UA62315A

UA62315A - Wind-wheel vane

Info

Publication number: UA62315A
Application number: UA2003031892A
Authority: UA
Inventors: Volodymyr Stanislavov Kruvtsov; Borys Ivanovych Panachevnyi
Original assignee: Kharkiv Aviation Institute
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2003-12-15

Abstract

A wind-wheel vane has retarding plates and centrifugal controller comprising a load, a force spring and connecting levers. He retarding plate is installed in parallel to the radius of the wind-wheel inside the housing of the blade with possibility of putting it forward in normal direction to the aerodynamic surface of the vane, and the force spring is with its one end fixed to the housing of the vane, and with the other one, through a system of cranks and levers installed in hinges, to retarding plates in such a way that the force effect of the spring is in the plane of the retarding plate and forms a lever with respect to the long axis of the hinge.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до вітроенергетики, а більш конкретно, до конструкції лопатив вітроелектричного 2 агрегату з горизонтальною віссю обертання, який має аеродинамічне гальмо.The invention relates to wind energy, and more specifically, to the design of blades of a wind-electric 2 unit with a horizontal axis of rotation, which has an aerodynamic brake.

Широко відомий вітродвигун млина, описаний на стор. 470-472 | показаний на рис. 296 та 297 в книзіThe well-known windmill engine, described on p. 470-472 | shown in fig. 296 and 297 in the book

Фатеева Е.М. "Ветродвигатели и ветроустановки.- М.: Сельхозгиз, 1948.- 544 с" В цьому вітродвигуні для обмеження обертів вітроколеса (ВК) 1 запобігання його від руйнування використовується повітряне гальмо, виконаним у вигляді обтічних відкрилків, установлених на кінцях лопатів і закріплених на вісях з можливістю 70 обертання. Відкрилки можуть повертатися в підшипниках під дією віддентрових сил, що діють на вантажики через тяги і важілі, шарнірне з'єднані з відкрилками. При нормальних обертах вітроколеса поверхні гальма розташовані в плоїнні обертання, а при збільшенні обертів більш ніж номінальні відцентрові сили вантажика і тяги переборюють зусилля пружини і повертають відкрилки площиною перпендикулярно напрямку руху, забезпечуючи тим самим гальмування вітроколеса.Fateeva E.M. "Wind turbines and installations. - M.: Selkhozgiz, 1948. - 544 s" In this wind engine, to limit the revolutions of the windmill (VK) 1 and prevent it from destruction, an air brake is used, made in the form of streamlined openings, installed at the ends of the blades and fixed on the axles with the possibility of 70 turns. The flaps can turn in the bearings under the action of external forces acting on the loaders through rods and levers, hingedly connected to the openings. At normal rotations of the windmill, the surfaces of the brakes are arranged in a smooth rotation, and when the revolutions increase more than the nominal centrifugal forces of the loader and traction overcome the forces of the spring and turn the openers in a plane perpendicular to the direction of movement, thereby ensuring braking of the windmill.

Недоліком даного аеродинамічного гальма є додатковий опір від відкрилків при нормальних обертах, що приводить до зниження потужності вітроколеса і його ККД.The disadvantage of this aerodynamic brake is additional resistance from openings at normal speeds, which leads to a decrease in the power of the windmill and its efficiency.

За прототип прийнята лопать вітрове леса з кн. Е.М. Фатеева "Ветродвигатели и ветроустановки. - М.:The prototype was taken as a blade of wind forest from the book. E.M. Fateeva "Wind engines and wind turbines. - M.:

Сельхозиздат, 1948.-544 с. "На рис. 137 показана схема регулювання обертів повітряним гальмом системиSelkhozizdat, 1948.-544 p. "Fig. 137 shows the scheme of regulating revolutions by the air brake of the system

Біляу. За цією Схемою на лопатях вітроколеса закріплені пружиною пластини, що обертаються, які при нормальньйх обертах вітродвигуна утримуються в плетені обертання вітроколеса, а при збільшенні обертів до критичного значення повертаються завдяки відцентровім регулятором перпендикулярно напрямку руху, підгальмовуючи вітроколесо. Ця система є малоефективною при високих швидкостях вітру із-за малих гальмових поверхонь клапанів, що повертаються.Bilyau According to this scheme, the rotating plates are fixed by a spring on the blades of the windmill, which at normal rotations of the wind engine are kept in the web of rotation of the windmill, and when the revolutions increase to a critical value, thanks to the centrifugal regulator, they return perpendicular to the direction of movement, braking the windmill. This system is inefficient at high wind speeds due to the small braking surfaces of the reversing valves.

В основу винаходу поставлена задача удосконалення вітроколеса, шляхом установки висувних гальмових пластин і системи автоматичного регулювання обертів, що підвищує надійність вітроустановки в цілому. «The basis of the invention is the task of improving the windmill by installing retractable brake plates and a system of automatic speed control, which increases the reliability of the wind turbine as a whole. "

Поставлена задача вирішується тим, що у вітроколесі, яке має гальмові пластини і відцентровий регулятор, що складається із вантажу, силової пружини і приєднувальних важилів. Згідно з винаходом гальмова пластина установлена паралельно радіусу вітрокслеса всередині корпусу лопаті з можливістю висування (ІЇ перпендикулярно аеродинамічні поверхні лопаті, а силова пружина одним кінцем нерухомо закріплена до о корпусу лопаті, другим через систему кривошипів і важилів, установлених в шарнірах - до гальмових пластин -чее таким чином, що силовим вплив пружини знаходиться в площині гальмової пластини і створює важіль відносно поздовжньої вісі шарніру. оThe task is solved by the fact that in a windmill, which has brake plates and a centrifugal regulator, consisting of a load, a power spring and connecting weights. According to the invention, the brake plate is installed parallel to the radius of the propeller inside the blade body with the possibility of extension (II perpendicular to the aerodynamic surface of the blade, and the power spring is fixed at one end to the body of the blade, the other through a system of cranks and levers installed in the hinges - to the brake plates -chee in such a way that the force effect of the spring is in the plane of the brake plate and creates a lever relative to the longitudinal axis of the hinge. o

Запропоноване технічне рішення дозволяє забезпечити автоматичне регулювання обертів ВА, підвищить Га надійність регулювання обертів вітрокслеса і застосування запропонованного відцентрового регулятора в 3о порівнянні з прототипом. ее,The proposed technical solution makes it possible to ensure automatic regulation of rotations of the VA, will increase the reliability of regulation of rotations of the wind turbine and the use of the proposed centrifugal regulator in comparison with the prototype. eh

Запропоноване технічне рішення пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показаний поздовжній розтин лопаті робочих коліс вітроагрегату умовно зображені повернутими в площині креслення, на Фіг. 2 показана схема роботи гальмових пластин пропелерної ступені ВА. «The proposed technical solution is explained by drawings, where fig. 1 shows a longitudinal section of the blades of the working wheels of the wind turbine conventionally shown rotated in the plane of the drawing, in Fig. 2 shows the operation diagram of the brake plates of the BA propeller stage. "

Лопать і вітроколеса має гальмові пластини 2, які керуються відцентровим регулятором, що складається із З 50 вантажу З (Р), силової пружини 4, кривошипів 5 та 6, важілів 7 та 8, установлених в шарнірах 9, 10, 11. При с цьому силова пружина 4 одним кінцем нерухомо закріплена до корпусу лопаті І, а другим кінцем через системуThe blade and the windmill have brake plates 2, which are controlled by a centrifugal regulator consisting of З 50 load Z (P), power spring 4, cranks 5 and 6, levers 7 and 8 installed in hinges 9, 10, 11. At the same time power spring 4 is fixed at one end to the body of the blade I, and at the other end through the system

Із» кривошипів 5, 6 та важілів 7 та 8 до гальмових пластин 2.From" cranks 5, 6 and levers 7 and 8 to brake plates 2.

Працює вітроелектричний агрегат таким чином.The wind power unit works like this.

Повітряний потік при нормальній швидкості діє на лопаті 1, забезпечуючи номінальний режим роботи 1 перетворення енергії вітру в електроенергію. б Коли швидкість вітру перебільшує розрахункову, то оберти лопатей 1 перевищують номінальне значення, 1 ка під дією відцентрових сил, створених вантажем 3, силова пружина 4 розтягується, при цьому через важілі 7 та 8 зусилля передається на кривошипи 5 та 6, які обертаючись у шарнірах 10 та 11, виштовхують гальмові пластини о 2. Із порожнини лопаті 1, забезпечуючи гальмування Її і зниження частоти обертання вітроколеса (фіг.2,6). При - 20 зменшенні швидкості вітру знижується відцентрова сила від вантажу З (Р), і зусиллям розтягнутої пру жни 4 весь механізм керування (важілі 7 та 8, кривошипи 5 та 6) повертаються в попереднє положення (фіг.2а), сл прибираючи гальмові пластини всередину лопаті 1. Цим забезпечується надійне регулювання.The air flow at normal speed acts on blade 1, ensuring the nominal operation mode 1 of converting wind energy into electricity. b When the wind speed exceeds the calculated one, the revolutions of the blades 1 exceed the nominal value, 1 under the action of the centrifugal forces created by the load 3, the force spring 4 is stretched, while through the levers 7 and 8, the force is transmitted to the cranks 5 and 6, which rotate in the hinges 10 and 11, push the brake plates by 2. From the cavity of the blade 1, ensuring its braking and reducing the frequency of rotation of the windmill (fig. 2, 6). When the wind speed decreases by - 20, the centrifugal force from the load Z (P) decreases, and by the force of the stretched spring 4, the entire control mechanism (lever 7 and 8, cranks 5 and 6) returns to its previous position (Fig. 2a), removing the brake plates inside the blade 1. This ensures a reliable adjustment.

Claims

The formula of the invention » A blade of a windmill, which has brake plates and a centrifugal regulator consisting of a load, a power spring and connecting levers, which is characterized by the fact that the brake plate is installed parallel to the radius of the windmill inside the body of the blade with the possibility of extending it perpendicularly to the aerodynamic 60 surface of the blade, and one end of the power spring is immovably fixed to the body of the blade, the other through a system of cranks and levers installed in the hinges - to the brake plates in such a way that the force effect of the spring is in the plane of the brake plate and creates a lever relative to the longitudinal axis of the hinge. b5