RU2514520C2

RU2514520C2 - Windmill

Info

Publication number: RU2514520C2
Application number: RU2011140391/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко
Priority date: 2011-10-04
Filing date: 2011-10-04
Publication date: 2014-04-27
Also published as: RU2011140391A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to wind-power engineering. Windmill comprises rotary foundation with stationary and moving parts, tower with counterweight, rotary poles with magnet cores and wind wheels with sleeves and rotary elements and guide element. Rotary foundation stationary part is shaped to a cone with generatrix outlined in circle arc with the centre at wind wheel rotational axis. Rotary foundation moving part is equipped with extra beam coupled with guide element lower part.

EFFECT: higher efficiency of wind wheel lower part.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии.The invention relates to the field of wind energy and can be used to generate electricity.

Известен агрегат [Патент РФ №22008700 / А.М.Литвиненко, В.А.Баркалов. - Безредукторный ветроэлектроагрегат. / Опубл. Бюл. №20, 2003, заявка 2001129401/06 от 31.10.01, МПК ⁷ F03D 9/00], содержащий башню, поворотное основание, снабженное хвостом и статорным элементом, и концевые сегментные роторные элементы, ветроколесо со ступицей, установленной в подшипнике на роторной оси, и лопастями с сегментными элементами.The known unit [RF Patent No. 22008700 / A. M. Litvinenko, V. A. Barkalov. - Gearless wind turbine. / Publ. Bull. No. 20, 2003, application 2001129401/06 dated 10.31.01, IPC ⁷ F03D 9/00], comprising a tower, a rotary base provided with a tail and a stator element, and end segment rotor elements, a wind wheel with a hub mounted in a bearing on the rotor axis , and blades with segmented elements.

Недостатком данного устройства является низкая бурезащитность.The disadvantage of this device is its low shear resistance.

Из известных аналогов, наиболее близких к заявляемому по совокупности существенных признаков, является безредукторный ветроэлектроагрегат [Патент РФ №2334894 / А.М.Литвиненко и др., заявка №2007104305/06 от 05.02.2007, опубл. 27.09.2008, Бюл. №27]. Безредукторный ветроэлектроагрегат содержит башню, поворотное основание, снабженное хвостом, кронштейном с сегментным статорным элементом и роторной осью, ветроколесо со ступицей, установленной в подшипнике на роторной оси, и лопастями с сегментными роторными элементами. Кроме того, он снабжен шарнирным механизмом и демпфирующими элементами, закрепленными на поворотном основании и кронштейне, причем неподвижное звено шарнирного механизма установлено на поворотном основании, подвижное звено шарнирного механизма установлено на кронштейне, а роторная ось ветроколеса расположена выше шарнирного механизма с возможностью переведения кронштейна в переделе в горизонтальное положение при буревых порывах.Of the known analogues that are closest to the claimed in terms of essential features, is a direct-drive wind-driven power unit [RF Patent No. 2334894 / A.M. Litvinenko et al., Application No. 2007104305/06 of 05.02.2007, publ. 09/27/2008, Bull. No. 27]. The gearless wind power unit contains a tower, a rotary base equipped with a tail, an arm with a segment stator element and a rotor axis, a wind wheel with a hub mounted in the bearing on the rotor axis, and blades with segment rotor elements. In addition, it is equipped with a hinge mechanism and damping elements mounted on the swivel base and the bracket, the fixed link of the hinge mechanism mounted on the swivel base, the movable link of the hinge mechanism mounted on the bracket, and the rotor axis of the wind wheel located above the hinge mechanism with the possibility of translating the bracket in the redistribution in a horizontal position with gusts.

Недостатком данного устройства является низкий коэффициент использования нижней части ветроколеса, поскольку ветровому потоку приходится преодолевать аэродинамическое сопротивление кронштейна статора и башни.The disadvantage of this device is the low utilization of the lower part of the wind wheel, since the wind flow has to overcome the aerodynamic drag of the stator bracket and the tower.

Изобретение направлено на повышение энергетической эффективности нижней части ветроколеса.The invention is aimed at increasing the energy efficiency of the lower part of the wind wheel.

Это достигается за счет того, что у безредукторного ветроэлектроагрегата, содержащего поворотное основание, с неподвижной и подвижной частями, башню с противовесом, траверсу, поворотные стойки с магнитопроводами и ветроколесами со втулками и с роторными элементами, направляющий элемент, согласно изобретению неподвижная часть поворотного основания выполнена в виде конуса, образующая которого очерчена по дуге окружности с центром в оси вращения ветроколес, а подвижная часть поворотного основания снабжена дополнительной стрелой, соединенной с нижней частью направляющего элемента.This is achieved due to the fact that in a gearless wind turbine containing a rotary base, with fixed and movable parts, a tower with a counterweight, a traverse, rotary racks with magnetic circuits and wind wheels with bushings and rotor elements, the guide element, according to the invention, the fixed part of the rotary base is made in the form of a cone, the generatrix of which is outlined in an arc of a circle centered on the axis of rotation of the wind wheels, and the movable part of the rotary base is equipped with an additional arrow connected to the bottom of the guide element.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где показан заявленный безредукторный ветроэлектроагрегат, на фиг.1 - вид спереди, на фиг.2 - вид сбоку.The invention is illustrated by drawings, which show the declared gearless wind turbine, figure 1 is a front view, figure 2 is a side view.

Технический результат достигается за счет того, что неподвижная часть поворотного основания выполняет роль диффузора, направляющего воздушный поток на ветроколеса и тем самым улучшая их эффективность.The technical result is achieved due to the fact that the fixed part of the rotary base acts as a diffuser directing the air flow to the wind wheels and thereby improving their efficiency.

Безредукторный ветроэлектроагрегат содержит поворотное основание с неподвижной 1 и подвижной 2 частями, башню 3 с противовесом 4, траверсу 5, шарниры 6 с поворотными стойками 7, на которых укреплены магнитопроводы 8 с консолями 9, на которых в свою очередь укреплены втулки 10 ветроколес с лопастями 11 и роторными элементами 12. Неподвижная часть 1 поворотного основания является навершием конуса, образующие 13 которого очерчены по дуге окружности с центром оси вращения ветроколес, а именно осью вращения втулок 10. Подвижная часть поворотного основания снабжена дополнительной стрелой 14, соединенной с нижней частью направляющего элемента 15, а его верхняя часть соединена с основанием стрелой 16, удерживаемой тросом 17, перекинутым через стойку 18 и гусек 19.Gearless wind turbine contains a rotary base with a fixed 1 and movable 2 parts, a tower 3 with a counterweight 4, a traverse 5, hinges 6 with rotary racks 7, on which magnetic circuits 8 with consoles 9 are mounted, on which bushings 10 of the wind wheels with blades 11 are in turn mounted and rotor elements 12. The fixed part 1 of the rotary base is the top of the cone, the 13 of which are outlined in a circular arc with the center of the axis of rotation of the wind wheels, namely the axis of rotation of the bushings 10. The movable part of the rotary base Ia is provided with additional boom 14 connected to the lower portion of the guide member 15, and its upper part is connected to the base boom 16, a cable 17 retained slung over the bar 18 and jib 19.

Безредукторный ветроэлектроагрегат работает следующим образом. При воздействии ветрового потока ветроколеса с роторными элементами приходят во вращение и, взаимодействуя со статорными элементами, генерируют ЭДС. При буревых порывах или высоко энергетических потоках происходит отклонение стоек 7 от вертикального положения. Важно заметить, что при любом направлении ветра, т.е. при любом угловом положении башни 3 роторные элементы 12 движутся с некоторым зазором по дуге. При этом конусообразное основание выполняет роль диффузора, усиливающего действие ветрового потока на нижней левой части правого ветроколеса и правой нижней части левого ветроколеса - см. фиг.1, за счет того, что ветровой поток направляется в стороны ветроколес.Gearless wind turbine operates as follows. When exposed to the wind flow, the wind wheels with rotor elements come into rotation and, interacting with the stator elements, generate EMF. With gusts of gusts or high energy flows, the struts 7 deviate from the vertical position. It is important to note that for any wind direction, i.e. at any angular position of the tower 3, the rotor elements 12 move with a certain gap along the arc. In this case, the conical base acts as a diffuser, enhancing the effect of the wind flow on the lower left part of the right wind wheel and the right lower part of the left wind wheel - see Fig. 1, due to the fact that the wind flow is directed to the sides of the wind wheel.

Технико-экономическим преимуществом заявленного изобретения является его высокая бурезащищенность, совмещенная с повышенной эффективностью, вызванной наличием диффузора, выполненного в виде конуса основания.The technical and economic advantage of the claimed invention is its high drill resistance combined with increased efficiency caused by the presence of a diffuser made in the form of a base cone.

Claims

A wind generator comprising a rotary base with fixed and movable parts, a tower with a counterweight, a traverse, rotary racks with magnetic circuits and wind wheels with bushings and rotor elements, a guiding element, characterized in that the stationary part of the rotary base is made in the form of a cone, the shape of which is outlined an arc of a circle centered in the axis of rotation of the wind wheels, and the movable part of the rotary base is equipped with an additional boom connected to the lower part of the guide element.