RU2049264C1

RU2049264C1 - Wind motor rotor

Info

Publication number: RU2049264C1
Authority: RU
Inventors: Валерий Григорьевич Проценко
Original assignee: Валерий Григорьевич Проценко
Priority date: 1990-10-08
Filing date: 1990-10-08
Publication date: 1995-11-27

Abstract

FIELD: wind power engineering. SUBSTANCE: plates of one of blades on one side of the wind wheel facing the wind are open by the maximum angle under the action of the wind. Plates of the other blade facing the wind fold fully. EFFECT: enhanced reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветродвигателям с вертикальной осью вращения. The invention relates to wind energy, in particular to wind turbines with a vertical axis of rotation.

Известны различные конструкции роторов ветродвигателей с вертикальной осью вращения, у которых для повышения эффективности использования силы ветра лопасти имеют аэродинамический профиль [1]
Общим недостатком известных роторов является недостаточная эффективность использования силы ветра, обусловленная наличием угла атаки при движении лопастей, которые у всех известных конструкций изменяют свое положение в пространстве для обеспечения оптимального соотношения между минимальным лобовым сопротивлением при движении против потока и максимальным при движении в направлении потока.There are various designs of rotors of wind turbines with a vertical axis of rotation, in which the blades have an aerodynamic profile to increase the efficiency of using wind power [1]
A common drawback of the known rotors is the insufficient efficiency of using wind power due to the presence of an angle of attack during the movement of the blades, which for all known structures change their position in space to ensure the optimal ratio between the minimum drag when moving against the flow and the maximum when moving in the direction of flow.

Наиболее близким к предлагаемому является ротор ветродвигателя [2] содержащий вертикальную ось, связанную горизонтальным валом с парой лопастей аэродинамического профиля, размещенных диаметрально противоположно друг другу. Closest to the proposed is the rotor of the wind turbine [2] containing a vertical axis connected by a horizontal shaft with a pair of aerodynamic profile blades placed diametrically opposite to each other.

Недостатком этого ротора, как и других известных роторов, является недостаточная эффективность использования энергии ветра, обусловленная тем, что каждая лопасть ротора при вращении меняет свое положение в пространстве под действием потока и во флюгерной части цикла имеет повышенное сопротивление из-за неизбежного наличия угла атаки, близкого к критическому вследствие ее шарнирного крепления. The disadvantage of this rotor, as well as other known rotors, is the insufficient efficiency of using wind energy, due to the fact that each rotor blade rotates its position in space under the action of the flow and in the vane part of the cycle has increased resistance due to the inevitable presence of the angle of attack, close to critical due to its articulation.

Указанный выше характер крепления лопастей известных роторов обусловливает невозможность значительного увеличения единичной мощности вследствие непропорционального роста массы лопастей при увеличении их размеров из-за необходимости увеличения при этом веса лобовых частей лопастей для обеспечения флюгирования в пределах углов атаки менее критического. The aforementioned nature of the fastening of the blades of known rotors makes it impossible to significantly increase unit power due to a disproportionate increase in the mass of the blades with an increase in their size due to the need to increase the weight of the frontal parts of the blades to ensure feathering within the angle of attack less critical.

Цель изобретения повышение эффективности использования энергии ветра. The purpose of the invention is improving the efficiency of using wind energy.

Цель достигается тем, что для обеспечения наилучшего соотношения между минимальным лобовым сопротивлением сложенной лопасти, движущейся против потока, и максимальным сопротивлением раскрытой лопасти, движущейся за потоком, в роторе ветродвигателя, содержащем вертикальную ось, связанную горизонтальным валом с парой лопастей аэродинамического профиля, размещенных диаметрально противоположно друг другу, предусмотрен дополнительный вал, размещенный параллельно горизонтальному валу, каждая из лопастей выполнена в виде переднего обтекателя и связанных с ним поворотных верхних и нижних пластин, при этом одноименные пластины расположены под углом друг к другу и укреплены соответственно на горизонтальном и дополнительном валах, кинематически связанных друг с другом с возможностью вращения в противоположные стороны. The goal is achieved in that in order to ensure the best ratio between the minimum frontal resistance of the folded blade moving against the flow and the maximum resistance of the open blade moving behind the stream, in the rotor of the wind turbine containing a vertical axis connected by a horizontal shaft with a pair of aerodynamic profile blades placed diametrically opposite each other, an additional shaft is provided, parallel to the horizontal shaft, each of the blades is made in the form of a front stream of Tell and related pivoting of the upper and lower plates, with the same name plate disposed at an angle to each other and respectively fastened to horizontal and additional shafts are kinematically linked to each other to rotate in opposite directions.

Изобретение поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.

Вертикальный вал 1 ветродвигателя жестко соединен с корпусом 2 синхронизатора, состоящего из установленных с опорами в корпусе 2 горизонтальных валов 3 и 4, связанных между собой в корпусе 2 шестернями 5 и 6, обеспечивающими вращение этих валов в противоположных направлениях. The vertical shaft 1 of the wind turbine is rigidly connected to the housing 2 of the synchronizer, consisting of horizontal shafts 3 and 4 installed with supports in the housing 2, connected by gears 5 and 6, interconnected in the housing 2, providing rotation of these shafts in opposite directions.

С корпусом 2 синхронизатора жестко соединены передние обтекатели 7 и 8 левой и правой лопастей, ветроприемные пластины 9, 10 и 11, 12 которых жестко соединены с консолями валов, при этом пластины 9 и 11 соединены с консолями вала 3, а пластины 10 и 12 с консолями вала 4. Ветроприемные пластины верхние 9 и 11 и нижние 10 и 12 расположены под углом друг к другу, величины которого одинаковы. При этом угол может назначаться в пределах от 90 и 180^о в зависимости от необходимого съема мощности.The front fairings 7 and 8 of the left and right blades are rigidly connected to the synchronizer housing 2, wind receiving plates 9, 10 and 11, 12 of which are rigidly connected to the shaft consoles, while the plates 9 and 11 are connected to the shaft consoles 3, and the plates 10 and 12 with shaft consoles 4. Wind receiving plates upper 9 and 11 and lower 10 and 12 are located at an angle to each other, the values of which are the same. In this case, the angle can be assigned in the range from 90 and 180 ^about , depending on the required removal of power.

При отсутствии ветра ветроприемные пластины 9 и 10, 11 и 12 будут иметь равное угловое раскрытие. Под действием напора ветра на одной стороне колеса ветроприемные пластины одной лопасти раскрываются на максимальный угол. При этом благодаря жесткому соединению ветроприемных пластин 9 и 10, 11 и 12 с валами 3 и 4 и кинематической связи этих валов между собой максимальное раскрытие одной пары ветроприемных пластин, например, 11 и 12 приводит к полному складыванию второй лопасти (ветроприемных пластин 9 и 10). В процессе вращения соотношение степени раскрытия и закрытия пластин остается постоянным. In the absence of wind, wind receiving plates 9 and 10, 11 and 12 will have an equal angular opening. Under the influence of wind pressure on one side of the wheel, the wind receiving plates of one blade open to the maximum angle. Due to the rigid connection of the wind receiving plates 9 and 10, 11 and 12 with the shafts 3 and 4 and the kinematic connection of these shafts with each other, the maximum opening of one pair of wind receiving plates, for example, 11 and 12, leads to the complete folding of the second blade (wind receiving plates 9 and 10 ) During rotation, the ratio of the degree of opening and closing of the plates remains constant.

Предлагаемая конструкция позволяет повысить эффективность использования энергии ветра благодаря значительному уменьшению лобового сопротивления во флюгерной части цикла, а также увеличить единичную мощность ветроустановки как за счет увеличения линейных размеров лопастей, так и за счет монтажа их по схеме "елки". The proposed design allows to increase the efficiency of using wind energy due to a significant decrease in drag in the vane part of the cycle, as well as to increase the unit power of the wind turbine both by increasing the linear dimensions of the blades and by installing them according to the Christmas tree scheme.

Claims

A WIND ENGINE ROTOR containing a vertical axis connected by a horizontal shaft with a pair of aerodynamic profile blades placed diametrically opposite one another, characterized in that, in order to increase wind energy efficiency, it is equipped with an additional shaft placed parallel to the horizontal, each of the blades is made in the form the front fairing and the associated rotary upper and lower plates, while the plates of the same name are placed at an angle to one another and are fortified accordingly but on horizontal and additional shafts kinematically connected to each other with the possibility of rotation in opposite directions.