UA150164U - Coaxial wind farm - Google Patents
Coaxial wind farm Download PDFInfo
- Publication number
- UA150164U UA150164U UAU202105156U UAU202105156U UA150164U UA 150164 U UA150164 U UA 150164U UA U202105156 U UAU202105156 U UA U202105156U UA U202105156 U UAU202105156 U UA U202105156U UA 150164 U UA150164 U UA 150164U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- blade
- guide
- rim
- fixed
- wind
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 4
- -1 combined Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 9
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000004237 Ponceau 6R Substances 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 101150041594 soti gene Proteins 0.000 description 1
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Корисна модель належить до зеленої енергетики, а саме стосується вітрових електростанцій (далі - ВЕС), зокрема співвісних ВЕС.The useful model belongs to green energy, namely wind power plants (hereinafter referred to as wind power plants), in particular coaxial wind power plants.
Відомий вітрогенератор, який містить поворотну гондолу, до якої кріпляться вітролопаті, і уся конструкція гондоли встановлюється на вертикальну опору, з можливістю обертання навколо своєї осі, яка містить генератор, редуктор, систему управління, силову електротехнічну частину, комутаційне обладнання, силові кабелі. Опора може мати циліндричну або конусну форму і закріплюється на залізобетонному фундаменті. Опори можуть бути металічними, залізобетонними з залізобетонних секцій, комбінованими Серійні лопатеві вітрогенераториA known wind generator, which contains a rotating nacelle to which wind blades are attached, and the entire structure of the nacelle is installed on a vertical support, with the possibility of rotation around its axis, which contains a generator, a reducer, a control system, a power electrical part, switching equipment, power cables. The support can have a cylindrical or conical shape and is fixed on a reinforced concrete foundation. Supports can be metal, reinforced concrete from reinforced concrete sections, combined Serial bladed wind generators
ЗМУТ-3.6-107, ОЕ/3.6, М120 Т-112, Е-126 млум.епегсоп.де; ммлму.мевіав.сот; улмулму.деромег.сот; 10. мм. віетепв.соті.ZMUT-3.6-107, OE/3.6, M120 T-112, E-126 mlum.epegsop.de; mmlmu.meviav.sot; ulmulmu.deromeg.sot; 10. mm. vietepv.soti.
Недоліком цієї конструкції є велика вага гондоли з лопатями, яка встановлюється на опорі, і, як слідство, необхідно мати великі діаметри опори, та металоємність; при роботі лопатей вітрогенератора вони значно вигинаються, створюючи при цьому вібрації, і чим більше швидкість вітру, тим більші вібрації, які передаються через гондолу на опору. З вібраціями боряться за рахунок підвищення міцності та матеріалоємності вертикальних опор. Також при ураганах та штормах деякі опори не витримують швидкості вітру, що призводить до їхнього руйнування.The disadvantage of this design is the large weight of the nacelle with blades, which is installed on the support, and, as a consequence, it is necessary to have large support diameters and metal capacity; during the operation of the blades of the wind generator, they bend significantly, creating vibrations, and the greater the wind speed, the greater the vibrations that are transmitted through the nacelle to the support. Vibrations are combated by increasing the strength and material capacity of vertical supports. Also, during hurricanes and storms, some supports cannot withstand the speed of the wind, which leads to their destruction.
Недоліком ВЕС цього типу, є те, що зі зростанням потужності вітрогенератора, зростає розмір лопатей, гондоли та опори, збільшення розмірів підвищує вітровий опір опори, гондоли і, коли вітер дує, турбулентні потоки скидаються з лопатей - це створює коливальний процес перпендикулярно напрямку вітру. При збігу частоти коливань опори та поривів вітру Її, як слідство, періодичних турбулентних потоків може виникнути параметричній резонанс по деяких резонансних гармоніках. Зростання розмірів та потужності вітрогенераторів призводить до більшої вірогідності виникнення резонансних коливань на менших швидкостях вітру.The disadvantage of wind turbines of this type is that with the increase in the power of the wind generator, the size of the blades, nacelle and support increases, the increase in size increases the wind resistance of the support, nacelles, and when the wind blows, turbulent flows are discharged from the blades - this creates an oscillatory process perpendicular to the direction of the wind. When the frequency of oscillations of the support and gusts of the wind coincide, as a consequence of periodic turbulent flows, a parametric resonance may occur on some resonant harmonics. The increase in the size and power of wind generators leads to a greater probability of resonant oscillations at lower wind speeds.
Відомий косий парус у вітрильників, який дозволяє вітрильникам ходити назустріч вітру на швидкостях швидше вітру, типу ОБА-17 (також відомий як ВОКОО), це 27-метровий гоночний тримаран, побудований американським синдикатом ВМУМ Огасіе Касіпд для участі в 33-му розіграші кубка Америки. На тримарані встановлений жорсткий парус, подібний за конструкцією до крила літака. Крило складається з двох секцій, розділених вертикальною щілиною, через яку протікає повітряний потік. Задня частина вітрила складається з дев'яти окремих елементів, кожен з яких може бути налаштований незалежно від інших. Така конструкція дозволяє швидко змінювати профіль, регулюючи тим самим підйомну силу.Famous for sailing with a slanting sail that allows sailors to go upwind at speeds faster than the wind, the OBA-17 type (also known as VOKOO) is a 27-meter racing trimaran built by the American syndicate VMUM Ogasie Casipd for the 33rd America's Cup . A rigid sail, similar in design to an airplane wing, is installed on the trimaran. The wing consists of two sections separated by a vertical gap through which the airflow flows. The rear part of the sail consists of nine separate elements, each of which can be adjusted independently of the others. This design allows you to quickly change the profile, thereby adjusting the lifting force.
Під час офіційних змагань ОБА-17 показав можливість розвивати швидкість, що в 2-2,5 рази перевищує швидкість істинного вітру (О5А-17 / Вікіпедія / Електронний ресурс - Режим доступу: перв//т мікіредіа.огд/лмікі/О5А-17 (дата звернення: 18.03.19.During the official competitions, OBA-17 showed the ability to develop a speed that is 2-2.5 times higher than the speed of the true wind (O5A-17 / Wikipedia / Electronic resource - Access mode: perv//t mikiredia.ogd/lmiki/O5A-17 (date of application: 18.03.19.
Недоліком цього надсучасного катамарана є дуже велика вартість його конструкційних рішень, що обмежує їх розповсюдження, і застосовується тільки у надзвичайно дорогих елітних вітрильних перегонах.The disadvantage of this state-of-the-art catamaran is the very high cost of its construction solutions, which limits their distribution and is used only in extremely expensive elite sailing races.
Удосконалення вітрогенератора в районах зі слабкими вітрами належить до області вітроенергетики. Пропонований вітрогенератор вдосконалений, така конструкція вітрогенератора не тільки збільшить кількість виробленої електроенергії окремої установки, а й сприятиме збільшенню ефективності всіх установок вітрогенератора.The improvement of the wind generator in areas with weak winds belongs to the field of wind energy. The proposed wind generator is improved, such a design of the wind generator will not only increase the amount of generated electricity of an individual installation, but also contribute to increasing the efficiency of all wind generator installations.
Технічний результат полягає у обертанні лопаті вітрогенератора при малому вітрі 2-3 м/с, яка складається з двох лопатей малої і великої площ, мала лопать служить розгінною частиною великої лопаті за рахунок зачеплення при певній швидкості малої лопаті. Застосування такої установки зможе вирішити питання роботи при малому вітрі, також знизити витрати для підприємств, які належать до 1 категорії енергоспоживання, і використовувати вітроустановку як друге аварійне живлення або як аварійне освітлення |(Патент КО Мо 186778 001 МПК гО301/02,The technical result consists in the rotation of the blade of the wind generator at a low wind of 2-3 m/s, which consists of two blades of small and large areas, the small blade serves as an accelerating part of the large blade due to the engagement of the small blade at a certain speed. The use of such an installation will be able to solve the issue of operation in low wind, also reduce costs for enterprises belonging to the 1st category of energy consumption, and use the wind installation as a second emergency power supply or as emergency lighting | (Patent KO Mo 186778 001 IPC gО301/02,
ЕО307/02. Ветрогонератор. // Изобретатели: Шопинский С.Н. (КО), Вендин С.В. (КШ) /EO307/02. Wind generator. // Inventors: Shopinsky S.N. (KO), Vendyn S.V. (KSH) /
Патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательноє учреждение вьісшего образования "Белгородский государственньій аграрньй университет имени В.Я.Patentee: Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Belgorod State Agrarian University named after V.Ya.
Горина" // Заявка: 2018123409, 27.06.2018, дата публикации: 01.02.2019, бюл. Мо 4).Horyn" // Application: 2018123409, 06/27/2018, publication date: 02/01/2019, Bull. Mo 4).
Недоліком цього вітрогенератора є: - низькі техніко-економічні показники; - обмежена галузь застосування, забезпечення малих підприємств резервним та аварійним електроживленням; - передня лопать після розгону за допомогою штифта з'єднується із задньою і обертається в одну сторону.The disadvantage of this wind generator is: - low technical and economic indicators; - limited field of application, provision of small enterprises with backup and emergency power supply; - the front blade after acceleration is connected to the back blade with a pin and rotates in one direction.
В основу корисної моделі поставлено задачу створення системи ВЕС із співвісними 60 лопатями, яка б дозволила:The useful model is based on the task of creating a wind turbine system with 60 coaxial blades, which would allow:
- стійку роботу при різних швидкостях вітру; - використовувати його у енергетиці та у промисловості; - надавати додаткову потужність від лопатей більше швидкості вітру на генератор за рахунок збільшення їх відносної швидкості; - мати надійну конструкцію, яку легко ремонтувати; - мати незначну вартість цієї системи; - мати високий ККД; - мати широку галузь застосування на всіх ВЕС; - мати незначні габарити; - мати невисоку матеріалоємність; - мати надійний рівень експлуатації та зручність обслуговування.- stable operation at different wind speeds; - to use it in energy and industry; - provide additional power from the blades more wind speed to the generator by increasing their relative speed; - have a reliable design that is easy to repair; - have an insignificant cost of this system; - have high efficiency; - have a wide field of application at all wind turbines; - have small dimensions; - have a low material capacity; - have a reliable level of operation and ease of maintenance.
Поставлена задача вирішується тим, що співвісна ВЕС працює наступним чином: вона має напрямну лопать, яка обертається назустріч основній лопаті і закріплена до неї співвісно, далі закріплена на гондолі, яка обертається навколо своєї осі, і стоїть на опорі, закріпленій на фундаменті.The task is solved by the fact that the coaxial wind turbine works as follows: it has a guide blade that rotates towards the main blade and is fixed coaxially to it, then it is fixed on a nacelle that rotates around its axis, and it stands on a support fixed on the foundation.
Вітровий потік обертає по вітру напрямну лопать, яка напрямним валом за допомогою редуктора передає зусилля сили вітру на вал, а ним на основну лопать, яка рухається назустріч вітру, створюючи відносну силу, горизонтальна проекція якої обертає лопаті по колу і передає за допомогою вала і редуктора зусилля на генератор, який виробляє електричний струм.The wind flow rotates the guide blade against the wind, which with the help of a gear reducer transmits the force of the force of the wind to the shaft, and through it to the main blade, which moves against the wind, creating a relative force, the horizontal projection of which rotates the blades in a circle and transmits it with the help of the shaft and reducer force on the generator that produces electric current.
По колу напрямної лопаті за допомогою Т-кріплення встановлено обід лопаті, який складається з двох половин, в яких за допомогою стяжних скоб і болтового з'єднання закріплено по краях канати, для компенсації радіальних зусиль, виникаючих при обертанні лопаті, та зменшення рівня вібрації кінцівок лопаті.A rim of the blade is installed around the circumference of the guide blade using a T-mount, which consists of two halves, in which ropes are fixed at the edges with the help of clamps and a bolted connection, to compensate for the radial forces arising when the blade rotates, and to reduce the level of vibration of the limbs blades
По ободу лопаті з двох сторін обертаються О-подібні ролики, які закріплені на рамі лопаті з одного кінця, а другим кінцем вона закріплена в основній лопаті за допомогою кільцевого з'єднання, яке дозволяє змінювати кут атаки основної лопаті при роботі.O-shaped rollers rotate around the rim of the blade on both sides, which are fixed to the frame of the blade from one end, and at the other end it is fixed to the main blade with the help of a ring connection, which allows you to change the angle of attack of the main blade during operation.
Ю-подібні ролики встановлюються на ободі лопаті з двох сторін по дві штуки і закріплюються за допомогою рами лопаті, кріплення якої до основної лопаті відбувається двома кільцевими з'єднаннями. О-подібні ролики виконуються з гуми і при обертанні по колу ободу лопаті вониU-shaped rollers are installed on the rim of the blade in two pieces on both sides and are fixed with the help of the blade frame, which is attached to the main blade by two ring joints. O-shaped rollers are made of rubber and rotate around the rim of the blades
Зо рухаються у протилежний бік, а оскільки кінцівки рухаються набагато швидше ніж основа лопаті, то основній лопаті надається швидке прискорення через раму.Zo moves in the opposite direction, and since the limbs move much faster than the base of the blade, the main blade is given a rapid acceleration through the frame.
Для збільшення ефективності вітрогенератора та зменшення габаритів на кінець основної лопаті за допомогою гнутої опори встановлюється перпендикулярно напрямку вітру пропелер, який повертає лопать, для компенсації цього гнуту опору пропелера за допомогою поворотної шестерні можна повернути перпендикулярно до результуючої сили, для компенсації результуючої сили, прискорення при обертанні основної лопаті надає додаткове зусилля на редуктор та генератор за рахунок збільшення швидкості обертання пропелера.To increase the efficiency of the wind generator and reduce its size, a propeller is installed perpendicular to the direction of the wind at the end of the main blade with the help of a bent support, which turns the blade, to compensate for this, the bent support of the propeller can be turned perpendicular to the resulting force using a rotary gear, to compensate for the resulting force, acceleration during rotation the main blade exerts additional force on the reducer and generator by increasing the speed of rotation of the propeller.
При обертанні пропелера виникає реактивний момент, закручення струменя пропелера, гіроскопічний момент, момент, що виникає при несиметричному обтіканні пропелера. Всі моменти діють в одну сторону і при пропелері лівого обертання вигинають основну лопать назустріч вітру, компенсуючи при цьому силу, результуючу силу від обертанні лопаті і сили вітру, яка повертає лопать, для запобігання цьому встановлюється рама лопаті, яка, обертаючись по ободу лопаті (закріплена Т-кріпленням до напрямної лопаті), через О-подібні ролики надає додаткове зусилля розгону від напрямної лопаті.When the propeller rotates, there is a reactive moment, twisting of the propeller jet, gyroscopic moment, a moment that occurs when the propeller flows asymmetrically. All moments act in one direction and when the propeller rotates to the left, they bend the main blade towards the wind, compensating at the same time the force resulting from the rotation of the blade and the force of the wind that turns the blade, to prevent this, a blade frame is installed, which, rotating along the rim of the blade (fixed T-fastening to the guide blade), through O-shaped rollers provides additional acceleration force from the guide blade.
Основна лопать може змінювати кут атаки до вітру, при цьому за допомогою поворотної шестерні гнута рама дозволяє пропелеру мати перпендикулярний напрямок руху до вітру і в деяких випадках повертатися перпендикулярно до результуючої сили.The main blade can change the angle of attack to the wind, while with the help of a rotary gear, the bent frame allows the propeller to have a direction perpendicular to the wind and in some cases to turn perpendicular to the resulting force.
При русі напрямної лопаті по вітру вона закріплена співвісно на основній лопаті і має вал у вигляді сонячної шестерні, яка з'єднана з сателітами у основній лопаті, які закріплені за допомогою водила до гондоли і обертають кільцеву шестерню назустріч, яка закріплена у основній лопаті (тобто планетарна передача встановлюється всередині основної лопаті), зусилля від неї валом передається на редуктор і генератор, який виробляє струм.When the directional blade moves downwind, it is fixed coaxially on the main blade and has a shaft in the form of a sun gear, which is connected to the satellites in the main blade, which are fixed with the help of a guide to the nacelle and rotate the ring gear towards it, which is fixed in the main blade (i.e. the planetary gear is installed inside the main blade), the force from it is transmitted by the shaft to the gearbox and the generator, which produces current.
Обід лопаті має форму плоского аеродинамічного профілю для зниження лобового опору набігаючому аеродинамічного потоку.The edge of the blade has the shape of a flat aerodynamic profile to reduce the frontal resistance of the oncoming aerodynamic flow.
Напрямна лопать обертається назустріч основній лопаті, таким чином знижується реактивний момент та рівень вібрації, також для зменшення вібрацій лопаті мають всередині канати, які демпфірують значну частину коливань лопаті. Канати, які розташовуються всередині ободу лопаті та лопатей, використовуються стальні, комбіновані, поліпропіленові (для зниження ваги), полімерні та та інші.The guide vane rotates towards the main vane, thus reducing the reactive moment and the level of vibration, also to reduce vibrations, the vanes have ropes inside that dampen a significant part of the vane vibrations. Ropes that are located inside the rim of the blade and blades are used steel, combined, polypropylene (to reduce weight), polymer and others.
Кількість О-подібних роликів, розташованих з двох сторін ободу лопаті, становить: два, чотири і більше.The number of O-shaped rollers located on both sides of the blade rim is: two, four or more.
Контроль та режим руху за поворотами гнутої рами з пропелером, в залежності від сили вітру, відбувається за допомогою датчиків, які передають бездротово (по мережах 50 Іпіегпеї) дані на комп'ютер, який встановлено у гондолі.The control and mode of movement of the curved frame with the propeller, depending on the wind force, is carried out using sensors that transmit data wirelessly (via 50 IPegpei networks) to a computer installed in the nacelle.
Використання співвісної ВЕС дозволяє: - використовувати її в енергетиці та у промисловості; - збільшити швидкості лопатей більше швидкості вітру і передачі зусилля на генератор за рахунок збільшення відносної швидкості; - мати надійну конструкцію, яку легко ремонтувати; - знизити вартість цієї конструкції за рахунок зменшення розміру лопатей; - мати широку галузь застосування на існуючих ВЕС; - мати незначні габарити; - мати надійний рівень експлуатації та зручність обслуговування; - не втрачати енергію вітру при так званому рваному вітрі; - розширити галузь роботи ВЕС на повільних вітрах; - Збільшити ККД та знизити термін окупності; - зменшити собівартість вироблення 1 кВт/год. електроенергії, рівень та термін окупності капітальних витрат будівництва ВЕС.The use of a coaxial wind turbine allows: - to use it in energy and industry; - increase the speed of the blades more than the speed of the wind and transfer force to the generator by increasing the relative speed; - have a reliable design that is easy to repair; - reduce the cost of this design by reducing the size of the blades; - have a wide field of application on existing wind turbines; - have small dimensions; - have a reliable level of operation and ease of maintenance; - not to lose wind energy in the so-called torn wind; - to expand the field of operation of wind turbines in slow winds; - Increase the efficiency and reduce the payback period; - reduce the production cost of 1 kW/h. of electricity, the level and payback period of the capital costs of the construction of the wind farm.
Корисна модель пояснюється кресленнями.A useful model is explained with drawings.
На Фіг. 1 зображено вигляд збоку співвісної ВЕС, де: 1 - гондола; 2 - напрямна лопать; З - основна лопать; 4 - фундамент; 5 - опора; 6 - генератор; 7 - вал; 7.1 - напрямний вал; 8 - редуктор.In Fig. 1 shows a side view of a coaxial wind turbine, where: 1 - nacelle; 2 - guide vane; C - the main blade; 4 - foundation; 5 - support; 6 - generator; 7 - shaft; 7.1 - guide shaft; 8 - gearbox.
На Фіг. 2 зображено переріз А-А на фіг. 1, де: 1 - гондола; 2 - напрямна лопать; З - основна лопать; 5 - опора; 9 - обід лопаті.In Fig. 2 shows a section AA in fig. 1, where: 1 - gondola; 2 - guide vane; C - the main blade; 5 - support; 9 - the edge of the blade.
На Фіг. 3 зображено вигляд Б на Фіг. 1, де: 2 - напрямна лопать; З - основна лопать; 9 - обід лопаті; 9.1 - канати; 9.2 - Т-кріплення; 9.3 - стяжні скоби; 10-О-подібний ролик; 11 - кільцеве з'єднання; 12 - рама лопаті.In Fig. 3 shows view B in Fig. 1, where: 2 - guide vane; C - the main blade; 9 - blade edge; 9.1 - ropes; 9.2 - T-fastening; 9.3 - tensioning brackets; 10-O-shaped roller; 11 - ring connection; 12 - blade frame.
На Фіг. 4 зображено вигляд В на Фіг. 2, де: З - основна лопать; 9 - обід лопаті; 10-О-подібний ролик; 11 - кільцеве з'єднання; 12 - рама лопаті.In Fig. 4 shows view B in Fig. 2, where: C - the main blade; 9 - blade edge; 10-O-shaped roller; 11 - ring connection; 12 - blade frame.
На Фіг. 5 зображено вигляд збоку ВЕС з пропелерами, де: 1 - гондола; 2 - напрямна лопать;In Fig. 5 shows a side view of a wind turbine with propellers, where: 1 - nacelle; 2 - guide vane;
З - основна лопать; 5 - опора; 6 - генератор; 7 - вал; 8 - редуктор; 9 - обід лопаті; 10-О-подібний ролик; 11 - кільцеве з'єднання; 12 - рама лопаті; 13 - гнута опора; 14 - пропелер; 15 - поворотна шестірня; 16 - планетарна передача; 16.1 - сателіт; 16.2 - водило; 16.3 - сонячна шестерня; 16.4 - кільцева шестерня.C - the main blade; 5 - support; 6 - generator; 7 - shaft; 8 - reducer; 9 - blade edge; 10-O-shaped roller; 11 - ring connection; 12 - blade frame; 13 - bent support; 14 - propeller; 15 - rotary gear; 16 - planetary transmission; 16.1 - satellite; 16.2 - vehicle; 16.3 - sun gear; 16.4 - ring gear.
На Фіг. 6 зображено переріз А1-АТ на фіг. 5, де: 1 - гондола; 2 - напрямна лопать; З - основна лопать; 5 - опора; 9 - обід лопаті; 10-О-подібний ролик; 11 - кільцеве з'єднання; 12 - рама лопаті; 13 - гнута опора; 14 - пропелер; 15 - поворотна шестірня.In Fig. 6 shows the section A1-AT in fig. 5, where: 1 - gondola; 2 - guide vane; C - the main blade; 5 - support; 9 - blade edge; 10-O-shaped roller; 11 - ring connection; 12 - blade frame; 13 - bent support; 14 - propeller; 15 - rotary gear.
Співвісна ВЕС працює наступним чином: вона має напрямну лопать 2, яка обертається назустріч основній лопаті З і закріплена до неї співвісно, основна лопать закріплена на гондолі 1, яка обертається навколо своєї осі і стоїть на опорі 5, що закріплена на фундаменті 4 (Фіг. 1, 2).The coaxial wind turbine works as follows: it has a guide blade 2, which rotates towards the main blade C and is fixed to it coaxially, the main blade is fixed on the nacelle 1, which rotates around its axis and stands on the support 5, which is fixed on the foundation 4 (Fig. 1, 2).
Вітровий потік обертає по вітру напрямну лопать 2, яка напрямним валом 7.1 за допомогою редуктора 8 передає зусилля сили вітру на вал 7, а ним - на основну лопать 3, яка рухається назустріч вітру, створюючи відносну силу, горизонтальна проекція якої обертає лопаті по колу і передає за допомогою вала 7 і редуктора 8 зусилля на генератор 6, який виробляє електричний струм (Фіг. 1, 2).The wind flow rotates the guide blade 2 against the wind, which by means of the guide shaft 7.1 with the help of the reducer 8 transmits the force of the wind force to the shaft 7, and through it to the main blade 3, which moves against the wind, creating a relative force, the horizontal projection of which rotates the blades in a circle and transmits with the help of the shaft 7 and the reducer 8 forces to the generator 6, which produces electric current (Fig. 1, 2).
По колу кінців напрямної лопаті 2 за допомогою Т-кріплення 9.2 встановлено обід лопаті 9, який складається з двох половин, в яких за допомогою стяжних скоб 9.3 і болтового з'єднання 9.4 закріплено по краях канати 9.1 для компенсації радіальних зусиль, що виникають при обертанні (Фіг. 1, 2, 3).Around the ends of the guide blade 2, with the help of a T-mount 9.2, the edge of the blade 9 is installed, which consists of two halves, in which, with the help of clamps 9.3 and a bolted connection 9.4, ropes 9.1 are fixed at the edges to compensate for radial forces arising during rotation (Fig. 1, 2, 3).
По ободу лопаті 9 з двох сторін обертаються О-подібні ролики 10, які закріплені на рамі лопаті 12 з одного кінця, а другим кінцем рама лопаті закріплена в основній лопаті З за допомогою кільцевого з'єднання 11, яке дозволяє змінювати кут атаки основної лопаті З при роботі (Фіг. 1, 2, 3).On the rim of the blade 9, O-shaped rollers 10 rotate on both sides, which are fixed on the blade frame 12 at one end, and at the other end, the blade frame is fixed in the main blade З with the help of a ring connection 11, which allows changing the angle of attack of the main blade З during operation (Fig. 1, 2, 3).
Ю-подібні ролики 10 встановлюються на ободі 9 з двох сторін по дві штуки і закріплюються за допомогою рами лопаті 12, кріплення якої до основної лопаті З відбувається двома кільцевими з'єднаннями 11 (Фіг. 3, 4).U-shaped rollers 10 are installed on the rim 9 from two sides in two pieces and are fixed with the help of the blade frame 12, which is attached to the main blade C by two ring connections 11 (Fig. 3, 4).
Для збільшення ефективності співвісної ВЕС та зменшення габаритів на кінець основної бо лопаті З за допомогою гнутої опори 13 встановлюється перпендикулярно напрямку вітру пропелер 14, який при обертанні основної лопаті З надає додаткове зусилля, за рахунок збільшення швидкості обертання пропелера 14 (фіг. 5, б).To increase the efficiency of the coaxial wind turbine and reduce the dimensions at the end of the main blade C using a bent support 13, a propeller 14 is installed perpendicular to the direction of the wind, which during the rotation of the main blade C provides additional force due to an increase in the speed of rotation of the propeller 14 (Fig. 5, b) .
При обертанні пропелера 14 виникає реактивний момент, закручення струменя гвинта, гіроскопічний момент, момент, що виникає при несиметричному обтікання гвинта; всі вони діють в одну сторону і при гвинті лівого обертання повертають лопать З назустріч вітру, для запобігання цьому встановлюється рама лопаті 12, яка, обертаючись по ободу лопаті 9 (закріплена Т-кріпленням до напрямної лопаті 3) через О-подібні ролики 10 надає додаткове зусилля розгону від напрямної лопаті 2 (Фіг. 5, 6).When the propeller 14 rotates, there is a reactive moment, twisting of the propeller jet, gyroscopic moment, a moment that occurs when the propeller flows asymmetrically; they all act in one direction and when the screw rotates to the left, they turn the blade C towards the wind, to prevent this, a blade frame 12 is installed, which, rotating along the rim of the blade 9 (fixed by a T-mount to the guide blade 3) through O-shaped rollers 10, provides additional acceleration force from guide blade 2 (Fig. 5, 6).
Основна лопать З може змінювати кут атаки до вітру, при цьому за допомогою поворотної шестірні 15 гнута опора 13 дозволяє пропелеру 14 мати перпендикулярний напрямок руху до вітру (Фіг. 5, 6).The main blade C can change the angle of attack to the wind, while with the help of the rotary gear 15, the bent support 13 allows the propeller 14 to have a perpendicular direction of movement to the wind (Fig. 5, 6).
При русі напрямної лопаті 2 по вітру вона закріплена співвісно на основній лопаті З і надає зусилля валом у вигляді сонячної шестерні 16.3 на сателіти 16.1, які закріплені водилом 16.2 до гондоли 1, обертаючи кільцеву шестерню 16.4 назустріч, яка закріплена у основній лопаті 3, (тобто планетарна передача 16 встановлюється всередині основної лопаті 3), зусилля від неї валом 7 передається на редуктор 8 і генератор 6, який виробляє струм (Фіг. 5).During the movement of the guide blade 2 in the wind, it is fixed coaxially on the main blade C and exerts force with a shaft in the form of a sun gear 16.3 on the satellites 16.1, which are fixed by the carrier 16.2 to the nacelle 1, rotating the ring gear 16.4 in the opposite direction, which is fixed in the main blade 3, (i.e. the planetary gear 16 is installed inside the main blade 3), the force from it is transmitted by the shaft 7 to the reducer 8 and the generator 6, which produces current (Fig. 5).
Вся описана вище робота співвісної ВЕС дозволяє найбільш ефективно досягати заявлених технічних результатів.All the work of the coaxial wind turbine described above makes it possible to achieve the stated technical results in the most effective way.
З опису та креслень даної корисної моделі можна зрозуміти, що різні варіанти комбінацій елементів або їх покращення здійснені і знаходяться в межах даної корисної моделі.From the description and drawings of this utility model, it can be understood that various options for combinations of elements or their improvements have been implemented and are within the limits of this utility model.
Перелік позицій за кресленнями: 1 - гондола; 2 - напрямна лопать;List of items according to drawings: 1 - gondola; 2 - guide vane;
З - основна лопать; 4 - фундамент; 5 - опора; б - генератор; 7 - вал; 7.1 - напрямний вал;C - the main blade; 4 - foundation; 5 - support; b - generator; 7 - shaft; 7.1 - guide shaft;
Зо 8 - редуктор; 9 - обід лопаті; 9.1 - канат; 9.2 - Т-кріплення; 9.3 - стяжні скоби; 9.4 - болтове з'єднання; 10-О-подібний ролик; 11 - кільцеве з'єднання; 12 - рама лопаті; 13 - гнута опора; 14 - пропелер. 15 - поворотна шестірня; 16 - планетарна передача; 16.1 - сателіт; 16.2 - водило; 16.3 - сонячна шестірня; 16.4 - кільцева шестірня.Zo 8 - reducer; 9 - blade edge; 9.1 - rope; 9.2 - T-fastening; 9.3 - tensioning brackets; 9.4 - bolt connection; 10-O-shaped roller; 11 - ring connection; 12 - blade frame; 13 - bent support; 14 - propeller. 15 - rotary gear; 16 - planetary transmission; 16.1 - satellite; 16.2 - vehicle; 16.3 - sun gear; 16.4 - ring gear.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU202105156U UA150164U (en) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | Coaxial wind farm |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU202105156U UA150164U (en) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | Coaxial wind farm |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA150164U true UA150164U (en) | 2022-01-05 |
Family
ID=89902029
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAU202105156U UA150164U (en) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | Coaxial wind farm |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA150164U (en) |
-
2021
- 2021-09-13 UA UAU202105156U patent/UA150164U/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7040859B2 (en) | Wind turbine | |
US10683841B2 (en) | Closed loop multiple airfoil wind turbine | |
US9512817B2 (en) | Diffuser augmented wind turbines | |
EP2893186B1 (en) | Vertical axis wind turbine | |
AU2011262947B2 (en) | Wind/water turbine with rotational resistance reduced by wind vane blade | |
US5599168A (en) | Wind turbine adaptable to wind direction and velocity | |
US20090074577A1 (en) | Vertical axis sail-type windmill power transfer device | |
CN201730751U (en) | Megawatt-level vertical axis wind driven generator with adjustable angle of attack | |
CN102116264A (en) | Megawatt-stage vertical shaft wind power generator with adjustable attack angle | |
CN106382185A (en) | Extension type fan wind wheel or blade and wind driven generator | |
EP3473851A1 (en) | Wind turbine generator | |
US20120134823A1 (en) | Wind Turbine | |
WO2013046134A1 (en) | Omnidirectional turbine | |
WO2013044421A1 (en) | Wind power generation system | |
CN208845304U (en) | Wind-driven generator and vertical axis rotor | |
CN102128141A (en) | Wind tunnel type air pressure energy storage wind power generation system | |
CN102953928A (en) | Universal windmill with adjustable propeller length | |
Hossain et al. | Design and development of a 1/3 scale vertical axis wind turbine for electrical power generation | |
CN203175763U (en) | Sail-type wind driven generator for land and water | |
UA150164U (en) | Coaxial wind farm | |
CA2532597A1 (en) | Vertical axis fluid actuated turbine | |
CN201103511Y (en) | Variable oar wind wheel | |
JP2017072056A (en) | Yacht type wind power generator | |
CN101876295A (en) | Dumbbell wind-tunnel pressurized wind power generation system | |
CN104153944B (en) | A kind of Large marine vertical axis aerogenerator group |