WO2008007934A1 - Wind power plant buktukov-3 - Google Patents

Wind power plant buktukov-3 Download PDF

Info

Publication number
WO2008007934A1
WO2008007934A1 PCT/KZ2006/000009 KZ2006000009W WO2008007934A1 WO 2008007934 A1 WO2008007934 A1 WO 2008007934A1 KZ 2006000009 W KZ2006000009 W KZ 2006000009W WO 2008007934 A1 WO2008007934 A1 WO 2008007934A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
blade
center
rod
attached
bracket
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KZ2006/000009
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Nikolay Buktukov
Beisen Buktukov
Gulnaz Moldabaeva
Aitmukhamed Zhakyp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN2006800558168A priority Critical patent/CN101589228B/zh
Priority to JP2009520689A priority patent/JP5175283B2/ja
Priority to EP06812667A priority patent/EP2048358A4/de
Priority to CA002666048A priority patent/CA2666048A1/en
Priority to EA200800959A priority patent/EA018388B1/ru
Publication of WO2008007934A1 publication Critical patent/WO2008007934A1/ru
Priority to US12/353,920 priority patent/US20090191059A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/062—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D3/066—Rotors characterised by their construction elements the wind engaging parts being movable relative to the rotor
    • F03D3/067—Cyclic movements
    • F03D3/068—Cyclic movements mechanically controlled by the rotor structure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/041—Automatic control; Regulation by means of a mechanical governor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F05B2240/211—Rotors for wind turbines with vertical axis
    • F05B2240/213—Rotors for wind turbines with vertical axis of the Savonius type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/72—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis parallel to the rotor centre line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/77—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades the adjusting mechanism driven or triggered by centrifugal forces
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to wind energy and may find application for autonomous power supply of facilities and the generation of electricity in a power system.
  • the technical result is an increase in the utilization of wind energy over time, regardless of its direction and speed, simplifying the design and improving operational characteristics, reducing manufacturing costs and operating costs, increasing reliability while increasing the power of the wind farm.
  • This is achieved by the fact that the power plant has a load, brackets, blades, which are made in the form of two or more pipe segments (hollow cylinder).
  • the brackets are rigidly fixed to the bearings.
  • Bearings are mounted on a fixed axis.
  • the inner and outer edges of each blade at the ends along the chord are connected by a thrust.
  • Each link between the outer edge and the center is pivotally attached to the brackets.
  • Each blade at the ends between the center and the outer edge is pivotally connected by the rod to the thrust of the adjacent blade, with one end of the rod pivotally connected to the blade between the center and the outer edge, and the other end of the rod is pivotally connected to the thrust of the adjacent blade between the center and the outer edge of the blade.
  • the thrust of one blade is pivotally connected to the L-shaped lever-bracket, on the opposite end of which a load is attached.
  • the bracket arm is pivotally attached to the bracket.
  • a pinion gear is rigidly attached to the lower bracket, which is engaged through a smaller pinion gear with a cardan shaft or with a ball-mounted shaft.
  • the fixed axis is inside the pinion gear.
  • a cardan shaft (or a ball-mounted shaft) is connected from below to an electromechanical installation.
  • the fixed axis on top is attached to support posts or cables, the lower end of which is attached to the ground or base.
  • the support posts (or cables) in the middle part are pulled together by other cables to the ground and / or between each other.
  • brackets, blades (wind receivers, sweeping surface) in the form of two or more pipe segments (hollow cylinder) having internal and external edges.
  • the brackets are rigidly attached to bearings that are mounted on a fixed axis.
  • Two or more blades are pivotally attached to the brackets at the ends between the center and the outer edge, the inner and outer edges of each blade connected by a chord at the ends to each other by a rod.
  • each blade is pivotally attached to the thrust of the adjacent blade by the rod, with one end of the rod pivotally attached to the thrust between the outer edge and the center of the thrust, and the other end is pivotally attached to the thrust of the adjacent blade between the center of the thrust and the inner edge of the blade.
  • the thrust of one blade is pivotally connected to the L-shaped lever-bracket, on the opposite end of which a load is attached.
  • the bracket arm is pivotally attached to the bracket.
  • a pinion gear is rigidly attached to the lower bracket, which is engaged through a smaller pinion gear with a cardan shaft or with a ball-mounted shaft.
  • the fixed axis is inside the pinion gear.
  • a cardan shaft (or a ball-mounted shaft) is connected from below to an electromechanical installation.
  • the fixed axis on top is attached to support posts or cables, the lower end of which is attached to the ground or base.
  • the support posts (or cables) in the middle part are pulled together by other cables to the ground and / or between each other.
  • the invention relates to the field of energy, in particular, to wind power plants, and may find application for stand-alone power supply of facilities and generation of electricity into the power system.
  • Known wind rotor power plant “Boney-SHXB” (patent PK N ° 5595), consisting of wind rotor modules, including guiding devices and vertical vane rotors made annular with the number of blades and diameters varying in height in accordance with the Helman formula, and the generator group contains one or more tiers connected to the shaft of the wind rotor.
  • This wind rotor power plant has a number of disadvantages, such as high metal consumption, the need for high manufacturing class for its operation at high wind speeds, which leads to a significant increase in cost, inoperability at low wind speeds.
  • This wind turbine has a significant drawback, consisting in the fact that the diameter increase required to increase power is more than 0.5 m and the edges of the blades turn to the wind, an uncontrolled shift of the half cylinders under the pressure of the wind occurs and the brackets strike, which requires complexity of the design and reduces the reliability of the device.
  • a decrease in the diameter of the half-cylinders leads to a decrease in power and a reduction in the range of operating wind speeds.
  • the objective of the present invention is to develop a wind farm (wind farm), which allows to increase the utilization rate in time (to expand the range of operating wind speeds), to provide constant power of the power plant regardless of wind speed and direction, simplify the design and increase reliability of operation, with a significant increase in power, which leads to lower costs and operating costs.
  • wind farm which allows to increase the utilization rate in time (to expand the range of operating wind speeds), to provide constant power of the power plant regardless of wind speed and direction, simplify the design and increase reliability of operation, with a significant increase in power, which leads to lower costs and operating costs.
  • the technical result is achieved in that in a wind farm consisting of cargo, brackets, blades (wind receivers) having internal and external edges, the blades are made in the form of two half-cylinders or more segments of a hollow cylinder. The inner and outer edges of each blade at the ends along the chord are connected by a thrust. Each link between the center and the outer edge is pivotally attached to the brackets.
  • the brackets are attached to bearings that are mounted on a fixed axis.
  • Each blade at the ends between the center and the outer edge is pivotally connected by a rod to the thrust of the adjacent blade, with one end of the rod connected to the blade between the center and the outer edge at the ends, and the other end of the rod is pivotally connected to the thrust of the adjacent blade between the center and the outer edge of the blade.
  • the thrust of one blade is pivotally connected to the L-shaped lever-bracket, on the opposite end of which a load is attached.
  • the bracket arm is pivotally attached to the bracket.
  • a pinion gear is rigidly attached to the lower bracket, the fixed axis being inside the pinion.
  • a driven gear of a smaller diameter is engaged with the drive gear, which is connected to the electromechanical installation from below through a ball mount and / or drive shaft.
  • the fixed axis is attached to the ground by ropes or arc-shaped trusses, which in turn are attached to the ground with their lower ends, pulled together by cables and / or to the ground.
  • the power plant has a shaft, cargo, brackets, blades, (wind receivers, sweeping surface) in the form of two or more pipe segments (hollow cylinder) having internal and external edges.
  • the brackets are rigidly attached to bearings that mounted on a fixed axis.
  • Two or more blades are pivotally attached to the brackets at the ends between the center and the outer edge, the inner and outer edges of each blade connected by a chord at the ends to each other by a rod.
  • the thrust of each blade is pivotally fixed to the adjacent blade by the rod, with one end of the rod pivotally attached to the thrust at the outer edge, and the other end pivotally attached to the adjacent blade between the center and the inner edge of the blade.
  • a pinion gear is rigidly attached to the lower bracket, the fixed axis being inside the pinion gear.
  • a smaller diameter driven gear is engaged with the gear, which is connected to the electromechanical installation from below through a ball mount and / or cardan shaft.
  • the fixed axis is attached to the ground by ropes or arc-shaped trusses, which in turn are attached to the ground with their lower ends, pulled together by cables and / or to the ground.
  • the causal relationship between the essential features of the invention and the results achieved is that when using these features, the coefficient of use of wind energy increases over time, i.e.
  • the wind farm will operate in the speed range from 1-3 to 90 m / s.
  • the wind farm operates more than three times the number of days, therefore, the generation of electricity will also be more than three times.
  • FIG. Figure 1 shows a general view of a wind farm and a top view.
  • FIG. 2 section of four-blade wind receivers in the form of segments of a hollow cylinder, the edges of which are connected by rods at the ends, and the rods are pivotally attached to the brackets between the center and the outer edge;
  • FIG. 3 is a cross section of four-blade wind receivers in the form of segments of a hollow cylinder, the ends of which are pivotally attached to the brackets between the center and the outer edge;
  • FIG. 4 is a cross section of three-blade wind receivers in the form of segments of a hollow cylinder, the ends of which are pivotally mounted between the center and the outer edge to the bracket, and the rods are connected to the rod at the outer edge and an adjacent blade between the center and the inner edge;
  • FIG. 5 is a cross section of three-blade wind receivers in the form of segments of a hollow cylinder, the ends of which are pivotally mounted to the bracket, and the rods are connected to the thrust at the outer edge and with the thrust between the center and the inner edge of the adjacent blade;
  • FIG. 6 is a cross section of three-blade wind receivers in the form of segments of a hollow cylinder, the edges of which are connected by rods at the ends, and the rods are pivotally attached to the brackets between the center and the outer edge;
  • FIG. 7 is a diagram of the fastening of an L-shaped arm-bracket with a load, providing opening and closing of the blades (wind receivers) when the wind speed changes.
  • the wind farm consists (Fig. 1) of a fixed axis 1 to which bearings 2 are attached (Fig. 2). Brackets 3 are attached to the bearings.
  • a rod 5 (Fig. 2, Fig. 6) is pivotally attached to the bracket 3 between the outer edge and the center, connecting the inner and outer edges of the blade 4 at the ends.
  • the blades 4 are made in the form of a pipe segment (hollow cylinder).
  • one end of the rod 6 is pivotally attached, the other end of which is pivotally attached to the adjacent blade 4 at the ends (Fig. 2, Fig. 6).
  • L-shaped lever-bracket 7 is pivotally attached to the bracket 3 (Fig. 7).
  • the upper end of the lever-bracket is pivotally attached to one of the rods 5 between the inner edge and the center.
  • a load 8 is fixed to the lower end of the arm-bracket 7.
  • the upper end of the fixed axis 1 (Fig. 1) is connected to the support posts or cables 9.
  • the support posts (or cables) 9 are interconnected by horizontal rods 10 and drawn to the ground (or base) by rods 11 (Fig. 1).
  • the lower end of the fixed axis 1 is rigidly attached to the ground or base.
  • a drive gear 12 is rigidly attached to the lower bracket 3 from below, the stationary axis 1 being located inside the drive gear 12.
  • the drive gear 12 is engaged with the driven gear 13 of a smaller diameter.
  • Driven gear 13 through a driveshaft or ball mount 14 is connected to an electromechanical device 15.
  • a blade 4 is pivotally attached to the bracket 3 at the ends between the center and the outer edge.
  • a rod 6 is connected to the rod 5 connecting the outer and inner edges of the blade 4 between the center and the outer edge 6.
  • the other end of the rod 6 is pivotally attached to the adjacent blade 4 between the center and the outer edge (Fig. 3). It is possible to mount the rod 6 at the outer edge of the blade 4 and the adjacent blade between the center and the inner edge (Fig. 4) or at the outer edge of the blade 4 and the thrust 5 of the adjacent blade between the center and the inner edge (Fig. 5).
  • Fixing the fixed axis I 5 securing the lever arm 7 and connecting to the electromechanical installation is similar to the first option.
  • the operation of the wind farm is as follows.
  • the wind flow enters the blades 4, which leads to the rotation of the blades 4, brackets 3 and the pinion gear 12 on the bearings 2 around the fixed axis 1.
  • the rotation of the pinion gear 12 is transmitted by the driven gear 13 and the driveshaft (or ball mount) 14 to the electromechanical installation 15
  • the load 8 With increasing wind speed due to centrifugal force, the load 8 begins to move away from the axis of rotation, which leads to the deviation of the arm-bracket 7 around the hinge.
  • the lever bracket 7 pulls the rod 5, which leads to the displacement of the blades 4 around the hinge.
  • the blades 4 close and take the form of a cylinder.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Description

ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ БУKTУKOBA-3
Изобретение относится к ветроэнергетике и может найти применение для автономного энергоснабжения объектов и выработки электроэнергии в энергосистему.
Технический результат - повышение коэффициента использования энергии ветра во времени вне зависимости от его направления и скорости, упрощение конструкции и улучшение эксплуатационных характеристик, снижение стоимости изготовления и эксплуатационных расходов, повышение надежности при повышении мощности ветроэлектростанции. Это достигается тем, что электростанция имеет груз, кронштейны, лопасти, которые выполнены в виде двух или более сегментов трубы (полого цилиндра). Кронштейны жестко закреплены к подшипникам. Подшипники насажены на неподвижную ось. Внутренние и внешние кромки каждой лопасти в торцах по хорде соединены тягой. Каждая тяга между внешней кромкой и центром шарнирно закреплена к кронштейнам. Каждая лопасть в торцах между центром и внешней кромкой шарнирно соединена штоком с тягой смежной лопасти, причем один конец штока шарнирно соединен с лопастью между центром и внешней кромкой, а другой конец штока шарнирно соединен с тягой смежной лопасти между центром и внешней кромкой лопасти. Тяга одной лопасти шарнирно соединена с г-образным рычагом-кронштейном, на противоположном конце которого прикреплен груз. Рычаг-кронштейн шарнирно прикреплен к кронштейну. К нижнему кронштейну жестко прикреплена ведущая шестерня, которая через ведомую шестерню меньшего диаметра зацеплена с карданным валом или с валом с шаровым креплением. Неподвижная ось находится внутри ведущей шестерни. Карданный вал (или вал с шаровым креплением) соединен снизу с электромеханической установкой. Неподвижная ось сверху прикреплена к опорным стойкам или тросам, нижний конец которых прикреплен к земле или основанию. Опорные стойки (или тросы) в средней части стянуты другими тросами к земле и/или между собой. Возможен другой вариант реализации ветроэлектростанции в котором электростанция имеет груз, кронштейны, лопасти (ветроприемники, ометаемую поверхность) в виде двух или более сегментов трубы (полого цилиндра), имеющие внутренние и внешние кромки. Кронштейны жестко прикреплены к подшипникам, которые насажены на неподвижную ось. К кронштейнам шарнирно закреплены в торцах между центром и внешней кромкой две или более лопасти, внутренние и внешние кромки каждой лопасти соединены по хорде в торцах между собой тягой. Тяга каждой лопасти шарнирно закреплена с тягой смежной лопасти штоком, причем один конец штока шарнирно закреплен с тягой между внешней кромкой и центром тяги, а другой конец шарнирно закреплен с тягой смежной лопасти между центром тяги и внутренней кромкой лопасти.
Тяга одной лопасти шарнирно соединена с г-образным рычагом- кронштейном, на противоположном конце которого прикреплен груз. Рычаг-кронштейн шарнирно прикреплен к кронштейну. К нижнему кронштейну жестко прикреплена ведущая шестерня, которая через ведомую шестерню меньшего диаметра зацеплена с карданным валом или с валом с шаровым креплением. Неподвижная ось находится внутри ведущей шестерни. Карданный вал (или вал с шаровым креплением) соединен снизу с электромеханической установкой. Неподвижная ось сверху прикреплена к опорным стойкам или тросам, нижний конец которых прикреплен к земле или основанию. Опорные стойки (или тросы) в средней части стянуты другими тросами к земле и/или между собой.
Изобретение относится к области энергетики, в частности, к ветряным электростанциям, и может найти применение для автономного энергоснабжения объектов и выработки электроэнергии в энергосистему.
Известна виндроторная электростанция «Бoни-ШXB» (патент PK N°5595), состоящая из виндроторных модулей, включающих направляющие аппараты и лопастные вертикальные виндроторы, выполненные кольцевыми с числом лопаток и диаметрами, изменяющимися по высоте в соответствии с формулой Хельмана, а генераторная группа содержит один или несколько ярусов, соединенных с валом виндротора.
Этой виндроторной электростанции присущ ряд недостатков, таких как высокая металлоемкость, необходимость высокой классности изготовления для его работы на больших скоростях ветра, что ведет к значительному удорожанию, не работоспособность при малых скоростях ветра.
Известен ветродвигатель системы Савониуса (патент PK Ж3230) содержащий две полуцилиндрические лопасти, размещенные между платами и имеющие внешние и внутренние кромки, которые кинематически соединены жестко с валом и шарнирно с лопастями, снабженными грузами на их внешних кромках.
Этот ветродвигатель имеет существенный недостаток, заключающий в том, что необходимое для увеличения мощности увеличение диаметра более 0,5 м и повороте на ветер кромками лопастей, происходит неуправляемый сдвиг полуцилиндров под напором ветра и производится удар кронштейнами, что требует усложнения конструкции и снижается надежность устройства. А уменьшение диаметра полуцилиндров ведет к снижению мощности и сокращению диапазона рабочих скоростей ветра.
Задачей настоящего изобретения является разработка ветроэлектростанции (ВЭС), позволяющей повысить коэффициент использования во времени (расширить диапазон рабочих скоростей ветра), обеспечить постоянную мощность электростанции не зависимо от скорости и направления ветра, упростить конструкцию и повысить надежность работы, при существенном увеличении мощности, что ведет к снижению стоимости и затрат на эксплуатацию.
Технический результат достигается тем, что в ветроэлектростанции, состоящей из груза, кронштейнов, лопастей (ветроприемников), имеющих внутренние и внешние кромки, лопасти выполнены в виде двух полуцилиндров или более сегментов полого цилиндра. Внутренние и внешние кромки каждой лопасти в торцах по хорде соединены тягой. Каждая тяга между центром и внешней кромкой шарнирно закреплена к кронштейнам. Кронштейны прикреплены к подшипникам, которые насажены на неподвижную ось. Каждая лопасть в торцах между центром и внешней кромкой шарнирно соединена штоком с тягой смежной лопасти, причем один конец штока соединен с лопастью между центром и внешней кромкой в торцах, а другой конец штока шарнирно соединен с тягой смежной лопасти между центром и внешней кромкой лопасти. Тяга одной лопасти шарнирно соединена с г-образным рычагом-кронштейном, на противоположном конце которого прикреплен груз. Рычаг-кронштейн шарнирно прикреплен к кронштейну.
К нижнему кронштейну жестко прикреплена ведущая шестерня, причем неподвижная ось находится внутри шестерни. С ведущей шестерней зацеплена ведомая шестерня меньшего диаметра, которая снизу соединена с электромеханической установкой через шаровое крепление и/или карданным валом. Сверху неподвижная ось прикреплена к земле тросами или дугообразными фермами, которые в свою очередь нижними концами прикреплены к земле, стянуты между собой и/или к земле тросами.
Технический результат может быть достигнут и при другом варианте, в котором электростанция имеет вал, груз, кронштейны, лопасти, (ветроприемники, ометаемую поверхность) в виде двух или более сегментов трубы (полого цилиндра), имеющие внутренние и внешние кромки. Кронштейны жестко прикреплены к подшипникам, которые насажены на неподвижную ось. К кронштейнам шарнирно закреплены в торцах между центром и внешней кромкой две или более лопасти, внутренние и внешние кромки каждой лопасти соединены по хорде в торцах между собой тягой. Тяга каждой лопасти шарнирно закреплена со смежной лопастью штоком, причем один конец штока шарнирно закреплен с тягой у внешней кромки, а другой конец шарнирно закреплен со смежной лопастью между центром и внутренней кромкой лопасти.
К нижнему кронштейну жестко прикреплена ведущая шестерня, причем неподвижная ось находится внутри ведущей шестерни. С шестерней зацеплена ведомая шестерня меньшего диаметра, которая снизу соединена с электромеханической установкой через шаровое крепление и/или карданным валом. Сверху неподвижная ось прикреплена к земле тросами или дугообразными фермами, которые в свою очередь нижними концами прикреплены к земле, стянуты между собой и/или к земле тросами.
Причинно-следственная связь между существенными признаками изобретения и достигаемыми результатами заключается в том, что при применении указанных признаков коэффициент использования энергии ветра во времени увеличивается, т.е. ВЭС будет работать в диапазоне скоростей от 1- 3 до 90 м/с. В результате ВЭС работает более чем в три раза количество дней, следовательно, и выработка электроэнергии также будет более чем в три раза. Кроме того, можно существенно увеличить единичную мощность установки. Это достигается тем, что при малых скоростях ветра увеличивается площадь ометаемой поверхности, и, наоборот, при увеличении скорости ветра уменьшается за счет смыкания лопастей вокруг шарнирного крепления к кронштейну. При ураганных порывах ветра, грузы за счет центробежной силы смыкают лопасти, при этом ВЭС принимает форму трубы (полого цилиндра). Надежность работы обеспечивается как за счет простоты конструкции, так и за счет того, что ось не вращается, а также наличия шарового крепления ВЭС или/и карданным валом с электромеханической установкой. Наличие тросового крепления для маломощных ВЭС и крепление посредством дугообразных ферм, которые в свою очередь стянуты тросами к земле или/и между собой обеспечивают надежную работу при любых скоростях и порывах ветра, а также при существенном увеличении единичной мощности ВЭС.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведен общий вид ВЭС и вид сверху.
На фиг. 2 - сечение четырехлопастных ветроприемников в виде сегментов полого цилиндра, кромки которых соединены тягами по торцам, а тяги шарнирно прикреплены к кронштейнам между центром и внешней кромкой;
На фиг. 3 - сечение четырехлопастных ветроприемников в виде сегментов полого цилиндра, торцы которых шарнирно закреплены к кронштейнам между центром и внешней кромкой; На фиг. 4 - сечение трехлопастных ветроприемников в виде сегментов полого цилиндра, торцы которых шарнирно закреплены между центром и внешней кромкой к кронштейну, а штоки соединены с тягой у внешней кромки и смежной лопастью между центром и внутренней кромкой; На фиг. 5 - сечение трехлопастных ветроприемников в виде сегментов полого цилиндра, торцы которых шарнирно закреплены к кронштейну, а штоки соединены с тягой у внешней кромки и с тягой между центром и внутренней кромкой смежной лопасти;
На фиг. 6 - сечение трехлопастных ветроприемников в виде сегментов полого цилиндра, кромки которых соединены тягами по торцам, а тяги шарнирно прикреплены к кронштейнам между центром и внешней кромкой;
На фиг. 7 - схема крепления г-образного рычага-кронштейна с грузом, обеспечивающего открывание и закрывание лопастей (ветроприемников) при изменении скорости ветра. Ветроэлектростанция состоит (Фиг. 1) из неподвижной оси 1 к которому прикреплены подшипники 2 (Фиг. 2). К подшипникам прикреплены кронштейны 3. К кронштейну 3 между внешней кромкой и центром шарнирно прикреплена тяга 5 (Фиг. 2, Фиг. 6), соединяющая внутренние и внешние кромки лопасти 4 по торцам. Лопасти 4 выполнены в виде сегмента трубы (полого цилиндра). К тяге 5 между внешней кромкой лопасти 4 и центром тяги 3 шарнирно прикреплен одним концом шток 6, другой конец которого шарнирно прикреплен к смежной лопасти 4 по торцам (Фиг. 2, Фиг. 6). Г-образный рычаг-кронштейн 7 шарнирно прикреплен к кронштейну 3 (Фиг. 7). Верхний конец рычага-кронштейна шарнирно прикреплен к одному из тяг 5 между внутренней кромкой и центром. К нижнему концу рычага-кронштейна 7 закреплен груз 8.
Верхний конец неподвижной оси 1 (Фиг. 1) соединен с опорными стойками или тросами 9. Опорные стойки (или тросы) 9 соединены между собой горизонтальными тягами 10 и притянуты к земле (или основанию) тягами 11 (Фиг. 1). Нижний конец неподвижной оси 1 жестко прикреплен к земле или основанию.
К нижнему кронштейну 3 снизу жестко прикреплена шестерня ведущая 12, причем неподвижная ось 1 располагается внутри ведущей шестерни 12. Ведущая шестерня 12 зацеплена с ведомой шестерней 13 меньшего диаметра. Ведомая шестерня 13 через карданный вал или шаровое крепление 14 соединена с электромеханическим устройством 15.
Во втором варианте (Фиг. 3) к кронштейну 3 шарнирно прикреплена лопасть 4 по торцам между центром и внешней кромкой. К тяге 5, соединяющей внешние и внутренние кромки лопасти 4, между центром и внешней кромкой шарнирно прикреплен шток 6. Другой конец штока 6 шарнирно прикреплен к смежной лопасти 4 между центром и внешней кромкой (Фиг. 3). Возможно крепление штока 6 у внешней кромки лопасти 4 и смежной лопастью между центром и внутренней кромкой (Фиг. 4) или у внешней кромки лопасти 4 и тягой 5 смежной лопасти между центром и внутренней кромкой (Фиг. 5).
Крепление неподвижной оси I5 крепление рычага-кронштейна 7 и соединение с электромеханической установкой аналогично с первым вариантом.
Работа ветровой электростанции происходит следующим образом. Ветровой поток поступает на лопасти 4, что приводит к вращению лопастей 4, кронштейнов 3 и ведущей шестерни 12 на подшипниках 2 вокруг неподвижной оси 1. Вращение ведущей шестерни 12 передается посредством ведомой шестерни 13 и карданного вала (или шарового крепления) 14 на электромеханическую установку 15. При увеличении скорости ветра за счет центробежной силы груз 8 начинает отходить от оси вращения, что приводит к отклонению рычага-кронштейна 7 вокруг шарнирного крепления. Рычаг-кронштейн 7 тянет тягу 5, что приводит к смещению лопастей 4 вокруг шарнирного крепления. При ураганных порывах ветра лопасти 4 смыкаются и принимают форму цилиндра.
При отсутствии ветра груз 8 под действием гравитационных сил опускается вниз и посредством рычага-кронштейна 7 полностью раскрывает лопасти 4. Работа ветроэлектростанции по второму варианту аналогична.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Ветроэлектростанция, состоящая из груза, кронштейнов, лопастей, имеющих внутренние и внешние кромки, отличающаяся тем, что внутренние и внешние кромки каждой лопасти в торцах по хорде соединены тягой, каждая тяга между центром и внешней кромкой шарнирно закреплена к кронштейнам, кронштейны прикреплены к подшипникам, подшипники насажены на неподвижную ось, каждая лопасть в торцах между центром и внешней кромкой шарнирно соединена штоком со смежной лопастью, причем один конец штока соединен с лопастью между центром и внешней кромкой в торцах, а другой конец штока шарнирно соединен с тягой смежной лопасти между центром и внешней кромкой лопасти, тяга одной лопасти шарнирно соединена с г- образным рычагом-кронштейном, на противоположном конце которого прикреплен груз, рычаг-кронштейн шарнирно прикреплен к кронштейну, к кронштейну жестко прикреплена ведущая шестерня, причем неподвижная ось находится внутри шестерни, которая зацеплена с ведомой шестерней меньшего диаметра, ведомая шестерня меньшего диаметра соединена снизу с электромеханической установкой посредством шарового крепления и/или карданного вала, неподвижная ось сверху прикреплена тросами или дугообразными фермами к земле или основанию, фермы в средней части стянуты тросами к земле и/или между собой.
2. Ветроэлектростанция, состоящая из груза, кронштейнов, лопастей, имеющих внутренние и внешние кромки, отличающаяся тем, что к кронштейнам шарнирно закреплены в торцах между центром и внешней кромкой две или более лопасти, внутренние и внешние кромки каждой лопасти соединены по хорде в торцах между собой тягой, тяга каждой лопасти шарнирно закреплена с тягой смежной лопасти штоком, причем один конец штока шарнирно закреплен с тягой у внешней кромки, а другой конец шарнирно закреплен со смежной лопастью между центром тяги и внутренней кромкой лопасти или со смежной лопастью между центром и внутренней кромкой, тяга одной лопасти шарнирно соединена с г- образным рычагом-кронштейном, на противоположном конце которого прикреплен груз, рычаг-кронштейн шарнирно прикреплен к кронштейну, к кронштейну жестко прикреплена ведущая шестерня, причем неподвижная ось находится внутри ведущей шестерни, которая зацеплена с ведомой шестерней меньшего диаметра, ведомая шестерня соединена снизу с электромеханической установкой посредством шарового крепления и/или карданного вала, неподвижная ось сверху прикреплена тросами или дугообразными фермами к земле или основанию, фермы в средней части стянуты тросами к земле и/или между собой.
PCT/KZ2006/000009 2006-07-14 2006-09-25 Wind power plant buktukov-3 Ceased WO2008007934A1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2006800558168A CN101589228B (zh) 2006-07-14 2006-09-25 风能发电设备
JP2009520689A JP5175283B2 (ja) 2006-07-14 2006-09-25 風力発電装置
EP06812667A EP2048358A4 (de) 2006-07-14 2006-09-25 Windenergieanlage buktukov-3
CA002666048A CA2666048A1 (en) 2006-07-14 2006-09-25 Buktukov-3 wind power plant
EA200800959A EA018388B1 (ru) 2006-07-14 2006-09-25 Ветроэлектростанция
US12/353,920 US20090191059A1 (en) 2006-07-14 2009-01-14 Wind power plant buktukov-3

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KZ2006/0829.1 2006-07-14
KZ20060829 2006-07-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008007934A1 true WO2008007934A1 (en) 2008-01-17

Family

ID=38923449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KZ2006/000009 Ceased WO2008007934A1 (en) 2006-07-14 2006-09-25 Wind power plant buktukov-3

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20090191059A1 (ru)
EP (1) EP2048358A4 (ru)
JP (1) JP5175283B2 (ru)
CN (1) CN101589228B (ru)
CA (1) CA2666048A1 (ru)
EA (1) EA018388B1 (ru)
WO (1) WO2008007934A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090261595A1 (en) * 2008-04-17 2009-10-22 Hao-Wei Poo Apparatus for generating electric power using wind energy
DE102009039319A1 (de) 2009-08-31 2011-03-03 Philipp Ahlers Windrotor, Windkraftanlage und Schiffsantrieb mit Windkraftanlage
CN103649530B (zh) * 2011-07-14 2018-05-18 丹尼尔·法尔芭 可变直径及角度的垂直轴涡轮
CN104564516B (zh) * 2013-10-28 2017-09-15 许如敬 悬浮式风力涡轮
US9752557B2 (en) * 2015-01-30 2017-09-05 John Nicklas Vertical axis turbine
WO2017160136A1 (ru) * 2016-03-17 2017-09-21 Николай Садвакасович Буктуков Ветроэлектростанция

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU5016A1 (ru) * 1926-10-22 1928-03-31 В.Р. Булакин Горизонтальный ветр ной двигатель
SU1553758A1 (ru) * 1988-01-07 1990-03-30 А.Л.Желток Ветродвигатель
DE4016622A1 (de) * 1990-05-23 1991-11-28 Meyer Florian Fluegelprofil fuer savoniusrotoren
RU2078251C1 (ru) * 1995-02-15 1997-04-27 Владимир Николаевич Осипов Устройство для ограничения частоты вращения ротора ветродвигателя
RU2135824C1 (ru) * 1996-09-10 1999-08-27 Гомельский межотраслевой кооперативный научно-технический центр "НЕОТЕХ" Ротор ветродвигателя
RU2170366C2 (ru) * 1998-04-06 2001-07-10 Зельдин Юлий Рафаилович Ветродвигатель

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1341045A (en) * 1919-05-16 1920-05-25 Currey Charles Fremont Windmill
US1850721A (en) * 1930-02-27 1932-03-22 Katzenberger Martin Fluid motor
FR701036A (fr) * 1930-08-26 1931-03-10 Roue à aubes
FR771804A (fr) * 1934-04-13 1934-10-18 Moteur à vent et pour l'utilisation des vagues et des marées
US3942909A (en) * 1974-07-22 1976-03-09 Science Applications, Inc. Vertical axis fluid driven rotor
US4118637A (en) * 1975-05-20 1978-10-03 Unep3 Energy Systems Inc. Integrated energy system
US4293274A (en) * 1979-09-24 1981-10-06 Gilman Frederick C Vertical axis wind turbine for generating usable energy
JPS59126084A (ja) * 1982-12-30 1984-07-20 Tadao Totsuka 風車
US4545729A (en) * 1983-07-28 1985-10-08 Joe Storm Wind turbine apparatus
US4650403A (en) * 1986-03-06 1987-03-17 Joseph Takacs Windmill
AU2003242304A1 (en) * 2002-05-16 2003-12-02 Hidemi Kurita Vertical shaft driving device for vertical shaft wind mills or the like, and electric power generator using the same
US6749394B2 (en) * 2002-09-25 2004-06-15 Bruce E. Boatner Rotating display apparatus
US7008171B1 (en) * 2004-03-17 2006-03-07 Circle Wind Corp. Modified Savonius rotor
US7258527B2 (en) * 2004-12-28 2007-08-21 Chi-Kuang Shih Vertical axis wind engine
JP2007170234A (ja) * 2005-12-20 2007-07-05 Yuichi Onishi 可変翼式風力変換機構

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU5016A1 (ru) * 1926-10-22 1928-03-31 В.Р. Булакин Горизонтальный ветр ной двигатель
SU1553758A1 (ru) * 1988-01-07 1990-03-30 А.Л.Желток Ветродвигатель
DE4016622A1 (de) * 1990-05-23 1991-11-28 Meyer Florian Fluegelprofil fuer savoniusrotoren
RU2078251C1 (ru) * 1995-02-15 1997-04-27 Владимир Николаевич Осипов Устройство для ограничения частоты вращения ротора ветродвигателя
RU2135824C1 (ru) * 1996-09-10 1999-08-27 Гомельский межотраслевой кооперативный научно-технический центр "НЕОТЕХ" Ротор ветродвигателя
RU2170366C2 (ru) * 1998-04-06 2001-07-10 Зельдин Юлий Рафаилович Ветродвигатель

Also Published As

Publication number Publication date
EA018388B1 (ru) 2013-07-30
CA2666048A1 (en) 2008-01-17
US20090191059A1 (en) 2009-07-30
EA200800959A1 (ru) 2010-06-30
JP2009543982A (ja) 2009-12-10
JP5175283B2 (ja) 2013-04-03
EP2048358A1 (de) 2009-04-15
CN101589228A (zh) 2009-11-25
CN101589228B (zh) 2012-11-14
EP2048358A4 (de) 2012-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8232664B2 (en) Vertical axis wind turbine
US6692230B2 (en) Balanced, high output, rapid rotation wind turbine (Weathervane multi-rotor windmill)
EP2577054B1 (en) Wind turbine with a centrifugal force driven adjustable pitch angle and blades retained by cables
US20080075594A1 (en) Self-regulating windmill with horizontally oriented blades
WO2017096645A1 (zh) 一种基于倾斜铰接叶片的前端支撑可调变桨装置
CA2734728A1 (en) Column structure with protected turbine
US20090191059A1 (en) Wind power plant buktukov-3
US8604635B2 (en) Vertical axis wind turbine for energy storage
CN114576091A (zh) 一种漂浮偏航式抗台风型风力发电装置和台风防御方法
US20100124506A1 (en) Vertical axis wind turbine blade
WO2008030073A1 (en) Wind power plant
WO2012144879A1 (ru) Ветроэлектростанция
GB2468863A (en) Vertical Axis Wind Turbine with non-newtonian fluid damped auto pitching and air brake
WO2007142498A1 (en) Wind power plant
US20130136601A1 (en) Large Contra-Rotating Wind Turbine
KR200444619Y1 (ko) 풍력 플랜트
US20140308127A1 (en) Airfoil blades with self-alignment mechanisms for cross-flow turbines
DE102009013161A1 (de) Hochleistungs-Hubflügelsystem zur Windenergienutzung
RU2810877C1 (ru) Ветротурбинная система на основе аэродинамического сопротивления с регулируемыми лопастями
RU79949U1 (ru) Ветроэнергетическая установка "эолова арфа"
US20240280079A1 (en) Multi-axis electricty generator
US10876520B2 (en) Speed-controlling transmission or apparatus
NL2004789C2 (en) Wind turbine.
CN102099567A (zh) 气液发电设备
RU2170365C2 (ru) Ветродвигатель

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680055816.8

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 06812667

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200800959

Country of ref document: EA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009520689

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 961/DELNP/2009

Country of ref document: IN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: RU

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006812667

Country of ref document: EP

Ref document number: 2020097000001

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2666048

Country of ref document: CA