UA54702A - Лопать вітряка - Google Patents
Лопать вітряка Download PDFInfo
- Publication number
- UA54702A UA54702A UA2002010438A UA200210438A UA54702A UA 54702 A UA54702 A UA 54702A UA 2002010438 A UA2002010438 A UA 2002010438A UA 200210438 A UA200210438 A UA 200210438A UA 54702 A UA54702 A UA 54702A
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- blade
- ribs
- rotation
- center
- blades
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 101100334009 Caenorhabditis elegans rib-2 gene Proteins 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000737 Duralumin Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000002990 reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Abstract
Лопать вітряка містить поздовжній елемент - лонжерон та поперечні елементи - нервюри, і обшита металевими листами. Лонжерон виконаний у вигляді труби, сплюснутої із закручуванням в міру віддалення від центра обертання лопаті, на якій розміщені чотири нервюри з аеродинамічними профілями: дві по краях лопаті, одна посередині між ними і одна посередині між крайньою до центра обертання лопаті та середньою нервюрою. При цьому на вказаних нервюрах закріплено три куски листового матеріалу, які зігнуті вдвоє на передньому краю лопаті і з'єднані разом на задньому ребрі, і які утворюють три розгортні поверхні з аеродинамічними профілями в перерізі.
Description
Опис винаходу
Винахід відноситься до вітроенергетики і зокрема до побудови безшумних з великою площею і малим 2 видовженням лопатей вітряка з аеродинамічним профілем в перерізі та необхідними кутами закручування впродовж радіуса з використанням розгортуваних поверхонь.
Відомі лопаті вітряків, з великим видовженням |1), аеродинамічним профілем в перерізі, виготовлені суцільними з використанням армованих пластичних матеріалів(аналогічні лопатям гелікоптерів). Вони пристосовані до роботи в швидкісних режимах, при яких виникають значні шуми, що робить їх екологічно 70 небезпечними. Вітряки з такими лопатями мають високу вартість, малі пускові моменти, а для їх запуску потрібні додаткові заходи і пристрої.
Відомі лопаті вітряків, побудовані з використанням дерев'яних брусів з решіткою, обтягненою тканиною або закритою дерев'яними щитами(лопаті сільських вітряків у минулому) (21. Такі лопаті будувались або плоскими або з кутами закручування вздовж радіуса, які не задовольняли вимогам. Вони також мали негладку поверхню та 12 профіль в перерізі, що не відповідав аеродинамічному. Все це приводило до зниження коефіцієнту використання енергії вітру.
Найближчою за технічною суттю до даного винаходу є лопать вітряка, виконана пустотілою із листового матеріалуддюралюмінію або заліза), що закріплена в металевому каркасі з використанням поздовжніх елементів-лонжеронів та поперечних нервюр |З). Такі лопаті при наявності закручування утворюють нерозгортувані зовнішні поверхні. Це погіршує технологію їх виготовлення через використання багатьох спеціальних штампів для об'ємного згинання окремих частин поверхонь.
В основу винаходу поставлено задачу створення такої лопаті вітряка, в якій нове виконання обшивки з листового металевого матеріалу у вигляді з'єднуваних на нервюрах частин розгортуваних торсових поверхонь дозволить покращити технологічність виготовлення лопаті та знизити її вартість. 29 Поставлена задача вирішується тим, що лопать вітряка, яка містить поздовжній елемент - лонжерон та « поперечні елементи - нервюри і обшита металевими листами, згідно з винаходом лонжерон виконаний у вигляді труби, сплюснутої із закручуванням в міру віддалення від центра обертання лопаті, на якій розміщені чотири нервюри з аеродинамічними профілями: дві по краях лопаті, одна по середині між ними і одна посередині між крайньою до центра обертання лопаті та середньою нервюрою, причому на вказаних нервюрах закріплено три с куски листового матеріалу, які зігнуті вдвоє на передньому краю лопаті і з'єднані разом на задньому ребрі, і ав які утворюють три розгортувані поверхні з зеродинамічними профілями в перерізі.
Конструкція вітряка зображена на фіг.1 - З, показана лопать у трьох проекціях. На цих рисунках зображено в 1-лонжерон-сплюснута труба, 9-обшивка крайньої частини лопаті. «І
Як бачимо лопать складається із лонжерона 1 у вигляді труби, яка все більш сплюснута з одночасним 3о закручуванням в міру віддалення від центру обертання крила ЦО. На лонжероні 1 прикріплені нервюри 2 - 5 з о аеродинамічним профілем(див. фіг.3), з них нервюра 2 встановлена на зовнішньому краю лопаті, З-посередині між нервюрами 2 і 5 та 4 посередині між нервюрами З і 5.
Нервюра 2 встановлена на лонжероні 1 під кутом Ф до площини обертання нервюра З - під кутом Ф», 4 - « під кутом Ф»з і 5 - під кутом Фі. до площини обертання ПО(див, фіг.3). Нервюри виконані з металевої смуги З зігненої згідно з агеродинамічним профілем і з'єднані між собою на задньому краю лопаті в точках А, В, С, 0. с Ці смуги охоплюють лонжерон 1(сплюснуту трубу) з двох сторін і прикріплені до нього на середині нервюри, яка з» для жорсткості може бути армована між двома частинами смуги за допомогою профільованого листа металу або за допомогою стержнів, які утворюють ферму(див. для прикладу нервюру 5). До нервюр 2 і З прикріплено кусок 6 металевого листового матеріалу(наприклад покрівельного заліза), який зігнутий вдвоє на передньому краю крила і з'єднаний між собою на задньому краю крила шляхом завальцьовування з одночасною пайкою або і-й встановлення заклепок для покращення міцності. Цей кусок листового покрівельного матеріалу прикріплений до «їз» шуги нервюри за допомогою заклепок або приварений через просвердлені отвори. Через те, що нервюри 2 і З встановлені під різними кутами - відповідно Ф. і Фо до площини обертання, то кусок 6 утворить не циліндричну, і а торсову поверхню, перерізи якої перпендикулярні до осі лонжерона мають аеродинамічні профілі, що ав! 20 поступово переходять від профілю нервюри 2 з кутом Фі до площини обертання ПО до профілю нервюри З з кутом Фо до площини обертання(див. фіг.3). Аналогічно утворюються куски обшивки 7 і 8, що закріплені їз відповідно на нервюрах 3, 4 і 4, 5, Вказані куски обшивки б, 7 і 8 можуть лягати на відповідні нервюри впритул або в накладку. В останньому випадку технологічність процесу виготовлення покращується Через відсутність процесу точної підгонки одного куска обшивки до іншого. 29 Доцільність такої побудови лопаті витікає із залежності кута закрутки цієї лопаті вздовж радіуса, що в. виражається формулою |41 вас Зклобною | Щи 60 де К - змінне значення відстані перерізу лопаті від центра обертання;
К, - радіус кінця лопаті;
А - найвигідніший кут атаки, при якому забезпечується максимальна якість;
Ф, - кут встановлення кінця лопаті до площини обертання. бо Залежність (1) представлена за допомогою графіка на фіг.4. На цьому графіку по осі абсцис відкладено відношення відстані К від центра обертання ЦО до даної точки на лопаті вздовж лонжерона 1 до довжини лопаті від центра обертання лопаті ЦО до крайньої її точки К,, а по осі ординат значення кута встановлення осі аеродинамічного профілю до площини обертання.
Як реальний приклад, на фіг.4, показано характеристику 1 для випадку, коли вибрано оптимальний кут атаки
А з максимальною якістю профілю лопаті, що дорівнює 5", а кут встановлення краю лопаті Ф я до площини обертання рівний 10".
Наведену криволінійну характеристику можна замінити з допустимою похибкою ж17 на кусково-ламану, що складається з трьох ділянок: перша 2 від зовнішнього краю лопаті до її середини, друга З - від середини 7/0 лопаті до середини внутрішньої половини лопаті і третя 4 - від вказаної точки до внутрішнього краю лопаті, який для прикладу віддалений від центра лопаті на 2095 у відношенні до К,.
Таким чином, при побудові обшивки лопаті, що складається із трьох кусків б, 7 і 8 виконуються вимоги відносно аеродинамічних профілів лопаті та необхідних кутів їх встановлення вздовж радіуса лопаті до площини обертання і при цьому забезпечується покращена технологічність виготовлення через застосування /5 розгортуваних поверхонь, які можуть бути виконані із листових матеріалів шляхом простого згинання, без застосування складних штампованих деталей.
Запропонована лопать вітряка працює наступним чином. Необхідне число лопатей закріплено на горизонтальному валу вітряка, що зв'язаний з генератором енергії таким чином, що зовнішні краї лопатей встановлюються під кутом Ф, до площини обертання утвореного вітроколеса. При дії потоку повітря - вітру спочатку на нерухомі лопаті у напрямку показаному на фіг.2 і З проходить розкладання сили тиску ЕТ на рушійну силу Рр і осьову силу Ро. Починається обертання вітроколеса, а кут атаки лопаті зменшується і досягає оптимального значення 5". Завдяки виконанню обшивки лопаті із трьох кусків листового матеріалу 6, 7 і 8 забезпечується кусково-лінійна залежність кутів встановлення осей аеродинамічних профілів лопатей до площини обертання з точністю ж17, що приводить до незначного зниження якості лопаті(близько 390) і до дб Мінімального зменшення коефіцієнту використання енергії вітру(близько 295) порівняно з максимально можливим його значенням при повній зміні кутів встановлення профілів лопаті до площини обертання. При цьому значно « зменшується вартість виготовлення лопатей(на 50905) відносно вартості лопатей, виготовлених із штампованих листових матеріалів.
Список літератури с зо 1. Шефтер Я. И. Использование знергии ветра. - М.: Знергоатомиздат, 1983. - С. 100 - 107. 2. Фатеев Е. М. Ветродвигатели и ветроустановки. - М: ОГИЗ-СЕЛЬХОЗГИЗ, 1948. - С. 456 - 473. о
З. Фатеев Е. М. Ветродвигатели и ветроустановки. - М.: ОГИЗ-СЕЛЬХОЗГИЗ, 1948. - С. 176. М 4. Воробкевич В. Сиротюк С. Оптимізація параметрів крила вітродвигуна. // Тези міжнародної науково-практичної конференції, присвяченої пам'яті професора Євгена Храпливого "Теорія і практика розвитку « зв агропромислового комплексу" 28 - 30 вересня 1999р. - Львів, 1999. - С. 114 - 116. ю
Claims (1)
- Формула винаходу « Лопать вітряка, яка містить поздовжній елемент - лонжерон та поперечні елементи - нервюри, і обшита з с металевими листами, яка відрізняється тим, що лонжерон виконаний у вигляді труби, сплюснутої із закручуванням в міру віддалення від центра обертання лопаті, на якій розміщені чотири нервюри з :з» аеродинамічними профілями: дві по краях лопаті, одна посередині між ними і одна посередині між крайньою до центра обертання лопаті та середньою нервюрою, причому на вказаних нервюрах закріплено три куски ЛистовоГго матеріалу, які зігнуті вдвоє на передньому краю лопаті і з'єднані разом на задньому ребрі, і які сл утворюють три розгортні поверхні з аеродинамічними профілями в перерізі. щ» -І о 50 Ко)Р 60 б5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2002010438A UA54702A (uk) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | Лопать вітряка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2002010438A UA54702A (uk) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | Лопать вітряка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA54702A true UA54702A (uk) | 2003-03-17 |
Family
ID=74320369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UA2002010438A UA54702A (uk) | 2002-01-17 | 2002-01-17 | Лопать вітряка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA54702A (uk) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2638093C2 (ru) * | 2013-06-11 | 2017-12-11 | Воббен Пропертиз Гмбх | Лопасть ротора ветроэнергетической установки и ветроэнергетическая установка |
-
2002
- 2002-01-17 UA UA2002010438A patent/UA54702A/uk unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2638093C2 (ru) * | 2013-06-11 | 2017-12-11 | Воббен Пропертиз Гмбх | Лопасть ротора ветроэнергетической установки и ветроэнергетическая установка |
US10202963B2 (en) | 2013-06-11 | 2019-02-12 | Wobben Properties Gmbh | Rotor blade of a wind turbine and wind turbine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK177659B1 (en) | Noise reducer for rotor blade in wind turbine | |
US7059833B2 (en) | Method for improvement of the efficiency of a wind turbine rotor | |
EP2432996B1 (en) | A method of operating a wind turbine | |
EP2432994B1 (en) | Wind turbine blade with base part having zero or non-positive camber | |
EP2432991B1 (en) | Wind turbine blade | |
EP3303830B1 (en) | Wind turbine blade with a trailing edge spacing section | |
EP2432997B1 (en) | Wind turbine blade provided with flow altering devices and methods of designing and modifying a wind turbine blade | |
EP2432995B1 (en) | Wind turbine blade with base part having inherent non-ideal twist | |
AU2013231165B2 (en) | Noise reduction tab and method for wind turbine rotor blade | |
US20070104582A1 (en) | Vertical axis wind turbine with optimized blade profile | |
US9523279B2 (en) | Rotor blade fence for a wind turbine | |
US20030175121A1 (en) | Wind turbine provided with nacelle | |
US20140348659A1 (en) | Wind turbine rotor blade assembly having reinforcement assembly | |
EP2432992B1 (en) | Method of manufacturing a wind turbine blade having predesigned segment | |
EP2657513A2 (en) | Flow modification device for rotor blade in wind turbine | |
ITRM20110517A1 (it) | Pala per generatore eolico e metodo di assemblaggio di detta pala | |
US4171929A (en) | Blade for windmill | |
UA54702A (uk) | Лопать вітряка | |
EP3553307B1 (en) | Serrated noise reducer for a wind turbine rotor blade | |
Mauri et al. | Design and realisation of a high-performance active pitch-controlled H-Darrieus VAWT for urban installations | |
US20190323480A1 (en) | Root segment for a segmented rotor blade of a wind turbine installation and a segmented rotor blade with the root segment | |
RU2182255C2 (ru) | Составной ротор типа савониуса | |
RU85444U1 (ru) | Лопастная система деласа ветро-гидроэнергетических установок, воздушных/гребных или несущих винтов | |
Farthing | Optimal, robust, and benign horizontal and vertical axis wind turbines | |
EP3097307B1 (en) | Multi-blade vertical-axis wind turbine with continuous or truncated wings |