SE536797C2 - Vertikalt vindkraftverk - Google Patents

Vertikalt vindkraftverk Download PDF

Info

Publication number
SE536797C2
SE536797C2 SE1100069A SE1100069A SE536797C2 SE 536797 C2 SE536797 C2 SE 536797C2 SE 1100069 A SE1100069 A SE 1100069A SE 1100069 A SE1100069 A SE 1100069A SE 536797 C2 SE536797 C2 SE 536797C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
rotor blade
pivot arm
turbine rotor
blade assembly
vertical turbine
Prior art date
Application number
SE1100069A
Other languages
English (en)
Other versions
SE1100069A1 (sv
Inventor
Daniel Paulin
Original Assignee
Daniel Paulin
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 Daniel Paulin filed Critical Daniel Paulin
Priority to SE1100069A priority Critical patent/SE536797C2/sv
Priority to US13/350,020 priority patent/US9249778B2/en
Publication of SE1100069A1 publication Critical patent/SE1100069A1/sv
Publication of SE536797C2 publication Critical patent/SE536797C2/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D7/00Controlling wind motors 
    • F03D7/06Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/005Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  the axis being vertical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06Rotors
    • F03D3/062Rotors characterised by their construction elements
    • F03D3/064Fixing wind engaging parts to rest of rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06Rotors
    • F03D3/062Rotors characterised by their construction elements
    • F03D3/066Rotors characterised by their construction elements the wind engaging parts being movable relative to the rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/20Rotors
    • F05B2240/21Rotors for wind turbines
    • F05B2240/211Rotors for wind turbines with vertical axis
    • F05B2240/218Rotors for wind turbines with vertical axis with horizontally hinged vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/20Rotors
    • F05B2240/30Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05B2240/31Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape
    • F05B2240/312Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape capable of being reefed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/915Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure which is vertically adjustable
    • F05B2240/9151Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure which is vertically adjustable telescopically
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/91Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure
    • F05B2240/915Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure which is vertically adjustable
    • F05B2240/9152Mounting on supporting structures or systems on a stationary structure which is vertically adjustable by being hinged
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/50Kinematic linkage, i.e. transmission of position
    • F05B2260/503Kinematic linkage, i.e. transmission of position using gears
    • F05B2260/5032Kinematic linkage, i.e. transmission of position using gears of the bevel or angled type
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30Wind power
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/728Onshore wind turbines
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind 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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)

Description

25 30 35 536 797 som har en första och en andra ände är svängbart förbunden med ett baselement.
Rotorbladet är anpassat för att förflyttas mellan ett aktivt läge och ett indraget läge.
Baselementet och svängarmen definierar ett horisontalplan när rotorbladet äri det aktiva läget. Baselementet är vidare svängbart kring en stolpe konfigurerad att sträcka sig i en första riktning. Den första änden av rotorbladet är svängbart ansluten till den första änden av svängarmen och varvid den andra änden av svängarmen är svängbart förbunden med baselementet, så att när rotorbladet är i det aktiva läget, sträcker rotorbladet sig ut och bort från planet i en riktning motsatt den första riktningen.
Enligt en andra aspekt av föreliggande uppfinning, hänför sig uppfinningen till en vertikal turbinrotorbladsanordning för ett vindkraftverk anordnad att rotera runt en vertikal axel.
Turbinrotorbladsanordningen innefattar ett rotorblad svängbart förbundet med en svängarm. Svängarmen är svängbart förbunden med ett baselement anpassat att rotera runt den vertikala axeln. Rotorbladet kan förflyttas mellan ett aktivt läge och ett indraget läge. Baselementet innefattar ett förflyttningsbart organ anpassat för att tilldela ett vridmoment till svängarmen och rotorbladet samtidigt vid förflyttningen via en vridmomentsöverföringsanordning, vilket därigenom möjliggör förflyttning av rotorbladet mellan det aktiva läget och det indragna läget.
Föreliggande uppfinning tillhandahåller en vertikal turbinrotorbladsanordning, även nämnd som rotorbladsanordning för ett vindkraftverk som har få rörliga delar. Detta åstadkommer ett lågt vindmotstånd. Föreliggande uppfinning möjliggör också en rotorbladsanordning som kan höja rotorbladen ovanför baselementet och varje stolpe som är fäst vid densamma och således minskar eller även undanröjer det turbulenta luftflödet runt en sådan stolpe.
Enligt en aspekt av uppfinningen innefattar svängarmen ett roterbart långsträckt element som har en längsgående mittlinje och är anpassat att rotera runt sin längsgående mittlinje för överföring av vridmoment från baselementet till rotorbladet som på så sätt möjliggör förflyttningen av rotorbladet mellan det aktiva läget och det indragna läget.
Enligt en aspekt av uppfinningen innefattar det långsträckta elementet koniska kugghjul för överföring av vridmomentet. Koniska kugghjul har upptäckts ge en enkel men robust utformning för överföring av vridmomentet. Det långsträckta elementet kan vara en drivaxel, företrädesvis en styv axel, eller en svängbar vajer, kedja eller liknande. 10 15 20 25 30 35 536 797 Rotationen överför vridmomentet till rotorbladet och sålunda kvarhåller rotorbladet i ett väsentligen vertikalt läge under förflyttningen mellan det aktiva läget och det indragna läget. Detta möjliggör vidare att rotorbladsanordningen fortsätter att rotera när den rör sig mellan det aktiva läget och det indragna läget. Den kan vidare börja rotera väsentligen direkt efter att rotorbladet lämnar det indragna läget och rör sig mot det aktiva läget.
Enligt en aspekt av uppfinningen är åtminstone en del av vridmomentsöverföringsanordningen anordnad inuti svängarmen. Eventuellt är åtminstone en del av det roterbara långsträckta elementet anordnad inuti svängarmen.
Eventuellt kan den vara anordnat på en övre eller undre sida av svängarmen. Emellertid, när den är anordnad inuti svängarmen, bidrar det roterbara långsträckta elementet inte till turbulens runt svängarmen, vilket förbättrar effektiviteten av rotorbladsanordningen.
Enligt en aspekt av uppfinningen, innefattar vridmomentsöverföringsanordningen eller det roterbara långsträckta elementet en första och en andra ände, åtminstone en av de första och andra ändar, företrädesvis båda, innefattar ett koniskt kugghjul för överföring av vridmomentet. Koniska kugghjul har upptäckts vara mycket lämpliga för detta ändamål, eftersom de ger en enkel men robust konstruktion. l en utföringsform är väsentligen bara de koniska kugghjulen anordnade utanför svängarmen.
Enligt en aspekt av uppfinningen innefattar svängarmen en första yta fäst i förhållande till svängarmen från rörelse och anpassad att samverka med en yta av baselementet för att överföra vridmoment. Den första ytan kan vara en integrerad del av svängarmen eller ett separat materialelement som är fast förbundet vid svängarmen. Ytan av baselementet är förflyttningsbar. Med en förflyttningsbar yta som samverkar med den fasta ytan kan vridmoment överföras från baselementet till rotorbladet, via det roterbara långsträckta elementet.
Enligt en aspekt av uppfinningen är ytan av svängarmen åtminstone delvis utformad av en friktionsyta, en kugghjulsliknande yta; fördelaktigt är ytan av svängarmen åtminstone delvis utformad av ett kugghjul.
Enligt en aspekt av uppfinningen är ytan av svängarmen anordnad att vara i samarbete det koniska kugghjulet vid den andra änden av det roterbara långsträckta elementet. 10 15 20 25 30 35 536 797 Enligt en aspekt av uppfinningen har rotorbladet en första yta fäst med avseende på rotorbladet från rörelse och anpassad att samverka med det roterbara långsträckta elementet för att överföra vridmoment. Den första ytan av rotorbladet kan vara en integrerad del av rotorbladet eller vara ett separat materialelement som är fast förbundet med rotorbladet. Den första ytan rotorbladet är med fördel åtminstone delvis utformad av en kugghjulsliknande yta, mer fördelaktigt av ett koniskt kugghjul.
Enligt en aspekt av uppfinningen är det koniska kugghjulet av rotorbladet anordnat att samarbeta med ett koniskt kugghjul vid den första änden av det roterbara långsträckta elementet.
Enligt en aspekt av uppfinningen innefattar baselementet en generator. Åtminstone det förflyttningsbara elementet av baselementet kan i en utföringsform vara anpassat att rotera runt generatom, företrädesvis är hela baselementet anpassat att rotera runt Qenefalbfn.
Enligt en aspekt av uppfinningen är baselementet anordnat med en stolpe, företrädesvis en teleskopisk stång. Baselementet kan vidare vara svängbart förbundet med stolpen, eventuellt den teleskopiska stången.
Enligt en aspekt av uppfinningen, är rotorbladet av den vertikala turbinrotorbladsanordningen är något längre än svängarmen. Detta möjliggör en liten, kompakt konfiguration i det indragna läget. Det är vidare mycket fördelaktig när den andra änden av rotorbladet innefattar en winglet. Wingleten reducerar det turbulenta luftflödet runt den andra änden av rotorbladet och förbättrar sålunda effektiviteten av rotorbladsanordningen. len utföringsform har wingleten en yta, såsom sett i den första riktningen, vilken är 100% större än tvärsnittet av rotorbladet. Wingletens yta är med fördel mellan 100% - 1000%, företrädesvis 200% - 800% större än tvärsnittet av rotorbladet.
KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Föreliggande uppfinning kommer att beskrivas i större detalj med hänvisning till de bifogade figurerna i vilka; figur 1 visar delar av ett vertikalt vindkraftverk med en turbinrotorbladsanordning enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning när den är positionerad i ett aktivt läge; 10 15 20 25 30 35 536 797 figur 2 visar turbinrotorbladsanordningen från figur 1 i perspektiv; figurerna 3a-3b visar turbinrotorbladsanordningen när den förflyttas mellan det aktiva läget till det indragna läget; figur 4 visar delar av baselementet och svängarmen av turbinrotorbladsanordningen i figur 1, när turbinrotorbladsanordningen är i det aktiva läget; figur 5 visar delar av baselementet och svängarmen av turbinrotorbladsanordningen i figur 1, när turbinrotorbladsanordningen är i det indragna läget; figur 6 visar delar av baselementet, svängarmen och rotorbladet av turbinrotorbladsanordningen i figur 1; Fig 7-9 visar ett vindkraftverk med en turbinrotorbladsanordning som visas i figur 1 i det indragna läget och under olika stadier av utvecklingen.
DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Figur 1 visar delar av ett vertikalt vindkraftverk 10. Det vertikala vindkraftverket 10 genererar elektricitet med hjälp av vinden som en förnyelsebar energikälla. Det vertikala vindkraftverket 10 innefattar en turbinrotorbladsanordning 20 som vid rotation kring en vertikal axel A, här illustrerad med en streckad linje, samverkar med en generator för att tillhandahålla elektricitet. Vindkraftverket 10 kan användas på fordon, såsom båtar, husbilar, lastbilar, på strukturer såsom bostäder, master, skorstenar, eller eventuellt, eller dessutom vara bärbart och vara placerat på ett önskat ställe tillfälligt eller permanent.
Turbinrotorbladsanordningen 20 visas i ett aktivt läge, dvs. i ett läge i vilket den kan rotera och alstra energi. Figur 2 visar turbinrotorbladsanordningen 20 i det aktiva läget och i perspektiv. Turbinrotorbladsanordningen 20 är anordnad på en stolpe 11, som kan vara teleskopisk, såsom kommer att beskrivas nedan. Turbinrotorbladsanordningen 20 kan vidare dras in till ett indraget läge, såsom illustreras ifig. 3b. I det indragna läget genererar turbinrotorbladsanordningen 20 inte energi och är väsentligen förhindrad från att rotera eftersom väsentligen ingen vind kan tilldela en kraft till rotorbladen. Fastän det är möjligt för den att rotera, i praktiken kan den inte effektivt roteras av vinden.
Med hänvisning till fig. 1 och 2, har turbinrotorbladsanordningen 20 tre svängarmar 21, 22, 23 vardera svängbart förbundna till ett turbinrotorblad 21 b, 22b, 23b och svängbart förbundna med ett baselement 25. Svängarmarna 21, 22, 23 definierar ett horisontellt plan P när rotorbladen 21 b, 22b, 23b är i det aktiva läget. 10 15 20 25 30 536 797 Det bör emellertid noteras att det ligger inom gränserna för föreliggande uppfinning att det kan finnas fler än tre svängarmar, 4, 5, 6 eller flera svängarmar exempelvis, där varje svängarm är förbunden med ett turbinrotorblad. Sädrag kommer att beskrivas nedan med hänvisning till endast en svängarm och ett turbinrotorblad av turbinrotorbladsanordningen 20 för enkelhets skull. Det bör dock noteras att de beskrivna särdragen är tillämpliga på alla svängarmarna och turbinrotorbladen.
Turbinrotorbladsanordningen 20 innefattar ett baselement 25 som är anordnat att överföra ett vridmoment till svängarmarna 21, 22, 23 och rotorbladen 21b, 22b, 23b, för att därigenom förflytta turbinrotorbladsanordningen 20 mellan det indragna läget, visad i figur 3b, till det aktiva läget, som visas ifigurerna 1-2. Under förflyttningen mellan det aktiva läget och det indragna läget är turbinrotorbladen 21 b, 22b, 23b väsentligen vertikala under hela förflyttningen, i detta fall väsentligen parallella med den vertikala axeln A och stolpen 11 till vilken baselementet 25 är anordnad. Detta uppnås genom användning av en vridmomentsöverföringsanordning. I detta fall ett roterbart långsträckt element 40, företrädesvis en drivaxelanordning 41 som kommer att beskrivas i större detalj med hänvisning till figurerna 4-6. Genom att använda en vridmomentsöverföringsanordning överförs ett vridmoment från baselementet till svängarmen, på så sätt höjs svängarmarna 21, 22, 23 från det indragna läget till det aktiva läget, samtidigt som rotorbladen 21 b, 22b, 23b hålls i ett vertikalt läge.
Med hänvisning till figur 2, har varje turbinrotorblad 21b, 22b, 23b en första och en andra ände 26, 27. Varje svängarm har en första och en andra ände 28, 29. De första ändarna 26 av turbinrotorbladen 21b, 22b, 23b är svängbart förbundna med de första ändarna 28 av svängarmarna 21, 22, 23. De andra ändarna 29 av svängarmarna 21, 22, 23 är svängbart förbundna med baselementet 25. När rotorbladen 21b, 22b, 23b äri det aktiva läget kommer rotorbladen 21b, 22b, 23b och svängarmarna 21, 22, 23 således ha en L- form.
Vidare kan varje andra ände 27 av rotorbladen 21 b, 22b, 23b med fördel innefatta en winglet 50. Wingletar 50 har upptäckts vara speciellt fördelaktiga eftersom de reducerar turbulensen runt den andra änden 27 av rotorbladen 21 b, 22b, 23b och sålunda förbättrar effektiviteten av den vertikala turbinrotorbladsanordningen 20. 10 15 20 25 30 35 536 797 I en utföringsform har wingleten en yta WA, sedd utmed den första riktningen i figur 2, som är 100% större än tvärsnittet av rotorbladet. Med fördel är wingletytan mellan 100% - 1000%, företrädesvis 200% - 800% större än tvärsnittet av rotorbladet.
En effektiv längd av svängarmarna 21, 22, 23 har befunnits vara mellan 0,5-5 meter, företrädesvis 0,5 -2 m, mer föredraget mellan 0,5-1,5 m. Varje svängbart förbundet turbinrotorblad 21b, 22b, 23b är företrädesvis mellan 2 - 15% längre än längden av svängarmen 21, 22, 23 för att göra tillräckligt med utrymme för wingletarna 50, företrädesvis mellan 3-10% längre.
Figur 4 visar delar av en svängarm 21 svängbart förbunden med baselementet 25 i turbinrotorbladsanordningen 20 i detalj. I fig. 4 är turbinrotorbladsanordningen 20 i det aktiva läget, såsom kan ses genom den väsentligen horisontella svängarmen 21 som sträcker sig längs det horisontella planet P. En friktionsyta, i detta fall en kugghjulsyta i form av ett kugghjul 30 är anordnad vid den andra änden 29 av svängarmen 21.
Kugghjulet 30 äri den visade utföringsformen fixerad från rotation i förhållande till svängarmen 21 eftersom detta ger en enkel men robust lösning. I den visade utföringsformen är Kugghjulet 30 anordnat på svängarmen som ett separat kugghjul, dock är det inom gränserna för föreliggande uppfinning att den andra änden 29 av svängarmen har en kugghjulsliknande yta, tex som en integrerad del av svängarmen 21, eller som ett separat fäst ytmaterial.
Baselementet 25 innefattar en samverkande friktionsyta, ett kugghjulselement 31, i denna utföringsform ett rakt kugghjulsspàr anordnad på ett förflyttningselement 32.
Förflyttningselementet 32 är i detta fall en förflyttningsbar hylsa som är anpassad att vara i samarbete med alla svängarmarna 21, 22, 23. Kugghjulselementet 31 kan emellertid vara ett kugghjul till exempel. Allteftersom en del av baselementet 25 förflyttas längs den vertikala axeln A mellan ett första och ett andra läge i riktningen som indikeras av pilen i figur 4, tilldelar kugghjulselementet 31 ett vridmoment på svängarmen 21, vilket förflyttar svängarmen 21 från det aktiva läget till det indragna läget.
I praktiken kan det vara så att tyngdkraften tvingar svängarmen 21 till det indragna läget och att kugghjulselementet 31 är anordnat att kvarhålla svängarmen 21 i det aktiva läget som en låsanordning. Under förflyttningen tillåter kugghjulselementet 31 förflyttningen mellan det aktiva läget och det indragna läget på ett jämnt och kontrollerat sätt. Det första 10 15 20 25 30 35 536 797 läget av förflyttningselementet 32 av baselementet 25 är ekvivalent med det aktiva läget och visas i figur 4, och det andra läget av förflyttningselementet 32 av baselementet 25 är ekvivalent med det indragna läget som visas i figur 3b.
Figur 5 visar baselementet 25 i det andra läget. Som kan noteras har förflyttningselementet 32 förflyttats för att dra in svängarmen 21. Svängarmen 21 är i figur 5 väsentligen vertikal, dvs. väsentligen parallell med den vertikala axeln A.
Förflyttningselementet 32 är roterbart anordnat runt en generator 33. Då turbinrotorbladsanordningen 20 roterar på grund av vinden, genererar generatorn 33 elkraft som kan distribueras till ett kraftnät, lokalt eller på distans, till exempel.
Baselementet 25 kan således innefatta en generator 33. l fall där förflyttningselementet 32, eller förflyttningselementen om flera sådana finns, innefattar magneter är magneterna effektivt inaktiverade från drift när förflyttningselementen 32 förflyttas till det andra läget.
Figur 6 visar delar av turbinrotorbladsanordningen 20 sett från ovan och delvis genomskinliga. Såsom nämnts, för att förflytta svängarmen 21, och sålunda turbinrotorbladsanordningen 20 mellan det indragna läget till det aktiva läget, tilldelas ett vridmoment via kugghjulselementet 31 och kugghjulet 30 till svängarmen 21.
Ett roterbart Iångsträckt element 40, i detta fall en drivaxel (hädanefter kallad axeln), är anordnad att överföra vridmoment tilldelat från förflyttningselementet 32 av baselementet 25 till rotorbladet 21 b som visas i tvärsnitt i figur 6. Det roterbara långsträckta elementet 40 är i detta fall en axel 41 som innefattar koniska kugghjul 42, 43. I den visade utföringsformen är ett första koniska kugghjul 42 anordnat vid en första ände av axeln 41 och ett andra koniska kugghjul 43 är anordnat vid en andra ände av axeln 41. Axeln 41 sträcker sig väsentligen hela längden av svängarmen 21, så att det första koniska kugghjulet 42 är anordnat vid den första änden 28 av svängarmen 21 och det andra koniska kugghjulet 43 är anordnat vid den andra änden 29 av svängarmen 21. Axeln 41 kan sträcka sig inuti svängarmen 21 eller eventuellt kan vara anordnad på utsidan av svängarmen 21. Såsom noteras är stigningsvinkeln av det koniska kugghjulet 90°, som även kan vara mellan 60-110°.
Det första koniska kugghjulet 42 är anordnat att samarbeta med ett koniskt rotorbladskugghjul 44 anordnat på rotorbladet 21b, som företrädesvis vid den andra änden 29 av rotorbladet 21b. Det koniska rotorbladskugghjulet 44 är fixerat med 10 15 20 25 536 797 avseende på rotorbladet 21 b. Ett koniskt svängarmskugghjul 45 är anordnat i omedelbar närhet av kugghjulet 30 vid den andra änden 29 av svängarmen 21. Det koniska svängarmskugghjulet 45 är fixerat i förhållande till friktionsytan, i detta fall kugghjulet 30, på svängarmen 21. I den visade utföringsformen är det koniska svängarmskugghjulet 45 är fäst direkt på kugghjulet 30. Både det koniska svängarmskugghjulet och kugghjulet 30 roterar kring samma axel, i den visade utföringsformen är axeln densamma som svängningsaxeln av svängarmen 21.
När förflyttningselementet 32 förflyttas, kommer kugghjulselementet 31 tilldelas ett vridmoment till kugghjulet 30 som kommer att överföras till rotorbladet 21 b via axelanordningen 40 och hålla rotorbladet 21b i en vertikal position under rörelse mellan det indragna läget och det aktiva läget av turbinrotorbladsanordningen 20 då svängarmen 21 svänger med avseende på rotorbladet 21b och stolpen 11.
Såsom nämnts, kan stolpen 11 vara teleskopisk. Figurerna 7-9 visar hur stolpen 11 kan teleskopiskt dras in och vidare vara svängbart förbunden vid strukturen eller kärlet, vid vilken är avsedd att placeras. Såsom visas i figur 9, kan turbinrotorbladsanordningen 20 också Iutas med avseende på den vertikala axeln A, för att placeras intill den underliggande ytan, t ex marken eller taket av ett fordon till exempel.
Såsom nämnts ovan är turbinrotorbladsanordningen 20 vikbar. Den kan vara placerad i ett aktivt läge, såsom visas i figur 1 till exempel, och ett indraget läge, såsom visas ifig. 3b till exempel. Genom att dra in turbinrotorbladsanordningen 20 blir turbinrotorbladsanordningen 20 mindre utrymmeskrävande. Istället är rotorbladen 21 b, 22b, 23b anordnade i ett snyggt litet paket. Skulle det vertikala vindkraftverket 10 vara placerat på taket av en byggnad och en storm är på väg, kan det vertikala vindkraftverket 10 effektivt dras in och därmed mindre utsatt för dåligt väder.

Claims (9)

1. 0 15 20 25 30 35 536 797 PATENTKRAV 1. En vertikal turbinrotorbladsanordning (20) för ett vindkraftverk (10) anpassad att rotera runt en vertikal axel (A) och innefattande ett rotorblad (21b, 22b, 23b) som har en första och en andra ände (26, 27) och är svängbart förbundet med en svängarm (21, 22, 23), nämnda svängarm (21, 22, 23) har en första och en andra ände (28, 29) och är svängbart förbunden med ett baselement (25) vid en vridpunkt, nämnda rotorblad (21b, 22b, 23b) är anordnat att förflyttas mellan ett aktivt läge och ett indraget läge, nämnda vridpunkt av nämnda baselement (25) och nämnda svängarm (21, 22, 23) definierar ett horisontellt plan (P) när nämnda rotorblad (21 b, 22b, 23b) äri nämnda aktiva läge, nämnda baselement (25) vidare är roterbart kring en stolpe (11) konfigurerad för att sträcka sig i en första riktning, där nämnda första ände (26) av nämnda rotorblad (21 b, 22b, 23b) är svängbart förbunden med nämnda första ände (28) av nämnda svängarm (21 b, 22b, 23b) och där nämnda andra ände (29) av nämnda svängarm (21, 22, 23) är svängbart förbunden med nämnda baselement (25), så att när nämnda rotorblad (21 b, 22b, 23b) är i nämnda aktiva läge, sträcker sig nämnda rotorblad (21b, 22b, 23b) ut och bort från nämnda plan (P) i en riktning väsentligen motsatt den första riktningen.
2. Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt krav 1, där nämnda baselement (25) innefattar ett förflyttningselement (32) anpassat för att tilldela ett vridmoment till nämnda svängarm (21, 22, 23) och nämnda rotorblad (21 b, 22b , 23b) samtidigt via en vridmomentsöverföringsanordning, och därgenom möjliggöra nämnda förflyttning av nämnda rotorblad (21 b, 22b, 23b) mellan nämnda aktiva läge och nämnda indragna läge.
3. Den vertikala turbinrotorbladsanordningen (20) för ett vindkraftverk (10) anpassad att rotera runt en vertikal axel (A) och innefattande ett rotorblad (21b, 22b, 23b) vridbart förbundet med en svängarm (21, 22, 23), nämnda svängarm (21, 22, 23) är svängbart förbunden med ett baselement (25) anpassad för att roteras runt nämnda vertikala axel (A), nämnda rotorblad (21b, 22b, 23b) kan förflyttas mellan ett aktivt läge och ett indraget läge, där 10 10 15 20 25 30 35 536 797 nämnda baselement (25) innefattar ett förflyttningselement (32) anpassat för att tilldela ett vridmoment till nämnda svängarm (21, 22, 23) och nämnda rotorblad (21b, 22b, 23b) samtidigt via en vridmomentsöverföringsanordning, och därgenom möjliggöra nämnda förflyttning av nämnda rotorblad (21 b, 22b, 23) mellan nämnda aktiva läge och nämnda indragna läge. 10. Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt krav 2 eller 3, där nämnda vridmomentsöverföringsanordning innefattar ett roterbart làngsträckt element (40) med en längsgående mittlinje (B) och anpassat att rotera runt sin längsgående mittlinje (B) för att överföra nämnda vridmoment från nämnda baselement (25) till nämnda rotorblad (21b). Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt krav 4, där nämnda roterbara långsträckta elementet (40) innefattar åtminstone ett koniskt kugghjul (42, 43) för överföring av nämnda vridmoment. Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt något av kraven 4-5, där nämnda roterbara långsträckta elementet (40) är en drivaxel (41), företrädesvis en styv axel. Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt något av kraven 4-6, där åtminstone en del av nämnda roterbara långsträckta elementet (40) är anordnad inuti nämnda svängarm (21). Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt krav 7, där nämnda roterbara långsträckta elementet (40) innefattar en första och en andra ände (40a, 40b), var och en innefattande ett koniskt kugghjul (42, 43) för överföring av nämnda vridmoment. Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt krav 8, där väsentligen endast nämnda koniska kugghjul (42, 43), är anordnade utanför nämnda svängarm (21). Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt något av kraven 2-9, där nämnda vridmomentsöverföringsanordning innefattar en första yta (30f) av nämnda svängarm (21), där nämnda första yta (30f) av nämnda svängarm (21) är fixerad i 11 10 15 20 25 30 11 12. 13. 1
4. 1
5. 1
6. 1
7. 536 797 förhållande till nämnda svängarm (21) från förflyttning och anpassad att samverka med en yta (31f) av nämnda förflyttningselement av nämnda baselement (25) för att tilldela nämnda vridmoment. . Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt krav 10, där nämnda yta (30f) av nämnda svängarm (21) är åtminstone delvis utformad av ett kugghjul (30). Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt något av krav 8-11, där nämnda vridmomentsöverföringsanordning innefattar en yta (30f) av nämnda svängarm (21) anordnad att samarbeta med nämnda koniska kugghjulet (43) vid nämnda andra ände (40b) av nämnda roterbara långsträckta elementet (40). Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt något av kraven 4-12, där nämnda vridmomentsöverförlngsanordning innefattar en första yta (44f) på nämnda rotorblad (21b), där nämnda första yta (44f) av nämnda rotorblad (21 b) är fixerad iförhållande till nämnda rotorblad (21b) från rörelse och anpassad att samverka med nämnda roterbara långsträckta elementet (40) för att överföra nämnda vridmoment. Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt krav 13, där nämnda yta (44f) av nämnda rotorblad (21b) är åtminstone delvis utformad av ett koniskt kugghjul (44). Den vertikala turbinrotorbladsanordningen patentkrav 14, där nämnda koniska kugghjul (44) av nämnda rotorblad (21) är anordnat att samarbeta med ett koniskt kugghjul (42) vid nämnda första ände av nämnda roterbara långsträckta elementet (40). Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt något av föregående krav, där nämnda baselement (25) innefattar en generator. Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt något av föregående krav, där nämnda baselement (25) är anordnat med en teleskopisk stolpe (11). 12 10 15 536 797 1
8. Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt något av föregående krav, där nämnda turbinrotorbladsanordning innefattar 3 eller flera svängarmar (21, 22, 23) som vardera har ett rotorblad (21b, 22b, 23b). 1
9. Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt något av föregående krav, där nämnda förflyttningselement (32) av nämnda baselement (25) är anordnat att tilldela ett vridmoment till ett flertal svängarmar (21, 22, 23) och rotorblad (21b, 22b,23by 20. Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt något av föregående krav, där nämnda rotorblad (21b, 22b, 23b) är något längre än nämnda svängarm (21, 22, 23). 21. Den vertikala turbinrotorbladsanordningen enligt krav 20, där nämnda andra ände (27) av nämnda rotorblad (21b, 22b, 23b) innefattar en winglet (50). 13
SE1100069A 2011-02-02 2011-02-02 Vertikalt vindkraftverk SE536797C2 (sv)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1100069A SE536797C2 (sv) 2011-02-02 2011-02-02 Vertikalt vindkraftverk
US13/350,020 US9249778B2 (en) 2011-02-02 2012-01-13 Vertical wind power generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1100069A SE536797C2 (sv) 2011-02-02 2011-02-02 Vertikalt vindkraftverk

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE1100069A1 SE1100069A1 (sv) 2012-08-03
SE536797C2 true SE536797C2 (sv) 2014-08-26

Family

ID=46581479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE1100069A SE536797C2 (sv) 2011-02-02 2011-02-02 Vertikalt vindkraftverk

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9249778B2 (sv)
SE (1) SE536797C2 (sv)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8985948B2 (en) * 2012-02-21 2015-03-24 Clean Green Energy LLC Fluid driven vertical axis turbine
USD713789S1 (en) 2013-10-25 2014-09-23 Abundant Energy, LLC Vertical axis wind turbine apparatus
USD782416S1 (en) * 2016-02-03 2017-03-28 Daniel Christer Paulin Vertical wind power generator
WO2020035122A1 (de) * 2018-08-12 2020-02-20 Dimitar Platchkov Klappbare vertikale windturbine mit unabhängiger variablen flügeleinstellung
US11506172B2 (en) 2020-08-10 2022-11-22 Jonathan Duane Robinson Collapsible frictionless vertical axis power generating wind/ocean current turbine
US12098701B2 (en) * 2021-12-09 2024-09-24 Erik K. Carlsen Wind turbine with extendable and retractable airfoils

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO138520C (no) * 1973-07-11 1978-09-20 Gori Vaerk As Propell med sammenfellbare propellblad, saerlig for seilbaater med stasjonaer hjelpemotor
ZA816875B (en) * 1980-10-07 1982-11-24 Sir Mcalpine R & Sons Ltd Wind powered turbine
US4456429A (en) * 1982-03-15 1984-06-26 Kelland Robert E Wind turbine
US4624624A (en) * 1984-03-26 1986-11-25 Yum Nak I Collapsible vertical wind mill
US6782667B2 (en) * 2000-12-05 2004-08-31 Z-Tek, Llc Tilt-up and telescopic support tower for large structures
GB2427003B (en) 2005-06-06 2010-09-29 Steven Peace Renewable energy power unit
US20110042958A1 (en) * 2007-02-27 2011-02-24 Vaxsis Inc. Collapsible vertical-axis turbine
US20100172759A1 (en) * 2009-01-08 2010-07-08 Sullivan John T Retractable wind turbines
US8382435B2 (en) * 2009-02-18 2013-02-26 Peter G. R. Deeley Opposed tilting blade, vertical axis wind turbine power generator

Also Published As

Publication number Publication date
US20120195757A1 (en) 2012-08-02
SE1100069A1 (sv) 2012-08-03
US9249778B2 (en) 2016-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5818743B2 (ja) 自然エネルギー取出装置
SE536797C2 (sv) Vertikalt vindkraftverk
CN105492761B (zh) 使用飞羽开闭翼系统的垂直轴水风车原动机
US9404477B2 (en) Proportional moving air power transmission and energy collection and control system
KR101063288B1 (ko) 유체를 이용한 동력발생장치
CN103649530B (zh) 可变直径及角度的垂直轴涡轮
CN112065650B (zh) 一种具有导风结构的漂浮式风力发电机组
CN105593469A (zh) 具有轻质可调叶片的风力发电机
WO2017156859A1 (zh) 一种v型风轮结构的海上风力发电机
KR20130129179A (ko) 수직 축 풍력 터빈
CN106121912B (zh) 一种垂直轴可变翼风力发电机
TW201602452A (zh) 流力葉片裝置
KR102499657B1 (ko) 유체의 흐름으로부터 에너지를 전환하기 위한 방법 및 시스템
KR101156642B1 (ko) 역회전방지를 위한 회전날개가 구비된 풍력발전장치
US10502184B2 (en) Power generating device
WO2011122895A2 (ko) 유체를 이용한 동력발생장치
WO2015123738A1 (pt) Aparelho fluidocinético
JP2009520143A (ja) 水中発電システム
JP5284329B2 (ja) 抗力翼片及び直立式揚力翼片の複合式回転機構による垂直軸型風力運動エネルギー生成装置
JP6398095B2 (ja) 動力装置
WO2010012029A1 (en) Power generator
RU149127U1 (ru) Ветряной электрогенератор
RU155043U1 (ru) Ветродвигатель огаркова
CN106150919A (zh) 一种双轴h型垂直轴风机
JP2011122573A (ja) 回転翼機構及びこれを用いた発電装置

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed