SE534330C2 - Vertical axle wind turbine - Google Patents
Vertical axle wind turbine Download PDFInfo
- Publication number
- SE534330C2 SE534330C2 SE0950903A SE0950903A SE534330C2 SE 534330 C2 SE534330 C2 SE 534330C2 SE 0950903 A SE0950903 A SE 0950903A SE 0950903 A SE0950903 A SE 0950903A SE 534330 C2 SE534330 C2 SE 534330C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- shaft
- wind power
- power unit
- unit according
- unit
- Prior art date
Links
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 16
- 239000011120 plywood Substances 0.000 claims description 6
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 101100328485 Caenorhabditis elegans tax-4 gene Proteins 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000004035 construction material Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
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
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/005—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor the axis being vertical
- F03D3/011—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor the axis being vertical of the lift type, e.g. Darrieus or Musgrove
-
- 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
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/005—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor the axis being vertical
-
- 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
- F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
- F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
-
- F03D11/02—
-
- 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
- F03D15/00—Transmission of mechanical power
-
- 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
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
-
- 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
- F03D15/00—Transmission of mechanical power
- F03D15/205—Transmission of mechanical power to the generator located at the tower bottom
-
- 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
- F05B2240/60—Shafts
- F05B2240/61—Shafts hollow
-
- 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
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/91—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
- F05B2240/913—Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure on a mast
-
- 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
- Y02E10/728—Onshore wind turbines
-
- 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
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the 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)
- Prostheses (AREA)
Abstract
12 SÅMMANDRAG Uppfinningar: avser att vertškašaxiaï vinékrafïaggrægaï med en vinfiiurbšn(2) meä vertškaå turbšnaxeš (3). Ert tsrn (1) uppbär všncšturbšrzera (2) Ger: engænaratør (8) är anørdnafi vid ïarnets (1) nedræ ände. En aggragaiaxeš (4)färbšrader turbinaxæir: (3) med generatørn (S). Eræâågï uppfinningen är aggregataxeir: (4) åtminstone tíšš sm sïörræ deå avträ. Uppfinningar: avser ämm en axeškamçßanænt avsecšcš aii utgöra rm sektšcmhas er: sådan aggregataxæš {ê} av trä. Vidare avses sit förfarande všszä uræpförande av ett vândkraítaggregaï ash ers användning av všndkrafïaggregaïei, img. 1; 12 SUMMARY INVENTIONS: intends to vertškašaxiaï vinékrafïaggrægaï with a wine fi iurbšn (2) with vertškaå turbšnaxeš (3). Ert tsrn (1) uppbär všncšturbšrzera (2) Ger: engænaratør (8) är anørdnafi vid ïarnets (1) nedræ ände. An aggragaiaxeš (4) färbšrader turbinaxæir: (3) with generator (S). According to the invention, aggregataxeir are: (4) at least tíšš sm sïörræ deå avträ. Inventions: refers to a axeškamçßanænt avsecšcš aii constitute rm sektšcmhas er: such aggregataxæš {ê} of wood. Furthermore, its procedure is concerned with the implementation of the use of a vândkraígtgregaï ash er using vÃndkrafïaggregaïei, img. 1;
Description
30 534 330 2 Lämpligtvis är aggregataxeln så gott som helt och hållet utförd i trä, möjligtvis med undantag för vissa beslagsdetaljer och förbindningselement. 30 534 330 2 Conveniently, the unit shaft is made almost entirely of wood, possibly with the exception of certain fitting details and connecting elements.
Tack vare detta materialval kan aggregataxeln göras avsevärt lättare och billigare. En sådan axel av trä erfordrar i och för sig en större materialmängd än för en axel av stål, med hänsyn till skillnaden i materialens egenskaper. Således blir vid en ihålig aggregataxel väggtjockleken hos en träaxel flera gånger större än den hos en stålaxel. Eftersom emellertid stålets densitet är ca 15 gånger större än träets så blir totalvikten för en träaxel ungefär en tredjedel av en motsvarande stålaxel. För ett vindkraftaggregat i storleken 3 MW innebär det en vikt på ca 15 ton respektive 40 ton. Betydande kostnadsbesparing ligger dessutom i att använda det avsevärt billigare konstruktionsmaterialet trä. Den lägre vikten underlättar dessutom uppförandet av vindkraftaggregatet där det ju är fråga om höga höjder. Utifrån ett LCA-perspektiv medför dessutom användande av en träaxel stor fördel med hänsyn till den avsevärt lägre energi som åtgår till att framställa trä jämfört med stål. Vid stora vindkraftaggregat är av motsvarande skäl även det torn som bär upp vindturbinen lämpligtvis av trä. Att då utföra aggregataxeln av trä eliminerar de problem med olika värmeutvidgningskoefficient som skulle uppträda om aggregataxeln vore av stål.Thanks to this choice of material, the unit shaft can be made considerably lighter and cheaper. Such a shaft of wood in itself requires a greater amount of material than of a shaft of steel, taking into account the difference in the properties of the materials. Thus, in the case of a hollow unit shaft, the wall thickness of a wooden shaft is several times greater than that of a steel shaft. However, since the density of the steel is about 15 times greater than that of the wood, the total weight of a wooden shaft is about one third of a corresponding steel shaft. For a wind power unit in the size 3 MW, this means a weight of about 15 tonnes and 40 tonnes respectively. Significant cost savings also lie in using the considerably cheaper construction material wood. The lower weight also facilitates the construction of the wind power unit, where it is a question of high altitudes. From an LCA perspective, the use of a wooden shaft also entails a great advantage with regard to the considerably lower energy required to produce wood compared to steel. In the case of large wind turbines, for similar reasons, the tower that carries the wind turbine is suitably made of wood. To then make the unit shaft of wood eliminates the problems with different coefficient of thermal expansion that would occur if the unit shaft were made of steel.
Enligt en föredragen utföringsform av vindkraftaggregatet är aggregataxeln ihålig.According to a preferred embodiment of the wind power unit, the unit shaft is hollow.
Detta minskar ytterligare dess vikt i jämförelse med en massiv aggregataxel eller en aggregataxel som har ett trähölje och en innanförliggande kämstruktur.This further reduces its weight in comparison with a solid unit shaft or a unit shaft having a wooden casing and an internal core structure.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform har aggregataxeln en radiell väggtjocklek i intervallet 20 - 100 mm. inom det intervallet uppnås för de flesta storlekar och vid de diametrar det är fråga om hállfasthetsegenskaper som är tillräckliga samtidigt som tjockleken hålls på en måttlig nivå. Lämpligtvis ligger tjockleken inom det snävare intervallet 30 ~ 80 mm.According to a further preferred embodiment, the unit shaft has a radial wall thickness in the range 20 - 100 mm. within that range is achieved for the storlekarest sizes and at the diameters it is a question of strength properties that are sufficient while keeping the thickness at a moderate level. Suitably the thickness is in the narrower range 30 ~ 80 mm.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är aggregataxeln av skivor av laminerat trä eller plywoodskivor.According to a further preferred embodiment, the unit shaft is made of laminated wood boards or plywood boards.
Det underlättar tillverkning av stora rörformiga kroppar det här är fråga om.This facilitates the manufacture of large tubular bodies.
Dessutom åstadkommas god hållfasthet. 20 30 534 330 3 Enligt ytterligare en föredragen utföringsform förlöper skivorna i spiralform kring aggregataxetns centrumaxel.In addition, good strength is achieved. According to a further preferred embodiment, the discs run in a spiral shape around the center axis of the unit axis.
Det medför en gynnsam upptagning av skjuvkrafterna i axeln och medger dessutom ett rationellt tiilverkningsförfarande.It entails a favorable absorption of the shear forces in the shaft and also allows a rational manufacturing process.
Eniigt ytterligare en föredragen utföringsform innefattar aggregataxeln minst två skikt av skivor, vilka förlöper i inbördes motsatt spiralriktning.In yet another preferred embodiment, the unit shaft comprises at least two layers of discs, which run in mutually opposite helical directions.
Kraftöverföringsförmågan blir därmed riktningsoberoende och mer homogen jämfört med endast ett skikt.The power transmission capacity thus becomes direction-independent and more homogeneous compared with only one layer.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform av vindkraftaggregatet har aggregataxeln cirkulär tvärsnittskontur med en diameter i intervallet 50 - 500 cm.According to a further preferred embodiment of the wind power unit, the unit shaft has a circular cross-sectional contour with a diameter in the range 50 - 500 cm.
Det är framförallt vid förhållandevis stora aggregat som det är en betydande fördel att använda trä i stället för stål. För stora aggregat är det fràga om diametrar i nämnda intervall, varför uppfinningen är av speciellt intresse här. I de flesta aktuella storlekar torde en diameter i intervallet 120 -- 250 cm vara aktuell.It is especially with relatively large units that it is a significant advantage to use wood instead of steel. For large units, it is a question of diameters in the said range, which is why the invention is of particular interest here. In most current sizes, a diameter in the range 120 - 250 cm should be relevant.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform har aggregataxeln en tvärsnittskontur som uppvisar minst tre hörn.According to a further preferred embodiment, the unit shaft has a cross-sectional contour having at least three corners.
Därmed underlättas tillverkningen av aggregataxeln genom att den kan sammanfogas av sektioner som är hopskarvade av minst tre partier l omkretsled.This facilitates the manufacture of the unit shaft by allowing it to be joined by sections which are spliced together by at least three portions in circumferential direction.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är konturens hörn förbundna med räta linjer bildande en polygon.According to a further preferred embodiment, the corners of the contour are connected by straight lines forming a polygon.
Det innebär att dess sidor är plana, vilket ur vissa aspekter underlättar tillverkning av sidorna och deras sammanfogande. Lämpligtvis är polygonen regelbunden och har tre. fyra, fem ,sex, siu eller åtta hörn.This means that its sides are flat, which in some respects facilitates the manufacture of the sides and their joining. Suitably the polygon is regular and has three. four, five, six, siu or eight corners.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är hörnen i konturen alternativt förbundna med bågformiga sidor.According to a further preferred embodiment, the corners of the contour are alternatively connected by arcuate sides.
Därigenom ökas axelns vridstyvhet jämfört med alternativet med räta linjer. Konturen får formen av en deformerad polygon. Företrädesvis utformas den som en motsvarande regelbunden polygon varvid samtliga båglinjema har samma form och längd. Bågformen är lämpligtvis cirkulär. Bàgarnas krökning är lämpligtvis sådan att konvexa ylterytor bildas.This increases the torsional rigidity of the shaft compared to the alternative with straight lines. The contour takes the form of a deformed polygon. Preferably, it is designed as a corresponding regular polygon in which all the arc lines have the same shape and length. The arcuate shape is suitably circular. The curvature of the arches is suitably such that convex oxygen surfaces are formed.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är aggregataxeln sammansatt av ett flertal vertikalt fördelade sektioner.According to a further preferred embodiment, the unit shaft is composed of a plurality of vertically distributed sections.
(JG 15 20 30 534 330 4 Eftersom en aggregataxel av det slag det är fråga om har en avsevärd längd och då det ofta är lämpligt att tillverka aggregataxeln industriellt på annan plats än där vindkraftaggregatet uppförs är det fördelaktigt ur transportsynpunkt att leverera aggregataxeln i sådana sektioner i hanterliga längder. Det underlättar dessutom uppbyggnaden på plats.(JG 15 20 30 534 330 4 Since a unit shaft of the type in question has a considerable length and since it is often suitable to manufacture the unit shaft industrially in a place other than where the wind power unit is built, it is advantageous from a transport point of view to deliver the unit shaft in such sections. in manageable lengths, which also facilitates on-site construction.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform har vardera sektion en längd i intervallet 5 - 30 m.According to a further preferred embodiment, each section has a length in the range 5 - 30 m.
Därmed har dessa en längd som är optimalt anpassad för såväl transport som arbetet med att bygga upp aggregatet. Normalt torde längder på 15 - 20 m Vara det Iämpligaste.Thus, these have a length that is optimally adapted for both transport and the work of building up the unit. Normally, lengths of 15 - 20 m should be the most suitable.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsforrn är sektionerna förbundna med varandra genom förbindningsorgan av stål.According to a further preferred embodiment, the sections are connected to each other by connecting means of steel.
Det underlättar att pá ett enkelt sätt och med tillräcklig styrka skarva ihop sektionerna med varandra.It makes it easier to splice the sections together with each other in a simple manner and with sufficient strength.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsforrn är aggregataxeln på minst två från varandra axiellt åtskilda ställen lagrad i tornet, varvid aggregataxeln på dessa ställen uppvisar en runt om gående beklädnad av stål.According to a further preferred embodiment, the unit shaft is mounted in the tower in at least two axially spaced places, the unit shaft in these places having a circumferential lining of steel.
Därmed undviks nedslitning av träet vid lagringsställena.This avoids abrasion of the wood at the storage locations.
Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är aggregataxeln lagrad i minst två axiellt åtskilda stödanordningar där vardera stödanordning innefattar minst tre stöd komponenter som anligger mot aggregataxeln och som år förbundna med tornats insida.According to a further preferred embodiment, the unit shaft is mounted in at least two axially spaced support devices, each support device comprising at least three support components which abut against the unit shaft and which are connected to the inside of the tower.
Stödanordningarna ersätter behovet av konventionella lager som är kostsamma och dessutom medför komplikationer på grund av den höga höjden då lagerhaveri eller andra defekter måste åtgärdas. Stödanordningarna blir avsevärt billigare än konventionella lager och medför en förbättrad driftsekonomi tack vare att service och åtgärdande av eventuella defekter underlättas. Dessutom kan de utföras med förhållandevis låg vikt. Stödanordningarna kan dessutom utföras så att de ger lägre slitage mot aggregataxeln än konventionella lager, vilket år en fördel om man inte har någon stålbeklädnad av axeln vid lagringsställena.The support devices replace the need for conventional bearings which are costly and also entail complications due to the high height when bearing breakage or other defects must be remedied. The support devices are considerably cheaper than conventional bearings and lead to an improved operating economy thanks to which service and repair of any defects is facilitated. In addition, they can be made with relatively low weight. The support devices can also be designed so that they provide lower wear against the unit shaft than conventional bearings, which is an advantage if you do not have a steel cladding of the shaft at the storage points.
Enligt ytterligare en föredragen utförlngsforrn innefattar vardera stödkomponent två rullkroppar anordnade på ett bärelement som är svängbart kring en vertikal axel mellan de båda rullkropparna. vi 20 30 534 330 5 Det medför låg friktion och lågt slitage, Genom den boogie-liknande utformningen skapas en god centrering av aggregataxein mellan stödkornponenterna och bidrar till att stödanordningen får en önskvärd flexibilitet som medger viss rörelse i sidled hos axeln utan att lagringsstablliteten blir nedsatt.According to a further preferred embodiment, each support component comprises two roller bodies arranged on a support element which is pivotable about a vertical axis between the two roller bodies. vi 20 30 534 330 5 This results in low friction and low wear. The boogie-like design creates a good centering of the unit axle between the support grain components and contributes to the support device gaining a desired fl flexibility that allows some lateral movement of the shaft without reducing storage stability. .
Det uppställda ändamålet ernås i enlighet med uppfinningen vidare genom att en axelkomponent av det inledningsvis angivna slaget uppvisar det speciella särdraget att den åtminstone till sin större del är av trä.The set-up object is further achieved in accordance with the invention in that a shaft component of the type specified in the introduction has the special feature that it is at least for the most part made of wood.
Lämpligtvis har axelkomponenten en längd i intervallet 5 -30 meter och en diameter, eller motsvarande dimension, i intervallet 50 - 500 om.Suitably the shaft component has a length in the range of 5 -30 meters and a diameter, or equivalent dimension, in the range of 50 - 500 m.
Enligt föredragna utföringsformer av den uppfunna axelkomponenten är den utformad för att utgöra en sektion av ett vindkraftaggregat enligt föreliggande uppfinning, speciellt i enlighet med någon av de föredragna utföringsformerna av detsamma.According to preferred embodiments of the invented shaft component, it is designed to form a section of a wind power unit according to the present invention, especially in accordance with any of the preferred embodiments thereof.
Ur uppfinningens andra aspekt ernås det uppställda ändamålet genom att ett förfarande av det inledningsvis angivna slaget innefattar den speciella åtgärden att aggregataxeln tillverkas i huvudsak av trä.From the second aspect of the invention, the object set out is achieved in that a method of the kind indicated in the introduction comprises the special measure that the unit shaft is manufactured mainly of wood.
Enligt en föredragen utföringsform av det uppfunna förfarandet skarvas aggregataxeln ihop av ett flertal vertikalt fördelade sektioner.According to a preferred embodiment of the invented method, the unit shaft is spliced together by a plurality of vertically distributed sections.
Enligt ytterligare föredragna utföringsformer av förfarandet tillämpas det för att åstadkomma ett vindkraftaggregat i enlighet med föreliggande uppfinning. speciellt i enlighet med någon av de föredragna utföringsformema av densamma.According to further preferred embodiments of the method, it is used to provide a wind power unit in accordance with the present invention. especially in accordance with any of the preferred embodiments thereof.
Ur uppfinningar-is tredje aspekt ernås det uppställda ändamålet genom användning av ett vindkraftaggregat i enlighet med föreliggande uppfinning, speciellt i enlighet med någon av de föredragna utföringsformerna av densamma, för att leverera energi till ett elektriskt nät.From the third aspect of the invention, the object set is achieved by using a wind power unit in accordance with the present invention, in particular in accordance with any of the preferred embodiments thereof, for supplying energy to an electrical network.
Den uppfunna axelkornponenten. det uppfunna förfarandet och den uppfunna användningen medför fördelar av motsvarande slag som för det uppfunna vindkraftaggregatet och de föredragna utföringsformerna av detsamma, och som redogiorts för ovan.The invented shaft grain component. the invented method and the invented use entail advantages of the same kind as for the invented wind power unit and the preferred embodiments thereof, and which have been described above.
De föredragna utföringsformerna av uppfinningen anges i de beroende patentkraven. Det torde förstås att ytterligare föredragna utföringsformer naturligtvis kan utgöras av alia tänkbara kombinationer av de ovan angivna utföringsformerna och av alla tänkbara kombinationer av dessa med enskilda eller 25 30 534 330 6 kombinerade särdrag som framgår av den efteitötjande beskrivningen av utföringsexempel.The preferred embodiments of the invention are set out in the dependent claims. It is to be understood that further preferred embodiments may, of course, consist of any conceivable combinations of the above embodiments and of all conceivable combinations thereof with individual or combined features as will be apparent from the following description of embodiments.
Uppfinningen förklaras närmare genom efterföljande detaljerade beskrivning av utföringsexempel av densamma och under hänvisning tiil medföljande ritningar.The invention is explained in more detail by the following detailed description of exemplary embodiments thereof and with reference to the accompanying drawings.
Kort beskrivning av ritningarna Fig. 1 år en sidovy av ett vindkraftaggregat enligt uppfinnningen.Brief description of the drawings Fig. 1 is a side view of a wind power unit according to the invention.
Fig. 2 är en sidovy av aggregataxeln hos vindkraftaggregatet enligt fig. 1.Fig. 2 is a side view of the unit shaft of the wind power unit according to Fig. 1.
Fig 3 är ett längdsnitt genom en sektion av aggregataxeln ifig. 2.Fig. 3 is a longitudinal section through a section of the unit shaft in fig. 2.
Fig. 4 är en sidovy av sektionen ifig 3.Fig. 4 is a side view of the section of Fig. 3.
Fig. 5 är en sidovy motsvarande den i tig. 4 enligt ett alternativt utiöringsexempel Fig. 6 är ett snitt genom en detalj av sektionen i tig. 3.Fig. 5 is a side view corresponding to that of fig. Fig. 4 according to an alternative embodiment example. Fig. 6 is a section through a detail of the section in fig. 3.
Fig. 7 är ett tvärsnitt av en stödanordning för lagring av aggregataxeln vid ett vindkraftaggregat enligt tig. 1.Fig. 7 is a cross-section of a support device for storing the unit shaft of a wind power unit according to fig. 1.
Fig. 8 är ett snitt längs linjen Vlll - Vlll ifig. 7.Fig. 8 is a section along the line Vlll - Vlll in fig. 7.
Fig. 9 och 10 är snitt motsvarande det i fig. 8 och iltustrerar två alternativa utföringsexempel för stödanordningen.Figs. 9 and 10 are sections corresponding to that in fi g. 8 and illustrates two alternative embodiments of the support device.
Fig. 11 - 14 är illustrerar aggregataxelns kontur vid några atternativa utföringsexempel.Figs. 11 - 14 illustrate the contour of the unit shaft in some alternative embodiments.
Beskrivning av utföringsexempel F lg. 1 illustrerar i en schematisk sidovy ett vindkraftaggregat enligt uppfinningen. Vindturbinen 2 är av sk. H~rotortypen med en vertikat turbinaxel 3 förbunden med vertikala turbinblad 6 via stag 5. "iurbinaxeln 3 är vridfast förbunden med aggregataxeln 4, som driver generatorn 8 anordnad på ett på marken anordnat fundament 7. Via en elledning 9 levererar generatorn 8 ström till ett nät.Description of working examples F lg. 1 illustrates in a schematic side view a wind power unit according to the invention. The wind turbine 2 is of so-called. The rotor type with a vertical turbine shaft 3 connected to vertical turbine blades 6 via struts 5. The turbine shaft 3 is rotatably connected to the unit shaft 4, which drives the generator 8 arranged on a foundation 7 arranged on the ground. web.
Turbinen är uppburen av ett torn 1 i vilken aggregataxeln 4 och turbinaxel 3 är axial- och radiallagrade. Tornet 1 är sammansatt av ett flertal tornsektioner 11a - 11e, i det visade exemplet fem stycken. Antatet tornsektioner kan vara flera eller färre beroende på aggregatets storlek. Vid den övre tornsektionens 11a övre 1G 30 534 330 7 ände är anordnad en bårstruktur 19 för uppbärande av vindturbinen 2.The turbine is supported by a tower 1 in which the unit shaft 4 and turbine shaft 3 are axially and radially bearing. The tower 1 is composed of a number of tower sections 11a - 11e, in the example shown five pieces. The assumed tower sections can be fl yours or fewer depending on the size of the unit. At the upper end of the upper tower section 11a, a stretcher structure 19 is arranged for supporting the wind turbine 2.
Bärstrukturen 19 är fäst vid tornsektionen 11a. Tornet i det visade exemplet är svagt avsmalnende uppåt och har såiedes en pyramidforrn eller en konform. Det torde dock förstås att uppfinningen är lämplig även då tornet har konstant vidd.The support structure 19 is attached to the tower section 11a. The tower in the example shown is slightly tapered upwards and thus has a pyramid shape or a cone shape. It should be understood, however, that the invention is suitable even when the tower has a constant width.
Aggregataxein 4 âr i huvudsak av trä och är ihålig.The unit tax 4 is mainly made of wood and is hollow.
Aggregataxeln 4 visas separat i tig. 2 . Den är sammansatt av fem stycken sektioner 4a - 4e som är fästade ände mot ände mot varandra med för ändamålet anpassade förbindningselement. Den översta Sektionens 4a övre ände är försedd med förbindningselement för anslutning tiil turbinaxeln och den nedersta Sektionens 4e nedre ände är försedd med förbindningselement för anslutning till generatorns rotoraxel. lfig. 3 visas en sektion 4a av aggregataxetn i genomskärning. Längden hos en sådan sektion är lâmpligtvis ca 20 m. Diametem är ca 2 m för ett aggregat på 3 MW och trämaterialets väggtjocklek är ca 25 mm.The unit shaft 4 is shown separately in fig. 2. It is composed of five sections 4a - 4e which are fastened end to end against each other with connecting elements adapted for the purpose. The upper end of the upper section 4a is provided with connecting elements for connection to the turbine shaft and the lower end of the lower section 4a is provided with connecting elements for connection to the rotor shaft of the generator. l fi g. 3 shows a section 4a of the unit axis in section. The length of such a section is suitably about 20 m. The diameter is about 2 m for a unit of 3 MW and the wall thickness of the wood material is about 25 mm.
Fig. 4 iilustrerar sektionens uppbyggnad. Trämaterialet utgörs av plywoodskivor, Såsom framgår är axeln lindad av bandformad ptywood 10 lindad i spiral kring centrumaxein.Fig. 4 illustrates the structure of the section. The wooden material consists of plywood boards. As can be seen, the shaft is wound of strip-shaped ptywood 10 wound in a spiral around the center axis.
Vid exemplet i fig 5 har aggregataxelns trävägg två skikt av plywood 10,12 lindade i spiral i inbördes motsatt lindningsriktning. Enligt ytterligare ett (icke illustrerat) exempel har väggen två plywoodskikt lindade i spiral åt samma håll, men med skarvarna mellan lindningsvarven axiellt förskjutna motsvarande halva bandbredden så att lindningen blir överlappande. Väggen kan alternativt bestå av fler skikt än två.In the example in Fig. 5, the wooden wall of the unit shaft has two layers of plywood 10,12 wound in a spiral in the opposite direction of winding. According to another (not illustrated) example, the wall has two plywood layers wound in a spiral in the same direction, but with the joints between the winding turns axially offset corresponding to half the bandwidth so that the winding overlaps. The wall may alternatively consist of more than two layers.
För förbindning av axelseldionerna da - 4e med varandra är det lämpligt att anordna törbindningsorgan av stål. Fig. 6 visar ett exempel pà hur ett sådant kan vara utformat. Det utgörs här av en bussning 24 anordnad på insidan av sektionen och sträcker sig några dm in. Vid ytterânden har bussningen 24 en utåtriktad radiell ttâns 25 försedd med hål 26 så att den med ett bultförband kan anslutas tiil en liknande bussning vid en intilliggande sektion.For connecting the shaft diodes da - 4e to each other, it is suitable to provide steel dry binding means. Fig. 6 shows an example of how one can be designed. It consists here of a bushing 24 arranged on the inside of the section and extends a few dm inwards. At the outer end, the bushing 24 has an outwardly directed radial shaft 25 provided with holes 26 so that it can be connected with a bolted connection to a similar bushing at an adjacent section.
Utmed aggregataxein 4 är anordnade ett antal stödanordningar för dess radiella lagring. Dessa är placerade med iika stora inbördes axiella avstånd på ca 5 - 10 meter. vardera stödanordning anligger mot aggregataxeln 4 och är monterade i tornet. 15 30 534 330 8 Fig. 7 är ett snitt genom aggregataxeln 4 tvärs axelriktningen och illustrerar ett exempel på hur stödanord ningen 13 kan vara utformad. Den visade stödanordningen består av tre stöd komponenter 15 jämt fördelade i omkretsled runt aggregataxeln 4. vardera stödkomponent 15 har två rullkroppar16 utformade som hjul och som eniigger mot aggregataxeln 4. Hjulen 16 är monterade på ett bärelement 17. Bäreiementet 17 är svångbart kring en upphängningsaxel 18 i en hållare 19 som via en taliriksfjäder 20 är fäst vid en stödbalk 21. Bladfjädern 20 anpressar stödkomponenten 15 med en viss förspänningskraft mot aggregataxeln 4, lämpligtvis i storleksordningen 1 kN. Stödbalken 20 är förankrad itornet 1.Along the unit axis 4 are arranged a number of support devices for its radial storage. These are placed with equally large axial distances of about 5 - 10 meters. each support device abuts against the unit shaft 4 and is mounted in the tower. Fig. 7 is a section through the unit axis 4 across the axis direction and illustrates an example of how the support device 13 can be designed. The support device shown consists of three support components 15 evenly distributed circumferentially around the unit shaft 4. each support component 15 has two roller bodies 16 designed as wheels and which abut against the unit shaft 4. The wheels 16 are mounted on a support element 17. The support element 17 is pivotable about a suspension shaft 18 in a holder 19 which is attached via a talirik spring 20 to a support beam 21. The leaf spring 20 presses the support component 15 with a certain prestressing force against the unit shaft 4, suitably in the order of 1 kN. The support beam 20 is anchored to the tower 1.
Stödanordningarna 13 kan vara axieilt belägna mitt för skarvarna eller var som helst längs sektionerna.The support devices 13 may be axially located in the middle of the joints or anywhere along the sections.
Fig. 8 är ett snitt längs linjen VIII-VIII i fig. 3 och visar ett av hjulen 16 anliggande mot aggregataxeln 4 vid en skarv. l det visade exemplet är de bada sektionerna da och 4b hopskarvade med ett speciellt skarvstycke 22 meilan bussningarna 24 vid respektive sektions ände. Bussningarna 24 är i detta exempel anordnade på respektive sektions utsida Skarvstycket 22 är en stålring som på sin utsida har ett spâr 23 som bildar en rullbana för hjulen 16 på stödanordningen. l tig. 9 iilustreras ett alternativ där stödanordningen år axieilt belägen någonstans mellan en sektions 4a ändar. Stödanordningens hjui 16 aniigger direkt mot trâmaterialet i axelsektionen 4a.Fig. 8 is a section along the line VIII-VIII in fi g. 3 and shows one of the wheels 16 abutting against the unit shaft 4 at a joint. In the example shown, the two sections da and 4b are joined together by a special joint 22 between the bushings 24 at the end of each section. The bushings 24 are in this example arranged on the outside of each section. The joint piece 22 is a steel ring which on its outside has a groove 23 which forms a roller path for the wheels 16 on the support device. l tig. 9 illustrates an alternative where the support device is axially located somewhere between the ends of a section 4a. The housing 16 of the support device abuts directly against the wood material in the shaft section 4a.
Ytterligare ett alternativ illustreras ifig. 10. Sektionen 4a är l detta exempel försedd med ett kort stycke av stålbekiädnad 27 på sin utsida. Stålbeklädnaden 27 utgör rullbana för stödanordningens hjul 16.Another alternative is illustrated in fi g. 10. In this example, section 4a is provided with a short piece of steel lining 27 on its outside. The steel cladding 27 constitutes a roller conveyor for the wheels 16 of the support device.
Fig. 11 - 14 iilustrerar nâgra alternativa tvärsnittsformer tiil cirkelformen för aggregataxeln och de sektioner den är sammansatt av. l fig.11 har tvärsnittet konturen av en regelbunden triangel och i feg. 12 av en regelbunden hexagon. Fig. 13 visar ett exempel där tvårsnittet är en deformerad regelbunden triangel där triangelns sidor är ersatte med utåtbuktande cirkellinjer. Fig. 14 visar ett exempel där tvärsnittet är en deformerad kvadrat där kvadratens sidor är ersatts med ínåtbuktande cirkellinjer.Figs. 11 to 14 illustrate some alternative cross-sectional shapes for the circular shape of the unit shaft and the sections of which it is composed. In Fig. 11, the cross section has the contour of a regular triangle and in fig. 12 of a regular hexagon. Fig. 13 shows an example where the cross section is a deformed regular triangle where the sides of the triangle are replaced by outwardly curved circular lines. Fig. 14 shows an example where the cross section is a deformed square where the sides of the square are replaced by inwardly curved circular lines.
För tvärsnittskonturer som avviker från cirkelns får man naturligtvis vidta specieila arrangemang för aggregataxelns radialiagring. såsom t. ex. att anbringa en cirkulär löpbana vid iagringsställena.For cross-sectional contours that deviate from the circle, special arrangements must of course be made for the radial bearing of the unit shaft. such as e.g. to install a circular running track at the storage sites.
Claims (7)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0950903A SE534330C2 (en) | 2009-11-27 | 2009-11-27 | Vertical axle wind turbine |
EP10833663.7A EP2504576A4 (en) | 2009-11-27 | 2010-11-19 | Wind-power unit with a vertical shaft |
PCT/SE2010/051280 WO2011065897A1 (en) | 2009-11-27 | 2010-11-19 | Wind-power unit with a vertical shaft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0950903A SE534330C2 (en) | 2009-11-27 | 2009-11-27 | Vertical axle wind turbine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0950903A1 SE0950903A1 (en) | 2011-05-28 |
SE534330C2 true SE534330C2 (en) | 2011-07-12 |
Family
ID=44066783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0950903A SE534330C2 (en) | 2009-11-27 | 2009-11-27 | Vertical axle wind turbine |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2504576A4 (en) |
SE (1) | SE534330C2 (en) |
WO (1) | WO2011065897A1 (en) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US166982A (en) * | 1875-08-24 | Improvement in windmills | ||
US23932A (en) * | 1859-05-10 | Windmill | ||
US1404715A (en) * | 1920-08-04 | 1922-01-24 | Herman J Hegwer | Windmill |
US2099617A (en) * | 1936-09-21 | 1937-11-16 | Orvis K Nelson | Fluid current motor |
WO1996030647A1 (en) * | 1995-03-29 | 1996-10-03 | Owen Garth Williamson | Vertical axis wind turbine |
SE532463C2 (en) * | 2007-06-11 | 2010-01-26 | Vertical Wind Ab | Wind turbines, pillars for the same and use of the same |
-
2009
- 2009-11-27 SE SE0950903A patent/SE534330C2/en not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-11-19 EP EP10833663.7A patent/EP2504576A4/en not_active Withdrawn
- 2010-11-19 WO PCT/SE2010/051280 patent/WO2011065897A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE0950903A1 (en) | 2011-05-28 |
EP2504576A1 (en) | 2012-10-03 |
WO2011065897A1 (en) | 2011-06-03 |
EP2504576A4 (en) | 2014-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101410618B (en) | Lifting tool for mounting a wind-power generator | |
CN101432216B (en) | Lifting system and apparatus for constructing wind turbine towers | |
US8262360B2 (en) | Wind turbine rotor | |
US9068559B2 (en) | Rotor blade for a wind turbine and a method for making the same | |
CN101512144A (en) | Vertical axis wind system | |
US20110140437A1 (en) | Self-supporting platform for a wind turbine | |
CN101014766A (en) | Modular construction for wind turbine blade | |
SE446474B (en) | HIGHLY REMOVABLE BALMS TO BE USED IN PREPARING DRAINAGE OF LEAVES FOR LARGE WINDOW TURBES | |
EP2388479A1 (en) | Arrangement to connect a nacelle with a tower of a wind turbine | |
KR20150038243A (en) | Modular tower for a wind power plant | |
SE535860C2 (en) | Procedure for producing a tower for a wind turbine | |
US20130299277A1 (en) | Optimized Wind Turbine Tower with Mountings for Tower Internals | |
EP2834435A1 (en) | Wind turbine comprising a tower part of an ultra-high performance fiber reinforced composite | |
CN102465847A (en) | Reinforcement assembly for use with a support tower of a wind turbine | |
JP2010528225A (en) | Water wheel | |
EP2574772B1 (en) | Wind turbine tower | |
EP2317128A1 (en) | Vertical axis wind turbine | |
US11761419B2 (en) | Root assembly of a wind turbine blade for a wind turbine, wind turbine blade and wind turbine | |
SE534330C2 (en) | Vertical axle wind turbine | |
US11767682B2 (en) | Transition piece for wind turbine tower | |
KR20140147994A (en) | Wind tower structure composed of composite columns and bracings and wind tower construction method using thereof | |
SE533722C2 (en) | Section for a support column for a vertical axle wind turbine and method for manufacturing such a support column | |
US20120121429A1 (en) | Concentric ring wind turbine | |
WO2011056121A1 (en) | Wind turbine with turbine blades | |
CN201815805U (en) | Large-sized steel pipe manufacturing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |