increased power
JP3102155U (en) Wind turbine for power generation
US20130161960A1 (en) Horizontal axis wind generator

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed