SK992020A3

SK992020A3 - Tilting belt turbine

Info

Publication number: SK992020A3
Application number: SK992020A
Authority: SK
Inventors: Ing. Budinský Ľubomír
Original assignee: Ing. Budinský Ľubomír
Priority date: 2020-09-19
Filing date: 2020-09-19
Publication date: 2022-03-23

Abstract

Sklopná pásová turbína s valcovým obežným mechanizmom (7) premieňa posuvný pohyb vzduchu na krútiaci pohyb generátora (13). Spôsobené je to bočným vychýlením čelného prichádzajúceho prúdu vzduchu šikmými nábehovými plochami (3) na pohyblivé pásy (11), na ktorých sú pripevnené lopatky (12) pohybujúce sa spolu s pásom (11) okolo valcov (6) s integrovaným generátorom (13). Alternatívou tejto konštrukcie je nahradenie valcového obežného mechanizmu (7) remeňovým obežným mechanizmom (23) v kombináciis použitímkolieskovéhomechanizmu (18) a otočných remeníc (8) alebo nahradenie valcového obežného mechanizmu (7) súborom radiálnych turbín (36). Na sklopnej pásovej turbíne je navrhnutý ochranný systém proti zničeniu vplyvom silného vetra, a to sklopením obidvoch nosných ramien (2) pomocou kĺbového spojenia (15) osadeným medzi stredovou nosnou konštrukciou (1) a sklopnými nosnými ramenami (2) symetricky smerom dovnútra. Základné využitie vynálezu je v získavaní elektrickej a mechanickej energie z kinetickej energie vetra. The tilting belt turbine with a cylindrical circulating mechanism (7) converts the sliding movement of the air into a torsional movement of the generator (13). This is due to the lateral deflection of the front incoming air stream by the inclined run-in surfaces (3) to the moving belts (11) on which the vanes (12) moving together with the belt (11) around the rollers (6) with integrated generator (13) are mounted. An alternative to this design is to replace the cylindrical impeller (7) with a belt impeller (23) in combination using a wheel mechanism (18) and rotary pulleys (8) or to replace the cylindrical impeller (7) with a set of radial turbines (36). On the tilting belt turbine, a protective system against destruction by strong winds is designed by tilting the two support arms (2) by means of an articulated joint (15) fitted between the central support structure (1) and the tilting support arms (2) symmetrically inwards. The basic use of the invention is in obtaining electrical and mechanical energy from the kinetic energy of the wind.

Description

Oblasť technikyField of technology

Predkladaný vynález sa lýka sklopnej pásovej turbíny a jej použitie je v oblasti veterných turbín využívajúcich silu vetra na výrobu elektrickej energie. Vynález patrí svojím obsahom do odboru fyziky, časti mechanika.The present invention relates to a tilting belt turbine and its use is in the field of wind turbines using wind power to generate electricity. The invention belongs in its content to the field of physics, part mechanics.

Doterajší stav technikyPrior art

Na využitie sily vetra sa doteraz priemyselne skoro na 95 % používajú vrtuľové turbíny dvoj alebo trojlisté s vodorovnou osou otáčania označujúcich sa ako HAWT. Konštrukčné obmedzenie pri týchto typoch turbín je dané rýchlosťou voľného konca listu turbíny, pretože pri veľkej rýchlosti špičky hrotu dochádza ku turbulentným problémom, ktoré nepriaznivo ovplyvňujú energetický výnos zariadenia. V minulosti sa používali tiež veterné mnoho lopatkové kolesá, alebo veterné turbíny označujúce sa ako VAWT typu H - rotor so zvislými listami a zvislou osou otáčania, alebo turbíny typu Darrieus. Najstaršie typy sú kamselové s rôznymi výkyvnými lamelami, účinnými v jednej polovici otáčania rotora. Objavilo sa aj mnoho nápadov lineárnych hnacích zariadení s plochami alebo listami upevnenými na dvoch koncoch na dvoch kábloch, reťaziach alebo lanách usporiadaných do uzavretej slučky. Ďalšie známe konštrukcie sú zostrojené na princípe odklonenia prúdu vzduchu na jednu polovicu turbíny so zvislou osou alebo odklonenia prúdu vzduchu zo stredu ku okrajom dvojice turbín so zvislou osou, pričom na tomto princípe je konštruovaný aj tento vynález. Konštrukcia sklopnej pásovej turbíny je vylepšená o efektívnejšie odovzdanie energie pohybujúceho sa vzduchu pomocou pásového obežného mechanizmu. Využíva lineárny vodorovný pohyb šikmo umiestneného uzavretého pásu ku smeru vetra s vertikálne pripevnenými lopatkami na obežný pás, na ktorého vonkajšiu pohybujúcu sa časť v smere vetra je odklonený prúd vzduchu z nábehových plôch, a ktorý spolupôsobí s priamym smerom vetra a uvádza do pohybu cez otočné valce generátor elektrickej energie. Alternatívnym riešením je nahradenie pohybu uzavretého pásu s lopatkami sústavou prepojených radiálnych lopatkových turbín. Od známych konštrukcií veterných turbín sa líši aj navrhnutým ochranným systémom sklopných ramien smerom dovnútra, čím sa zmenší plocha odporu turbíny voči silnému vetru a zastaví alebo spomalí krútenie otočných častí turbíny.To date, almost 95% of wind turbines have been used industrially for two or three blades with a horizontal axis of rotation, known as HAWT. The design limitation of these types of turbines is due to the speed of the free end of the turbine blade, because at high tip speeds, turbulent problems occur which adversely affect the energy yield of the plant. In the past, many impellers or wind turbines, referred to as VAWT type H - rotor with vertical blades and vertical axis of rotation, or Darrieus type turbines, have also been used. The oldest types are camel with various swinging blades, effective in one half of the rotor rotation. There have also been many ideas for linear drive devices with faces or blades attached at two ends to two cables, chains or ropes arranged in a closed loop. Other known constructions are constructed on the principle of deflecting the air flow to one half of a vertical axis turbine or deflecting the air flow from the center to the edges of a pair of vertical axis turbines, on the basis of which the present invention is also constructed. The design of the tilting belt turbine is improved by more efficient transfer of energy to the moving air by means of a belt circulating mechanism. It uses a linear horizontal movement of an inclined closed belt towards the wind direction with vertically mounted blades on the impeller, on which the outer moving part in the wind direction is deflected by the air flow from the ramps and which interacts with the straight wind direction and moves through rotating rollers electricity generator. An alternative solution is to replace the movement of the closed-blade belt with a system of interconnected radial blade turbines. It also differs from known wind turbine designs by the inwardly designed tilting arm protection system, which reduces the area of resistance of the turbine to strong winds and stops or slows down the twisting of the rotating parts of the turbine.

Podstata vynálezuThe essence of the invention

Podstatou vynálezu sklopnej pásovej turbíny je schopnosť súboru pripevnených lopatiek o pohyblivý pás, ktorý sa otáča okolo dvoch od seba vzdialených valcov konať cyklický pohyb lopatiek vyvolaný silou vetra. Vietor sa opiera do zvislých plôch turbíny šípového tvaru s hrotom vpredu, ktorými je rozdelený do dvoch smerov a prúd vzduchu je odklonený ku dvom koncovým častiam turbíny, v ktorých sa nachádzajú zvislé lopatky turbíny pripevnené na pohyblivé pásy, ktoré sú osadené na obidvoch ramenách nosnej konštrukcie. Lopatky sa vplyvom tlaku prúdiaceho vzduchu začnú pohybovať translačným a otočným pohybom a cez pružný pás sa sila vetra prenáša na otočný valec a pripojený generátor elektrickej energie. Podstatou vynálezu je realizovanie myšlienky zachytávať silu vetra na veľkej ploche a pomocou symetrických šikmých šípových nábehových plôch voči stredu nosnej konštrukcie túto silu kumulovať ku dvom symetricky usporiadaným pohyblivým pásom s lopatkami, pričom polomery valcov, okolo ktorých sa pás otáča sú niekoľkonásobne menšie ako šírka celej konštrukcie, a tým sú eliminované nepriaznivé vplyvy veľkého otáčajúceho sa zariadenia. Zariadenie je symetricky konštruované voči stredovej vodorovnej osi, čo znamená, že má dve sklápacie bočné ramená s dvomi samostatnými pohyblivými pásmi s lopatkami na konci ramien s otáčajúcimi sa valcami a dvomi generátormi. Zariadenie sklopnej pásovej turbíny je nezávislé od smeru vetra, čo je dosiahnuté otočným pripojením na pevný stĺp stredovou nosnou časťou konštrukcie, alebo zavesením zariadenia stredovou časťou na lano a stabilizovaním zvislej polohy spodnými lanami. Zariadenie sklopnej pásovej turbíny má v pôdoryse tvar písmena V a je tak navrhnuté, že vanúci vietor vždy natočí šípové nábehové plochy proti vetru. Ochrana proti veľkému vetru je zabezpečená vložením otočných zvislých kĺbov po celej výške konštrukcie medzi stredovú nosnú časť konštrukcie a obidve bočné ramená, ktoré sa symetricky koordinovane automaticky sklápajú vodorovným otočným pohybom smerom k sebe dovnútra pri nebezpečnej sile vetra, čím zaujmú polohu lopatiek na páse za sebou v závetrí oproti predchádzajúcej polohe na páse šikmo v 45° uhle na smer vetra, v ktorom sú pod vplyvom maximálneho prúdenia vetra. Pri zmenšenej sile vetra na konštrukciu nastáva automatické vyklápame a obnova funkcie veternej turbíny do nesklopenej polohy. Obidve ramená turbíny sú vzájomne prepojené v hornej a dolnej časti konštrukcie strunovým pákovým mechanizmom cez stredovú stabilnú nepohyblivú časť konštrukcie. Stredová časť konštrukcie sa môže otáčať len okolo svojej zvislej osi podľa smeru vetra. Obidve ramená sa môžu otáčať okolo svojej zvislej osi podľa smeru vetra a zároveň pri veľkom pre konštrukciu nebezpečnom vetre ešte aj okolo osi zvislých kĺbov. Dva valce, okolo ktofych obieha pohyblivý pás sú nerovnakého priemeru, pričom zadný priemer valca je väčší, čo spôsobuje ľahThe essence of the invention of a tilting belt turbine is the ability of a set of mounted blades on a moving belt, which rotates around two spaced apart cylinders, to perform a cyclic movement of the blades caused by the force of the wind. The wind rests on the vertical surfaces of the arrow-shaped turbine with the tip at the front, which is divided into two directions and the air flow is diverted to the two end parts of the turbine, which are vertical turbine blades mounted on moving belts, which are mounted on both arms of the supporting structure. . Due to the pressure of the flowing air, the blades begin to move in a translational and rotating motion, and the wind force is transmitted to the rotating cylinder and the connected electric power generator via an elastic band. The object of the invention is to realize the idea of capturing the force of the wind over a large area and to accumulate this force against two symmetrically arranged moving belts with blades by means of symmetrical inclined arrow surfaces towards the center of the supporting structure, the radii of rollers around which the belt rotates , thus eliminating the adverse effects of a large rotating device. The device is symmetrically designed with respect to the central horizontal axis, which means that it has two folding side arms with two separate moving belts with blades at the end of the arms with rotating rollers and two generators. The tilting belt turbine device is independent of the wind direction, which is achieved by pivotal connection to the fixed column by the central supporting part of the structure, or by hanging the device by the central part on the rope and stabilizing the vertical position by the lower ropes. The tilting belt turbine device has a V-shape in plan view and is designed in such a way that the blowing wind always rotates the arrow ramps against the wind. Protection against high winds is ensured by inserting swiveling vertical joints along the entire height of the structure between the central load-bearing part of the structure and both side arms, which symmetrically automatically tilt inwards in a horizontally coordinated direction towards each other at dangerous wind force. in the leeward direction compared to the previous position on the belt at an angle of 45 ° to the wind direction in which they are affected by the maximum wind flow. With reduced wind force on the structure, there is an automatic tilting and restoration of the wind turbine to a non-tilted position. Both turbine arms are interconnected in the upper and lower part of the structure by a string lever mechanism via a central stable stationary part of the structure. The central part of the structure can only rotate about its vertical axis according to the wind direction. Both arms can rotate about their vertical axis according to the wind direction and at the same time, in the case of high windbreaks, also about the axis of the vertical joints. The two rollers around which the moving belt revolves are of unequal diameter, with the rear diameter of the roller being larger, which

SK 99-2020 A3 šie otáčame pohyblivých častí a predný valec je menší, čo spôsobuje vyššie otáčky valca prenášané na generátor. Pohyblivý pás je nosičom lopatiek a zároveň usmerňuje prúd vzduchu k nasledujúcej lopatke, čím sa zabezpečuje efektívne využitie prenosu sily vetra, ktorý obteká viac lopatiek. Okolo obidvoch druhých valcov oboch ramien sú z vonkajšej časti pripevnené zaoblené zvislé koncové navádzacie plochy, ktoré sa na konci približujú viac k valcom ako na začiatku, čo spôsobuje efektívnejšie usmernenie obtekaného prúdu vzduchu pásovej turbíny ku lopatkám. Výhody vynálezu pásovej turbíny spočívajú vo veľkom plošnom zábere využitého vetra vzhľadom na veľkosť polomeru otáčajúcich sa valcov, čím sa znižujú vibrácie celej konštrukcie a nároky na vyvažovanie otočných častí. Ďalšou výhodou je možnosť zavesenia celej sklopnej pásovej turbíny na lano, čím sa získava väčšia variabilnosť umiestnenia turbíny a zníženie prenosu vibrácií na základy. Výhodou je použitie nenáročných a dostupných materiálov na zhotovenie a ľahká montáž sklopnej pásovej turbíny. Výhodou je konštrukcia, ktorá je priaznivá k životnému prostrediu, a ktorá nezaťažuje životné prostredie zabíjaním živých tvorov, hlukom a vibráciami z vysokých otáčok častí zariadení. Výhodou je možnosť umiestnenia vynálezu sklopnej pásovej turbíny na jestvujúce budovy a jestvujúce konštrukcie do mestského prostredia bližšie ku odberateľovi energie. Výhoda je vo využívaní veľmi silného vetra a nárazov vetra ako aj veľmi slabého prúdenia vzduchu. Výhoda je v jednoduchosti stavebnej realizácie bez použitia veľkých žeriavov a stavebných mechanizmov. Výhodou je aj ľahšia údržba oproti jestvujúcim vrtuľovým turbínam a neznehodnocovanie architektúry krajiny pri získavaní energie z vetra. Výhodou je, že sklopná pásová turbína je uvádzaná do chodu automaticky bez pomocného rozbehového zariadenia. Výhodou je že veľkosť turbíny nie je limitovaná veľkosťou polomerov otáčavých častí, čo znamená, že sa môžu napríklad zväčšovať veľkosti nábehových častí pri zachovaní veľkostí polomerov otáčavých častí.SK 99-2020 A3 rotates the moving parts and the front cylinder is smaller, which causes higher cylinder speeds transmitted to the generator. The moving belt is the carrier of the blades and at the same time directs the air flow to the next blade, thus ensuring efficient use of the transmission of wind force, which bypasses more blades. Around the two second cylinders of both arms, rounded vertical end guide surfaces are attached from the outside, which at the end are closer to the cylinders than at the beginning, which causes a more efficient directing of the bypass air turbine flow to the blades. The advantages of the invention of the belt turbine lie in the large area of the used wind with respect to the size of the radius of the rotating rollers, which reduces the vibrations of the whole structure and the demands on the balancing of the rotating parts. Another advantage is the possibility of hanging the entire tilting belt turbine on the rope, which results in greater variability of the turbine location and reduced transmission of vibrations to the foundations. The advantage is the use of simple and available materials for the construction and easy assembly of the tilting belt turbine. The advantage is an environmentally friendly design that does not burden the environment by killing living creatures, noise and vibration from high-speed parts of equipment. The advantage is the possibility of placing the invention of the tilting belt turbine on existing buildings and existing structures in an urban environment closer to the energy consumer. The advantage is the use of very strong winds and gusts of wind as well as very weak airflow. The advantage is the simplicity of construction without the use of large cranes and construction mechanisms. The advantage is also easier maintenance compared to existing propeller turbines and non-degradation of the landscape architecture in obtaining energy from the wind. The advantage is that the tilting belt turbine is started automatically without an auxiliary starting device. The advantage is that the size of the turbine is not limited by the size of the radii of the rotating parts, which means that, for example, the sizes of the starting parts can be increased while maintaining the sizes of the radii of the rotating parts.

Prehľad obrázkov na výkresochOverview of figures in the drawings

Na obr. č. 1 je v axonometrii schematicky zobrazená sklopná pásová turbína. Je otočená z návetemej strany a je umiestnená na stožiari.In FIG. no. 1 is a schematic axonometric view of a tilting belt turbine. It is turned from the windward side and is placed on the mast.

Na obr. č. 2 je v axonometrii schematicky zobrazená sklopná pásová turbína. Je otočená z návetemej strany a je zavesená na lanovom systéme.In FIG. no. 2 is a schematic axonometric view of a tilting belt turbine. It is turned from the windward side and is suspended on a rope system.

Na obr. č. 3 sú v pôdoryse zobrazené hlavné časti sklopnej pásovej turbíny v rozvinutom nesklopenom stave v pracovnom režime.In FIG. no. 3 is a plan view of the main parts of a tilting belt turbine in an unfolded unfolded state in the operating mode.

Na obr. č. 4 sú v pôdoryse zobrazené hlavné časti sklopnej pásovej turbíny v zloženom sklopenom stave pri silnom vetre v ochrannom režime.In FIG. no. 4 is a plan view of the main parts of a tilting belt turbine in a folded tilted state with a strong wind in the protective mode.

Na obr. č. 5 je zobrazený bočný pohľad na sklopnú pásovú turbína z obrázka č. 2. Na obr. č. 6 je zobrazený pohľad spredu na sklopnú pásovú turbína z obrázka č. 2.In FIG. no. 5 is a side view of the tilting belt turbine of FIG. 2. In FIG. no. 6 is a front view of the tilting belt turbine of FIG. 2.

Na obr. č. 7 je v axonometrii schematicky zobrazená otáčajúca sa časť sklopnej pásovej turbíny s valcovým obežným mechanizmom.In FIG. no. 7 is a schematic axonometric view of a rotating portion of a tilting belt turbine with a cylindrical circulating mechanism.

Na obr. č. 8 je v axonometrii schematicky zobrazená otáčajúca sa časť sklopnej pásovej turbíny s remeňovým obežným mechanizmom.In FIG. no. 8 is a schematic axonometric view of a rotating portion of a tilting belt turbine with a belt circulating mechanism.

Na obr. č. 9 je v axonometrii schematicky zobrazená otáčajúca sa časť sklopnej pásovej turbíny so súborom radiálnych turbín.In FIG. no. 9 is a schematic axonometric view of a rotating portion of a tilting belt turbine with a set of radial turbines.

Na obr. č. 10 je zobrazený priečny rez A-A z obrázka č. 11, ktoiý zobrazuje konštrukčné pripojenie pohyblivého spojenia lopatiek s vodiacim kruhovým stacionárnym profilom.In FIG. no. 10 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 11, which shows the structural connection of the movable connection of the blades to the guide ring stationary profile.

Na obr. č. 11 je zobrazený pôdorys kolieskovej nápravy z obrázka č. 10.In FIG. no. 11 is a plan view of the wheel axle of FIG. 10.

Na obr. č. 12 je zobrazený pôdorys oblúka vodiaceho kruhového stacionárneho profilu s pripevnenými lopatkami.In FIG. no. 12 is a plan view of the arc of the guide circular stationary profile with the blades attached.

Príklady uskutočnenia vynálezuExamples of embodiments of the invention

Princíp vynálezu umožňuje postaviť sklopné pásové turbíny rôznych veľkostí a typov napríklad podľa spôsobu upevnenia lopatiek na obežný mechanizmus alebo tvarov nábehových plôch, typu obežného mechanizmu prípadne spôsobu stabilizovania a umiestnenia sklopnej pásovej turbíny.The principle of the invention makes it possible to build tilting belt turbines of various sizes and types, for example according to the method of fixing the blades to the impeller or the shapes of the running surfaces, the type of impeller or the method of stabilizing and positioning the tilting cladding turbine.

Príklad č. 1: Opis konštrukcie sklopnej pásovej turbíny s dvomi valcovými obežnými mechanizmami 7 zostrojenými na dvoch nosných ramenách 2 pomocou valcov 6 a pohyblivých pásov lis lopatkami 12.Example no. 1: Description of the construction of a tilting belt turbine with two cylindrical circulating mechanisms 7 constructed on two support arms 2 by means of cylinders 6 and movable belts by presses with blades 12.

Základné konštrukčné časti sklopnej pásovej turbíny sa skladajú z troch navzájom spojených dielov, ktolými sú stredová nosná konštrukcia 1 a dve identické nosné ramená 2 symetricky usporiadané po obidvoch stranách stredovej nosnej konštrukcie 1. V pôdorysnom zobrazení svojím tvarom sklopná pásová turbína pripomína písmeno V. V priestore v skutočnosti má pásová turbína tvar množiny na seba naskladaných písmen V s určitou priradenou výškou. Stredová nosná konštrukcia 1 má v pôdorysnom zobrazení tvar štvorca a úsečky, ktorá je pripojená z vonkajšej strany rohu štvorca. V priestore má stredová nosná konštrukcia 1The basic components of a tilting belt turbine consist of three interconnected parts, which are the central support structure 1 and two identical support arms 2 symmetrically arranged on both sides of the central support structure 1. In plan view, the shape of the tilting belt turbine resembles the letter V. in fact, the belt turbine has the shape of a set of stacked letters V with a certain assigned height. In the plan view, the central supporting structure 1 has the shape of a square and a line, which is connected from the outside of the corner of the square. The space has a central supporting structure 1

SK 99-2020 A3 v skutočnosti tvar kocky alebo kvádra s pripojeným zvislým rámom stredovej nosnej konštrukcie 9 na zadnej hrane kvádra. Funkcia stredovej nosnej konštrukcie 1 je stabilizovať nábehové plochy 3 pásovej turbíny a prenášať vodorovné sily vzniknuté z pôsobiaceho vetra na pásovú turbínu a zvislé sily od hmotnosti zavesených nosných ramien 2 pripojených cez kĺbové spojenie 15 ku stredovej nosnej konštrukcii 1 na závesný lanový systém 4 a stabilizujúci lanový systém 5. Zvislé predné nábehové plochy 3 šípového tvaru sú pripevnené pevne na stredovú nosnú konštrukciu 1. Kvôli lepšiemu usmerneniu prúdu vzduchu ku valcovému obežnému mechanizmu 7 sú na stredovú nosnú konštrukciu 1 a zvislé predné nábehové plochy 3 kolmo pripevnené aj vodorovné predné nábehové plochy 3, ktoré sú mierne ohnuté v tvare zužujúceho sa priestoru smerom dozadu. Nosné ramená 2 sú zvislým kĺbovým spojením 15 pripevnené po obidvoch stranách ku stredovej nosnej konštrukcii 1 preto, aby sa mohli pri silnom vetre, ktorý by mohol turbínu poškodiť sklopiť smerom dovnútra. Nosné rameno 2 má tvar uzavretého rámu vo zvislom smere a v každom ráme je osadený valcový obežný mechanizmus 7, ktorý sa skladá z dvoch do rámu vsadených otáčavých valcov 6 s osou otáčania vo zvislom smere, z pohyblivého pásu 11 z látky alebo fólie, ktorý je navlečený na valcoch 6 a z lopatiek 12, ktoré sú pripevnené po celej dĺžke pohyblivého pásu 11. Valce 6 sú nerovnakého priemeru, pričom zadný valec 6 má väčší priemer. Ku otáčavému prednému valcu 6 je na oske 14 pripevnený generátor 13. Obidve nosné ramená 2 sklopnej pásovej turbíny sú vzájomne prepojené v hornej a dolnej časti konštrukcie pákovým mechanizmom 16 cez zvislý rám stredovej nosnej konštrukcie 9. Medzi pákovým mechanizmom 9 a stredovou nosnou konštrukciou 1 je navlečená pružina 17, ktorej sila určuje pri akej rýchlosti vetra sa budú nosné ramená 2 sklápať smerom dovnútra do chránenej polohy pri silnom vetre. Na spodnej a vrchnej strane rámu nosných ramien 2 sú pripevnené vodorovné uzatváracie plochy 22, ktoré usmerňujú prúdiaci vzduch vo vodorovnom smere a na konci týchto plôch sú pripevnené zaoblené zvislé koncové navádzacie plochy 21, ktoré usmerňujú prúdiaci vzduch okolo valcov 6. Smerovka 20 pásovej turbíny je uchytená na zvislý rám stredovej nosnej konštrukcie 9, a to samostatne v hornej aj spodnej časti. Jej veľkosť závisí od proporcií sklopnej pásovej turbíny, aby ju bola schopná otáčať podľa smeru vetra a udržať sklopnú pásovú turbínu vždy v polohe zašpicateným predkom turbíny ku prichádzajúcemu vetm.SK 99-2020 A3 in fact the shape of a cube or block with the attached vertical frame of the central supporting structure 9 at the rear edge of the block. The function of the central support structure 1 is to stabilize the running surfaces 3 of the belt turbine and to transmit horizontal forces generated by the applied wind to the belt turbine and vertical forces from the weight of the suspended support arms 2 connected via the articulation 15 to the central support structure 1 to the suspension rope system 4 and the stabilizing rope system 5. The arrow-shaped vertical front run-up surfaces 3 are fixed to the central support structure 1. In order to better direct the air flow to the cylindrical circulating mechanism 7, the horizontal front run-up surfaces 3 are also fixed perpendicularly to the central support structure 1, which are slightly bent in the shape of a tapering space towards the rear. The support arms 2 are fastened on both sides to the central support structure 1 by a vertical articulation 15 so that they can be tilted inwards in strong winds which could damage the turbine. The support arm 2 has the shape of a closed frame in the vertical direction and in each frame there is fitted a cylindrical circulating mechanism 7, which consists of two rotating rollers 6 inserted in the frame with a vertical axis of rotation, of a moving belt 11 of fabric or foil which is threaded. on rollers 6 and from blades 12, which are fixed along the entire length of the moving belt 11. The rollers 6 are of unequal diameter, the rear roller 6 having a larger diameter. A generator 13 is mounted on the shaft 14 to the rotating front cylinder 6. The two support arms 2 of the tilting belt turbine are interconnected in the upper and lower part of the structure by a lever mechanism 16 via a vertical frame of the central support structure 9. a threaded spring 17, the force of which determines at what wind speed the support arms 2 will tilt inwards into the protected position in strong winds. On the lower and upper side of the frame of the support arms 2, horizontal closing surfaces 22 are fixed, which direct the flowing air in the horizontal direction, and at the end of these surfaces, rounded vertical end guide surfaces 21 are fixed, which direct the flowing air around the rollers. attached to the vertical frame of the central supporting structure 9, separately in the upper and lower part. Its size depends on the proportions of the tilting belt turbine, so that it is able to rotate it according to the wind direction and keep the tilting belt turbine always in a position pointed by the front of the turbine to the incoming wind.

Príklad č. 2: Opis konštrukcie sklopnej pásovej turbíny s dvomi remeňovými obežnými mechanizmami 23 zostrojenými na dvoch nosných ramenách 2 pomocou otáčavých remeníc 8, obežných remeňov 10, výplňových plachiet 25 s lopatkami 12 upevnenými na kolieskových mechanizmoch 18 s vodiacimi kruhovými profilmi 19.Example no. 2: Description of the construction of a tilting belt turbine with two belt impellers 23 constructed on two support arms 2 by means of rotating pulleys 8, impeller belts 10, paddles 25 with blades 12 mounted on wheel mechanisms 18 with guide ring profiles 19.

Základné konštrukčné časti sklopnej pásovej turbíny sú rovnaké ako v príklade č. 1. Sklopná pásová turbína v príklade č. 2 sa odlišuje od sklopnej pásovej turbíny v príklade č. 1 redukciou hmotnosti otáčajúcich sa prvkov, čo je vhodné pri výrobe sklopných pásových turbín väčších rozmerov. Zvislé valce 6 sú nahradené remenicami 8, ktoré sa otáčajú v ložiskách 24 v strede osiek 14 pripevnených k nosným ramenám 2. Okolo dvoch remeníc 8 každého nosného ramena 2 obieha vo vodorovnom smere obežný remeň 10 stredom nosného ramena 2. Zadná remenica 8 má väčší priemer ako predná analogicky ako valce 6 v príklade č. 1. V hornej a spodnej časti nosných ramien 2 sú k ramenám pripevnené vodiace kmhové profily 19 cez stacionárne konštrukcie pre uchytenie profilu 26, po ktorých obiehajú kolieskové mechanizmy 18 s lopatkami 12. Vodiace kruhové profily 19 sú vytvorené z trubiek identického tvaru a dĺžky s tvarom a dĺžkou obežného remeňa 10. Lopatky 12 sú pevne pripojené na obežný remeň 10 v strede výšky lopatky 12 a na obidvoch krajoch sú pevne pripojené na kolieskový mechanizmus 18. Každá lopatka 12 je spojená s nosnými ramenami 2 v troch bodoch, a to v strede pevne cez pohyblivý obežný remeň 10 a na obidvoch krajoch pohyblivo cez kolieskový mechanizmus 18 ku vodiacemu kruhovému profilu 19. Medzi lopatkami 12 je po celom obvode remeňa 10 a po celej výške lopatky 12 napnutá výplňová plachta 25, ktorá udržuje všetky lopatky 12 vo zvislom smere a rovnomernom translačno-otočnom pohybe. Výplňová plachta 25 zároveň usmerňuje pohyb vzduchu ku lopatkám 12.The basic components of a tilting belt turbine are the same as in example no. 1. Tilting belt turbine in example no. 2 differs from the tilting belt turbine in example no. 1 by reducing the weight of the rotating elements, which is suitable for the production of tilting belt turbines of larger dimensions. The vertical rollers 6 are replaced by pulleys 8 which rotate in bearings 24 in the center of the axles 14 attached to the support arms 2. as the front analogously to the rollers 6 in example no. 1. In the upper and lower part of the support arms 2, guide vane profiles 19 are attached to the arms via stationary structures for holding the profile 26, along which the wheel mechanisms 18 with vanes 12 run. and the length of the impeller 10. The vanes 12 are fixedly connected to the impeller 10 in the middle of the height of the vane 12 and at both edges are fixedly connected to the wheel mechanism 18. Each vane 12 is connected to the support arms 2 at three points in the middle. through the movable impeller 10 and at both edges movably via the wheel mechanism 18 to the guide ring profile 19. Between the vanes 12, a padding 25 is stretched along the entire circumference of the belt 10 and along the entire height of the vane 12, which keeps all the vanes 12 vertically and evenly. translational-rotational movement. The padding sheet 25 also directs the movement of air to the blades 12.

Príklad č. 3: Opis konštrukcie sklopnej pásovej turbíny so súborom prepojených radiálnych lopatkových turbín 36 uchytených na dvoch nosných ramenách 2.Example no. 3: Description of the construction of a tilting belt turbine with a set of interconnected radial blade turbines 36 mounted on two support arms 2.

Základné konštrukčné časti sklopnej pásovej turbíny sú rovnaké ako v príklade č. L Sklopná pásová turbína v príklade č. 3 sa odlišuje od sklopnej pásovej turbíny v príklade č. 1 tým, že na nosných ramenách 2 sú upevnené pevné osky 14, okolo ktorých sa točia radiálne turbíny 34, ktoré sú pospájané prevodovým mechanizmom35. Na jednej alebo viacerých radiálnych turbínach 34 je pripojený generátor 13.The basic components of a tilting belt turbine are the same as in example no. L Tilting belt turbine in example no. 3 differs from the tilting belt turbine in example no. 1 in that fixed axles 14 are mounted on the support arms 2, around which radial turbines 34 rotate, which are connected by a transmission mechanism 35. A generator 13 is connected to one or more radial turbines 34.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial applicability

Vynález sklopnej pásovej turbíny je možné využívať na premenu kinetickej energie vetra na mechanickú energiu, napríklad ako hnaciu silu pre generátory, čerpadlá a pod. Priemyselná využiteľnosť spočíva hlavne v zásobovaní energetického priemyslu energiou z obnoviteľných zdrojov primáme pre výrobu elektrickej energie malospotrebiteľmi. Veľké využitie má tento vynález aj v zásobovaní lacnou elektrickou energiou pre rozrastajúci sa počet elektrických nabíjacích staníc pre elektromobilitu.The invention of a tilting belt turbine can be used to convert wind kinetic energy into mechanical energy, for example as a driving force for generators, pumps and the like. Industrial usability lies mainly in supplying the energy industry with energy from renewable sources, primarily for the production of electricity by small consumers. The present invention is also of great use in supplying low cost electricity for the growing number of electric charging stations for electromobility.

SK 99-2020 A3SK 99-2020 A3

Zoznam vzťahových značiekList of reference marks

- stredová nosná konštrukcia- central load-bearing structure

- sklopné nosné rameno- folding support arm

- nábehové plochy- run-in areas

- závesný lanový systém- suspension rope system

- stabilizujúci lanový systém- stabilizing rope system

- valec- cylinder

- valcový obežný mechanizmus- cylindrical circulating mechanism

- remenica- pulley

- zvislý rám stredovej nosnej konštrukcie- vertical frame of the central supporting structure

- obežný remeň- circulating belt

- pohyblivý pás- conveyor belt

- lopatka- shovel

- generátor- generator

- oska- oska

- kĺbové spojenie- articulated joint

- pákový mechanizmus- lever mechanism

- pružina- spring

- kolieskový mechanizmus- wheel mechanism

- vodiaci kruhový profil- guiding circular profile

- smerovka- signpost

- zaoblená zvislá koncová plocha- rounded vertical end face

- uzatváracia vodorovná plocha- closing horizontal surface

- remeňový obežný mechanizmus- belt circulation mechanism

- ložisko- bearing

- výplňová plachta- infill tarpaulin

- stacionárna konštrukcia pre uchytenie profilu- stationary construction for holding the profile

- koliesko konštrukcie posuvného bežca- sliding runner design wheel

- otočné spojenie medzi rámom bežca a spojovacou lištou- swivel connection between the runner frame and the connecting bar

- oska kolieska- wheel axles

- spojovacia lišta posuvného bežca- sliding slider connecting bar

- rám konštrukcie posuvného bežca- sliding runner frame

- stĺp- column

- základová konštrukcia- foundation construction

- radiálna turbína- radial turbine

- prevodový mechanizmus- transmission mechanism

- súbor radiálnych turbín- a set of radial turbines

Claims

PATENT CLAIMS

A tilting belt turbine is made of arrow-shaped vertical run-on surfaces (3) mounted on a central supporting structure (1), which is suspended on a rope system (4), or rotatably mounted on a column (32), characterized in that on the supporting support arms (2) are connected on both sides by means of a vertical articulated joint (1), on which a cylindrical circulating mechanism (7) comprising rotating rollers (6) around a fixed shaft (14) and a moving belt is mounted. (11), on which the vanes (12) are mounted along the entire length of the belt and a generator (13) is connected on one roller (6) and a lever mechanism (16) connected to the central support structure ( 1) and a horizontal closing surface (22) is mounted on the arms (2) from above and below, and a rounded vertical end guide surface (21) is perpendicularly connected at the end of the closing surfaces (22).

Tilting belt turbine according to Claim 1, characterized in that support arms (2) are connected on both sides of the central support structure (1) by means of a vertical articulation (15), on which the belt circulating mechanism (23) is mounted. comprising pulleys (8) rotating around a fixed axle (14) and an impeller (10) on which are mounted along the entire length perpendicular vanes (12) which are attached at both edges to an impeller wheel mechanism (18) which is movably connected to a fixed guide ring profile (19) connected to the structure of the tilting support arms (2) by means of a stationary structure for holding the profile (26) and axles (14) and a generator (13) is attached to one pulley (8) and between the blades ( 12) the infill tarpaulin (25) is taut.

Tilting belt turbine according to Claim 1, characterized in that support arms (2) are connected on both sides of the central support structure (1) by means of a vertical articulation (15), on which it is mounted on fixed sides by means of fixed axles (14). a set of radial turbines (36) comprising two or more unequally sized radial turbines (34) which are connected together by a transmission mechanism (35) and a generator (13) is mounted on at least one radial turbine (35).