RU137061U1

RU137061U1 - WIND POWER PLANT

Info

Publication number: RU137061U1
Application number: RU2013132607/03U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Фёдорович Афанасьев; Дмитрий Владимирович Рябов; Линар Шамилевич Биктимиров
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2014-01-27

Abstract

1. Ветроэнергетическая установка, содержащая свободно вращающуюся несущую ось с насаженными на нее свободно вращающимися, жестко связанными между собой, верхней и нижней платформами, между которыми установлены два ротора с вертикальными осями вращения и клин с острием, направленным навстречу ветровому потоку, отличающаяся тем, что роторы выполнены в виде ветроколес со смещенной осью вращения с рамами в вертикальной плоскости, скрепленными между собой встык и обращенными короткими рычагами во внутрь, а длинными рычагами - во внешнюю сторону.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что каждое ветроколесо со смещенной осью вращения имеет по шесть двухсекционных лопастей, чередующихся через 60°.3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на верхних концах несущей оси, связанной с электрогенератором и осях обоих ветроколес закреплены по блоку, которые связаны шкивом, натянутым с помощью натяжных роликов.4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что длина несущей оси и высота опоры ее нижнего конца, на которой размещается электрогенератор с редуктором, выбирается из условия удобства обслуживания электрогенератора и передачи электрической энергии потребителю.1. A wind turbine installation containing a freely rotating supporting axis with freely rotating rotating devices rigidly connected to each other, upper and lower platforms, between which two rotors with vertical rotation axes and a wedge with a tip directed towards the wind flow are installed, characterized in that the rotors are made in the form of wind wheels with a displaced axis of rotation with frames in the vertical plane, fastened together end to end and turned with short levers inward, and long levers in the outer side onu. 2. Installation according to claim 1, characterized in that each wind wheel with a displaced axis of rotation has six two-section vanes alternating through 60 °. 3. Installation according to claim 1, characterized in that at the upper ends of the bearing axis associated with the electric generator and the axes of both wind wheels are fixed in a block that are connected by a pulley pulled by means of tension rollers. 4. Installation according to claim 1, characterized in that the length of the bearing axis and the height of the support of its lower end, on which the electric generator with the gearbox is located, is selected from the condition of convenient maintenance of the electric generator and transmission of electric energy to the consumer.

Description

Полезная модель относится к ветроэнергетике и может быть использована для автономного электроснабжения потребителей.The utility model relates to wind energy and can be used for autonomous power supply to consumers.

Известно устройство, работающее на основе использования энергии воды и ветра, содержащее, как и предлагаемое устройство, несущую ось, свободно вращающиеся на ней жестко связанные между собой нижнюю и верхнюю платформы, между которыми смонтированы два парусных ротора с вертикальными по центру осями вращения и клин, смонтированный относительно несущей оси таким образом, что острие клина всегда направлено навстречу ветру (см. патент RU 2221164 C2, опубл. 10.01.2004) - прототип.A device is known that operates on the basis of using the energy of water and wind, containing, like the proposed device, a bearing axis, freely rotating on it rigidly connected lower and upper platforms, between which are mounted two sailing rotors with vertical center axes of rotation and a wedge, mounted relative to the bearing axis in such a way that the tip of the wedge is always directed towards the wind (see patent RU 2221164 C2, publ. 10.01.2004) - prototype.

Недостатком прототипа является незначительная эффективность преобразования энергии течений во вращающий момент, характерный для ветроколес (в прототипе - ротора) с центральной осью вращения, обусловленный использованием в работе только половины каждого колеса.The disadvantage of the prototype is the low efficiency of converting the energy of currents into torque, characteristic of wind wheels (in the prototype - the rotor) with a central axis of rotation, due to the use of only half of each wheel.

Технический результат заключается в устранении указанного недостатка за счет использования для преобразования энергии ветра ветроколес со смещенной осью вращения, позволяющих при равных габаритных размерах получить более высокий вращающий момент.The technical result consists in eliminating this drawback due to the use of a wind wheel with a displaced axis of rotation for converting wind energy, allowing, with equal overall dimensions, to obtain a higher torque.

Технический результат достигается тем, что ветроэнергетическая установка содержит свободно вращающуюся несущую ось с посаженными на нее свободно вращающимися, жестко связанными между собой верхней и нижней платформами, между которыми установлены два ротора с вертикальными осями вращения и клин с острием, направленным навстречу ветровому потоку. Особенностью является то, что роторы выполнены в виде ветроколес со смещенной осью вращения с рамами в вертикальной плоскости, скрепленными между собой встык и обращенными короткими рычагами во внутрь, а длинными рычагами - во внешнюю сторону. Каждое ветроколесо со смещенной осью вращения имеет по шесть двухсекционных лопастей, чередующихся через 60°. На верхних концах несущей оси, связанной с электрогенератором, и осях обоих ветроколес закреплены по блоку, которые связаны шкивом, натянутым с помощью натяжных роликов.The technical result is achieved by the fact that the wind power installation contains a freely rotating supporting axis with freely rotating mounted on it, rigidly interconnected upper and lower platforms, between which there are two rotors with vertical axes of rotation and a wedge with a tip directed towards the wind flow. The peculiarity is that the rotors are made in the form of wind wheels with a displaced axis of rotation with frames in the vertical plane, fastened together end to end and facing short levers inward, and long levers outward. Each wind wheel with a displaced axis of rotation has six two-section vanes alternating through 60 °. At the upper ends of the bearing axis associated with the electric generator, and the axes of both wind wheels are fixed on the block, which are connected by a pulley, tensioned by means of tension rollers.

Длина несущей оси и высота опоры ее нижнего конца, на которой размещается электрогенератор с редуктором, выбирается из условия удобства обслуживания электрогенератора и передачи электрической энергии потребителю.The length of the bearing axis and the height of the support of its lower end, on which the electric generator with the gearbox is located, is selected from the condition of convenient maintenance of the electric generator and transmission of electric energy to the consumer.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых изображено: на фиг. 1 - конструктивное решение преобразователя энергии потока ветра на основе ветроколес со смещенной вертикальной осью вращения - при виде сверху; на фиг. 2 - конструктивное решение ветроэнергетической установки на основе ветроколес со смещенной вертикальной осью вращения - при виде сбоку по осевому сечению.The essence of the utility model is illustrated by graphic materials, which depict: in FIG. 1 - constructive solution of the energy converter of the wind flow based on wind wheels with a displaced vertical axis of rotation - when viewed from above; in FIG. 2 - constructive solution of a wind power installation based on wind wheels with a displaced vertical axis of rotation - when viewed from the side along the axial section.

Ветроэнергетическая установка (фиг. 1) содержит свободно вращающуюся несущую ось 1 с посаженными на нее свободно вращающимися, жестко связанными между собой, верхней и нижней платформами 2, 3 между которыми установлены два ротора с вертикальными осями 4 вращения и клин 5 с острием, направленным навстречу ветровому потоку. Роторы выполнены в виде ветроколес со смещенной осью 4 вращения с рамами 6 в вертикальной плоскости, скрепленными между собой встык и обращенными короткими рычагами во внутрь, а длинными рычагами - во внешнюю сторону. Каждое ветроколесо со смещенной осью вращения имеет по шесть двухсекционных лопастей 7, 8, чередующихся через 60°. На верхних концах несущей оси 1, связанной с электрогенератором 9 (см. фиг. 2) и осях 4 обоих ветроколес закреплены по блоку 10, которые связаны шкивом 11, натянутым с помощью натяжных роликов 12. Длина несущей оси 1 и высота H опоры 13 ее нижнего конца, на которой размещается электрогенератор 9 с редуктором 14 выбирается из условия удобства обслуживания электрогенератора 9 и передачи электрической энергии потребителю.The wind power installation (Fig. 1) contains a freely rotating bearing axis 1 with freely rotating wheels mounted on it, rigidly interconnected, upper and lower platforms 2, 3 between which there are two rotors with vertical axes 4 of rotation and a wedge 5 with a tip directed towards wind flow. The rotors are made in the form of wind wheels with an offset axis of rotation 4 with frames 6 in the vertical plane, fastened together end-to-end and facing short levers inward, and long levers outwardly. Each wind wheel with a displaced axis of rotation has six two-section blades 7, 8, alternating through 60 °. At the upper ends of the bearing axis 1, connected with the electric generator 9 (see Fig. 2) and the axles 4 of both wind wheels are fixed on the block 10, which are connected by a pulley 11, tensioned by means of tension rollers 12. The length of the bearing axis 1 and the height H of the support 13 the lower end, on which the generator 9 with the gearbox 14 is located, is selected from the condition of convenient maintenance of the generator 9 and the transmission of electrical energy to the consumer.

Конструкция преобразователя энергии потока ветра и положение центра тяжести обеспечивают одно его устойчивое положение - острием клина навстречу ветру. Вращающаяся несущая ось 1, проходящая внутри мачты 15, передающая крутящий момент от ветроколес на ось генератора 9 через блоки 10, шкив 11 и редуктор 14, и свободно вращающиеся на ней платформы 2 и 3, связывающие ветроколеса, независимы.The design of the energy converter of the wind flow and the position of the center of gravity provide one of its stable position - the tip of the wedge towards the wind. The rotating bearing axis 1, passing inside the mast 15, transmitting torque from the wind wheels to the axis of the generator 9 through the blocks 10, the pulley 11 and the gear 14, and the platforms 2 and 3 freely rotating on it, connecting the wind wheels, are independent.

Шариковые подшипники 16, 17, 18 и упорный конический подшипник 19 снижают потери на трение при вращении несущей оси 1 и независимого вращения на ней платформ 2, 3 с целью повышения крутящего момента ветроколес, они снабжены нижними, верхними и боковыми ветрозаборниками 20, 21, 22 и воздуховодами 23, концентрирующими ветропоток, воздействующий на лопасти с большими рычагами.Ball bearings 16, 17, 18 and a thrust tapered bearing 19 reduce friction losses during rotation of the bearing axis 1 and independent rotation of platforms 2, 3 on it in order to increase the torque of the wind wheels, they are equipped with lower, upper and side wind inlets 20, 21, 22 and air ducts 23 concentrating the wind flow acting on the blades with large levers.

Применение для преобразования потока ветра ветроколес со смещенной осью вращения и увеличение рабочей площади ветропотока за счет ветрозаборников приводит к существенному увеличению мощности предложенной полезной модели ветроэнергетической установки по сравнению с прототипов.The use of a wind wheel with a displaced axis of rotation for converting the wind flow and an increase in the working area of the wind flow due to wind intakes leads to a significant increase in the power of the proposed utility model of a wind power installation compared to prototypes.

Claims

1. A wind turbine installation containing a freely rotating supporting axis with freely rotating rotating devices rigidly connected to each other, upper and lower platforms, between which two rotors with vertical rotation axes and a wedge with a tip directed towards the wind flow are installed, characterized in that the rotors are made in the form of wind wheels with a displaced axis of rotation with frames in the vertical plane, fastened together end to end and turned with short levers inward, and long levers in the outer side onu.

2. Installation according to claim 1, characterized in that each wind wheel with a displaced axis of rotation has six two-section blades alternating through 60 °.

3. The installation according to claim 1, characterized in that at the upper ends of the bearing axis associated with the electric generator and the axes of both wind wheels are fixed in a block that are connected by a pulley pulled by means of tension rollers.

4. Installation according to claim 1, characterized in that the length of the bearing axis and the height of the support of its lower end, on which the electric generator with the gearbox is located, is selected from the condition of convenient maintenance of the electric generator and transmission of electric energy to the consumer.