WO2008030073A1 - Wind power plant - Google Patents

Wind power plant Download PDF

Info

Publication number
WO2008030073A1
WO2008030073A1 PCT/KZ2006/000010 KZ2006000010W WO2008030073A1 WO 2008030073 A1 WO2008030073 A1 WO 2008030073A1 KZ 2006000010 W KZ2006000010 W KZ 2006000010W WO 2008030073 A1 WO2008030073 A1 WO 2008030073A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
blades
blade
brackets
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/KZ2006/000010
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 EA200800960A priority Critical patent/EA018354B1/ru
Priority to CA002662404A priority patent/CA2662404A1/en
Priority to EP06812668.9A priority patent/EP2065594B1/de
Publication of WO2008030073A1 publication Critical patent/WO2008030073A1/ru
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
    • F03D3/061—Rotors characterised by their aerodynamic shape, e.g. aerofoil profiles
    • 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 
    • F03D3/005—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  the axis being vertical
    • 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
    • F03D3/064—Fixing wind engaging parts to rest of rotor
    • 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

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 unit power of the wind farm.
  • This is achieved by the fact that the power plant has brackets, a bearing assembly with a housing, drive and driven gears, rods, arms with a stand, an L-shaped lever with a load, blades that are made in the form of two or more segments of the outer part of the hollow torus and having an upper and the lower edges, as well as the inner and outer ends.
  • the outer part of the hollow torus segment is an outer semicircle in cross section, which allows it to be presented in cross section as part of a car tire of a simpler shape (in the form of a semicircle).
  • Brackets are rigidly fixed to the bearing housing. Bearings are mounted on a fixed axis. Each blade between the inner and outer ends from the upper and lower edges is pivotally attached to the brackets. The rods are pivotally attached to the blades between the center and the outer end at the upper and lower edges. At the other end, the rods are pivotally attached to the adjacent blade from the outside by means of levers with a rack. Racks are rigidly attached to the blades. One blade is pivotally connected to an L-shaped arm-bracket, on the opposite end of which a load is attached. The lever bracket with the load is pivotally attached to the drive gear housing. The pinion gear is engaged with a pinion gear of a smaller diameter, which is rigidly attached to the driveshaft or to the ball shaft. The fixed axis is inside the pinion gear. Cardan shaft (or shaft with ball mount) is connected from below to an electromechanical installation. The fixed axis is rigidly attached to the support.
  • Brackets are rigidly fixed to the bearing housing. Bearings are mounted on a fixed axis. Each blade between the external and internal ends is hinged from the outside with an arm by means of leverage arms with uprights. Racks are rigidly attached to the blades.
  • the bracket is pivotally connected to the L-shaped lever with racks in the center. The ends of the leverage arms with uprights are pivotally connected to the rods.
  • One of the blades is pivotally connected to the L-shaped lever-bracket, on the opposite end of which a load is attached.
  • the lever arm with the load is pivotally attached to the bearing housing.
  • a drive gear is rigidly attached to the bearing housing from below, which is engaged through a driven gear of a smaller diameter 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 is attached to the support.
  • the invention relates to the field of energy, in particular, to wind power plants, and can find application for autonomous power supply of facilities and generation of electricity in a power system, especially at low wind speeds.
  • 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 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.
  • PK JYs3230 patent a Savonius wind turbine containing two semi-cylindrical blades located between the boards and having external and internal edges that are kinematically connected rigidly to the shaft and articulated with the blades provided with weights at their external edges.
  • 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 the development of a wind power plant (WPP), which allows to increase the utilization rate in time (to expand the range of operating wind speeds), to provide a constant power of the power plant regardless of wind speed and direction, to simplify the design and improve reliability, with a significant increase in power, which leads to to reduce the cost and operating costs.
  • WPP wind power plant
  • the technical result is achieved by the fact that in a wind farm consisting of brackets, a bearing assembly with a housing, pinion and driven gears, rods, levers with a stand, an L-shaped lever with a load, blades, which are made in the form of two or more segments of the outer part of the hollow torus and have upper and lower edges, as well as inner and outer ends.
  • the outer part of the hollow segment of the torus is part of a car tire of a simpler shape (semicircle).
  • the brackets are rigidly fixed to the bearings. Bearings are mounted on a fixed axis. Each blade between the inner and external ends from the side of the lower and upper edges are pivotally attached to the brackets.
  • Each blade between the inner and outer ends at the upper and lower edges is pivotally connected by rods to an adjacent blade from the outside by means of levers with a rack.
  • Racks are rigidly connected to the blade.
  • One blade is pivotally connected to an L-shaped arm-bracket, on the opposite end of which a load is attached.
  • the lever bracket is pivotally attached to the drive gear housing.
  • the pinion gear is engaged with a pinion gear of a smaller diameter, which is rigidly attached to the driveshaft or to the ball 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 is rigidly attached to the support.
  • the power plant has brackets, a bearing assembly, driving and driven gears, rods, g-arm with racks, g-arm with load, blades that are made in the form of two or more segments the outer part of the hollow torus and have upper and lower edges, as well as inner and outer ends.
  • Brackets are rigidly fixed to the bearing housing. Bearings are mounted on a fixed axis.
  • Each blade between the outer and inner ends is pivotally fixed to the bracket by means of l-shaped levers with uprights.
  • Racks are rigidly attached to the blades.
  • L-shaped levers with uprights in the center are pivotally attached to the bracket. The ends of the L-shaped levers with uprights are pivotally connected to the rods.
  • One of the blades is pivotally connected to the L-shaped lever-bracket with a load.
  • the lever arm with the load is pivotally attached to the bearing assembly.
  • a drive gear is rigidly attached to the bearing housing from below, which is engaged through a driven gear of a smaller diameter 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 is attached to the support.
  • FIG. 1 shows a General view of a three-blade wind farm with the mounting of blades at the inner edge to the brackets
  • FIG. 2 is a general view of a three-blade wind farm with the mounting of the blades to the bracket from the outside;
  • FIG. 3 Top view and section of the blades of a three-bladed wind farm
  • FIG. 4 General view of the four-blade wind farm with the mounting of the blades at the inner edge to the arms;
  • FIG. 5 Top view of four blade wind farm
  • FIG. 6 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;
  • Figure 7 View of the three- and four-blade wind turbines in the closed position.
  • the wind power plant consists (Fig. 1) of a fixed axis 1 to which a bearing assembly 2 is attached. Brackets 3 are rigidly attached to the bearing assembly. A blade 4 is pivotally attached to the brackets 3 between the external and internal ends. The blades 4 are made in the form of a segment of a hollow torus (Fig. 3). To the brackets 3, the levers 5 with a stand 6 are pivotally attached to the other end of which the rods 7 are pivotally attached (Figs. 1, 4, 5). The other end of the rods 7 are pivotally attached to an adjacent blade 4 at the upper and lower edges.
  • Racks b are rigidly attached to the blade 4.
  • L-shaped lever-bracket 8 is pivotally attached to the housing 9 of the pinion gear (Fig. 6).
  • the upper end of the arm-bracket 8 is pivotally attached to one of the blades 4 by means of rods 14 and 15.
  • a load 10 is fixed to the lower end of the arm-bracket 8.
  • the lower end of the fixed axis 1 (Fig. 1, 2, 4) is rigidly connected to the support 11.
  • a driven gear of a smaller diameter (not shown) is engaged with the drive gear, which is rigidly mounted on the driveshaft 12.
  • the lower end of the shaft 12 is connected to the electromechanical installation 13.
  • the blade 4 is pivotally attached to the brackets 3 outside between the inner and outer ends by means of r-shaped levers 5 with struts 6.
  • the rods are 7.
  • pivotally attached the lever 5 with the uprights 6 in the center are pivotally attached to the brackets 3.
  • the uprights 6 are rigidly attached to the blades 4.
  • the fastening of the fixed axis 1, the fastening of the arm-bracket 8 with the load 10 and the connection with the electromechanical installation 13 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 drive gear on bearings around the fixed axis 1.
  • the rotation of the drive gear is transmitted through the driven gear and the driveshaft (or ball mount) 12 to the electromechanical installation 13.
  • the load 10 With an increase in speed wind due to centrifugal force, the load 10 begins to move away from the axis of rotation, which leads to the deviation of the arm-bracket 8 around the hinge.
  • the lever bracket 8 pulls (or pushes) the blade 4 by means of rods 14 and 15, which leads to the displacement of all the blades 4 around the hinged mounting on the brackets 3.
  • the blades 4 are closed and take the shape of a torus (Fig. 7).
  • the load 10 under the influence of gravitational forces goes down and through the lever-bracket 8 through the rods 14 and 15 fully opens the blades 4.
  • the operation of the wind farm in the second embodiment is similar.

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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Description

ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ
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 единичной мощности ветроэлектростанции. Это достигается тем, что электростанция имеет кронштейны, подшипниковый узел с корпусом, ведущий и ведомые шестерни, штоки, рычаги со стойкой, г-образный рычаг с грузом, лопасти, которые выполнены в виде двух или более сегментов наружной части полого тора и имеющие верхний и нижний кромки, а также внутренний и внешний торцы. Наружная часть полого сегмента тора представляет собой в сечении наружную полуокружность, что позволяет представить ее в сечении как часть автомобильной шины более простой формы (в форме полуокружности). Кронштейны жестко закреплены к корпусу подшипников. Подшипники насажены на неподвижную ось. Каждая лопасть между внутренней и внешней торцами со стороны верхней и нижней кромок шарнирно закреплена к кронштейнам. К лопасти между центром и внешним торцом у верхних и нижних кромок шарнирно присоединены штоки. Другим концом штоки шарнирно прикреплены со смежной лопастью снаружи посредством рычагов со стойкой. Стойки жестко прикреплены к лопасти. Одна лопасть шарнирно соединена с г- образным рычагом-кронштейном, на противоположном конце которого прикреплен груз. Рычаг-кронштейн с грузом шарнирно прикреплен к корпусу ведущей шестерни. Ведущая шестерня зацеплена с ведомой шестерней меньшего диаметра, которая жестко прикреплена к карданному валу или к валу с шаровым креплением. Неподвижная ось находится внутри ведущей шестерни. Карданный вал (или вал с шаровым креплением) соединен снизу с электромеханической установкой. Неподвижная ось жестко прикреплена к опоре.
Возможен другой вариант реализации ветроэлектростанции в котором электростанция имеет кронштейны, подшипниковый узел с корпусом, ведущий и ведомые шестерни, штоки, г-обазные рычаги со стойками, г-образный рычаг с грузом, лопасти, которые выполнены в виде двух или более сегментов наружной части полого тора и имеют верхний и нижний кромки, а также внутренний и внешний торцы. Кронштейны жестко закреплены к корпусу подшипников. Подшипники насажены на неподвижную ось. Каждая лопасть между внешней и внутренней торцами снаружи шарнирно закреплена с кронштейном посредством г- образных рычагов со стойками. Стойки жестко прикреплены к лопасти. Кронштейн шарнирно соединен с г-образным рычагом со стойками по центру. Концы г- образных рычагов со стойками шарнирно соединены со штоками.
Одна из лопасти шарнирно соединена с г-образным рычагом-кронштейном, на противоположном конце которого прикреплен груз. Рычаг-кронштейн с грузом шарнирно прикреплен к корпусу подшипников. К корпусу подшипников снизу 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 прикреплена к опоре.
Изобретение относится к области энергетики, в частности, к ветряным электростанциям, и может найти применение для автономного энергоснабжения объектов и выработки электроэнергии в энергосистему, особенно при малых скоростях ветра.
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 JYs3230) 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 кронштейнов, подшипникового узла с корпусом, ведущего и ведомого шестерен, штоков, рычагов со стойкой, г-образного рычага с грузом, лопастей, которые выполнены в виде двух или более сегментов наружной части полого тора и имеют верхний и нижний кромки, а также внутренний и внешний торцы. Наружная часть полого сегмента тора представляет собой часть автомобильной шины более простой формы (полуокружность). Кронштейны жестко закреплены к подшипникам. Подшипники насажены на неподвижную ось. Каждая лопасть между внутренней и внешней торцами со стороны нижней и верхней кромок шарнирно закреплена к кронштейнам. Каждая лопасть между внутренней и внешней торцами у верхней и нижней кромок шарнирно соединена штоками со смежной лопастью снаружи посредством рычагов со стойкой. Стойки жестко соединены с лопастью. Одна лопасть шарнирно соединена с г-образным рычагом-кронштейном, на противоположном конце которого прикреплен груз. Рычаг-кронштейн шарнирно прикреплен к корпусу ведущей шестерни. Ведущая шестерня зацеплена с ведомой шестерней меньшего диаметра, которая жестко прикреплена к карданному валу или к валу с шаровым креплением. Неподвижная ось находится внутри ведущей шестерни. Карданный вал (или вал с шаровым креплением) соединен снизу с электромеханической установкой. Неподвижная ось жестко прикреплена к опоре.
Технический результат может быть достигнут и при другом варианте, в котором электростанция имеет кронштейны, подшипниковый узел, ведущий и ведомые шестерни, штоки, г-обазные рычаги со стойками, г-образный рычаг с грузом, лопасти, которые выполнены в виде двух или более сегментов наружной части полого тора и имеют верхний и нижний кромки, а также внутренний и внешний торцы. Кронштейны жестко закреплены к корпусу подшипников. Подшипники насажены на неподвижную ось. Каждая лопасть между внешней и внутренней торцами снаружи шарнирно закреплена с кронштейном посредством г-образных рычагов со стойками. Стойки жестко прикреплены к лопасти. Г-образные рычаги со стойками по центру шарнирно прикреплены к кронштейну. Концы г-образных рычагов со стойками шарнирно соединены со штоками.
Одна из лопасти шарнирно соединена с г-образным рычагом-кронштейном с грузом. Рычаг-кронштейн с грузом шарнирно прикреплен к подшипниковому узлу. К корпусу подшипников снизу 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 прикреплена к опоре.
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 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 наружной половины полого тора. 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.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведен общий вид трехлопастной ВЭС с креплением лопастей у внутренней кромки к кронштейнам;
На фиг. 2 — общий вид трехлопастной ВЭС с креплением лопастей к кронштейну снаружи;
На фиг. 3 - Вид сверху и сечение лопасти трехлопастного ВЭС;
На фиг. 4 - Общий вид четырех лопастной ВЭС с креплением лопастей у внутренней кромки к кронштейнам;
На фиг. 5 - Вид сверху четырех лопастной ВЭС;
На фиг. 6 - схема крепления г-образного рычага-кронштейна с грузом, обеспечивающего открывание и закрывание лопастей (ветроприемников) при изменении скорости ветра;
На фиг.7 - Вид трех- и четырех лопастных ВЭС при закрытом положении.
Ветроэлектростанция состоит (Фиг. 1) из неподвижной оси 1 к которому прикреплен подшипниковый узел 2. К подшипниковому узлу жестко прикреплены кронштейны 3. К кронштейнам 3 между внешней и внутренней торцами шарнирно прикреплена лопасть 4. Лопасти 4 выполнены в виде сегмента полого тора (Фиг. 3). К кронштейнам 3 шарнирно прикреплены рычаги 5 со стойкой 6 на другой конец которого шарнирно прикреплены штоки 7 (Фиг. 1, 4, 5). Другой конец штоков 7 шарнирно прикреплены к смежной лопасти 4 у верхних и нижних кромок. Стойки б жестко прикреплены к лопасти 4.
Г-образный рычаг-кронштейн 8 шарнирно прикреплен к корпусу 9 ведущей шестерни (Фиг. 6). Верхний конец рычага-кронштейна 8 шарнирно прикреплен к одному из лопасти 4 посредством тяг 14 и 15. К нижнему концу рычага-кронштейна 8 закреплен груз 10.
Нижний конец неподвижной оси 1 (Фиг. 1, 2, 4) жестко соединен с опорой 11. С ведущей шестерней зацеплена ведомая шестерня меньшего диаметра (на чертежах не представлены), которая жестко насажена на карданный вал 12. Нижний конец вала 12 соединен с электромеханической установкой 13.
Во втором варианте (Фиг. 2) к кронштейнам 3 шарнирно прикреплена лопасть 4 снаружи между внутренней и внешней торцами посредством r-образных рычагов 5 со стойками 6. На обоих концах г-образных рычагов 5 со стойками 6 шарнирно прикреплены штоки 7. Г-образные рычаг 5 со стойками 6 по центру шарнирно прикреплены к кронштейнам 3. Стойки 6 жестко прикреплены к лопасти 4.
Крепление неподвижной оси 1, крепление рычага-кронштейна 8 с грузом 10 и соединение с электромеханической установкой 13 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 на подшипниках вокруг неподвижной оси 1. Вращение ведущей шестерни передается посредством ведомой шестерни и карданного вала (или шарового крепления) 12 на электромеханическую установку 13. При увеличении скорости ветра за счет центробежной силы груз 10 начинает отходить от оси вращения, что приводит к отклонению рычага-кронштейна 8 вокруг шарнирного крепления. Рычаг-кронштейн 8 тянет (или толкает) лопасть 4 посредством тяг 14 и 15, что приводит к смещению всех лопастей 4 вокруг шарнирного крепления на кронштейнах 3. При ураганных порывах ветра лопасти 4 смыкаются и принимают форму тора (Фиг. 7). При отсутствии ветра груз 10 под действием гравитационных сил опускается вниз и посредством рычага-кронштейна 8 через тяги 14 и 15 полностью раскрывает лопасти 4.
Работа ветроэлектростанции по второму варианту аналогична.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Ветроэлектростанция, состоящая из груза, кронштейнов, лопастей, имеющие кромки, отличающаяся тем, что лопасти выполнены в виде двух или более сегментов наружной части полого тора, и имеет верхние и нижние кромки, а также внутренние и внешние торцы, каждая лопасть между внутренней и внешней торцами со стороны нижних и верхних кромок шарнирно закреплена к кронштейнам, которые жестко закреплены к корпусу подшипников, в свою очередь подшипники насажены на неподвижную ось, к лопасти между центром и внешним торцом у верхней и нижней кромок шарнирно соединены штоки, другим концом штоки шарнирно прикреплены со смежной лопастью снаружи посредством рычагов со стойкой, стойка жестко прикреплена к лопасти, одна лопасть шарнирно соединена с г-образным рычагом-кронштейном, на противоположном конце которого прикреплен груз, рычаг-кронштейн с грузом шарнирно прикреплен к корпусу ведущей шестерни, ведущая шестерня зацеплена с ведомой шестерней меньшего диаметра, которая жестко прикреплена к карданному валу или к валу с шаровым креплением, неподвижная ось находится внутри ведущей шестерни, карданный вал (или вал с шаровым креплением) соединен снизу с электромеханической установкой, неподвижная ось жестко прикреплена к опоре.
2. Ветроэлектростанция, состоящая из груза, кронштейнов, лопастей, имеющих кромки, отличающаяся тем, что лопасти, выполнены в виде двух или более сегментов наружной части полого тора и имеет нижний и верхний кромки, а также внутренний и внешний торцы, каждая лопасть между внешней и внутренней торцами снаружи шарнирно закреплена с кронштейнами посредством г-образных рычагов со стойками, стойки жестко прикреплены к лопасти, кронштейны жестко закреплены к корпусу подшипников, которые насажены на неподвижную ось, кронштейны шарнирно соединены с г-образными рычагами со стойками по центру, а другие концы г-образных рычагов со стойками шарнирно соединены со штоками, одна из лопасти шарнирно соединена с г-образным рычагом-кронштейном, на противоположном конце которого прикреплен груз, рычаг-кронштейн с грузом шарнирно прикреплен к корпусу подшипников, к корпусу подшипников снизу жестко прикреплена ведущая шестерня, которая через ведомую шестерню меньшего диаметра зацеплена с карданным валом или с валом с шаровым креплением, неподвижная ось установлена внутри ведущей шестерни, неподвижная ось прикреплена к опоре.
PCT/KZ2006/000010 2006-09-07 2006-09-25 Wind power plant Ceased WO2008030073A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA200800960A EA018354B1 (ru) 2006-09-07 2006-09-25 Ветроэлектростанция
CA002662404A CA2662404A1 (en) 2006-09-07 2006-09-25 Wind power plant with outer torus-shaped blades
EP06812668.9A EP2065594B1 (de) 2006-09-07 2006-09-25 Windkraftanlage

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KZ20060999A KZ19064A (en) 2006-09-07 2006-09-07 Windmill-electric generating plant Buktukov 4
KZ2006/0999.1 2006-09-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008030073A1 true WO2008030073A1 (en) 2008-03-13

Family

ID=39157449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KZ2006/000010 Ceased WO2008030073A1 (en) 2006-09-07 2006-09-25 Wind power plant

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2065594B1 (ru)
CA (1) CA2662404A1 (ru)
EA (1) EA018354B1 (ru)
KZ (1) KZ19064A (ru)
WO (1) WO2008030073A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL226073B1 (pl) * 2011-03-22 2017-06-30 Ryszard Fuhrmann Zespol lopat silowni wiatrowej o pionowej osi obrotu
WO2012144879A1 (ru) * 2011-04-22 2012-10-26 Buktukov Nikolay Ветроэлектростанция
WO2014104866A1 (ru) * 2012-12-28 2014-07-03 Buktukov Nikolay Ветроэлектростанция
ES2477115B2 (es) * 2014-05-30 2014-10-27 Universidad De La Rioja Generador eólico de eje vertical
CN104912742A (zh) * 2015-05-25 2015-09-16 哈尔滨工程大学 一种带保护装置的可调风轮半径垂直轴风力机
WO2021015605A1 (ru) * 2019-07-22 2021-01-28 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
SU992799A1 (ru) * 1981-01-05 1983-01-30 За вите ль С.И. Погребной Карусельный ветродвигатель
SU1359472A1 (ru) * 1985-09-24 1987-12-15 И.К. Клещенок Ветродвигатель КИ-4
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
US7008171B1 (en) * 2004-03-17 2006-03-07 Circle Wind Corp. Modified Savonius rotor

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6283711B1 (en) * 2000-03-13 2001-09-04 John L. Borg Modified savonius rotor
DE102004031105A1 (de) * 2004-06-22 2006-01-12 Uwe Westphal Vertikalachsenrotor mit Drehzahlregulierung einer Windkraftanlage
GB2420597B (en) * 2004-11-24 2006-11-15 Matthew Leuthi Vertical axis turbine

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
SU992799A1 (ru) * 1981-01-05 1983-01-30 За вите ль С.И. Погребной Карусельный ветродвигатель
SU1359472A1 (ru) * 1985-09-24 1987-12-15 И.К. Клещенок Ветродвигатель КИ-4
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
US7008171B1 (en) * 2004-03-17 2006-03-07 Circle Wind Corp. Modified Savonius rotor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2065594A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
EA018354B1 (ru) 2013-07-30
EP2065594A1 (de) 2009-06-03
EP2065594B1 (de) 2014-02-26
EA200800960A1 (ru) 2010-06-30
KZ19064A (en) 2008-01-15
EP2065594A4 (de) 2012-11-21
CA2662404A1 (en) 2008-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8232664B2 (en) Vertical axis wind turbine
TWI572779B (zh) 風力機
JP2013534592A (ja) 垂直軸風車
CN101839212B (zh) 垂直轴风力发电装置
US20120061972A1 (en) Vertical-axis wind turbine
US20090257874A1 (en) Vertical axis windmill with weather vane positioning
WO2008030073A1 (en) Wind power plant
CN206889168U (zh) 一种半直驱型风力发电机
US20170107972A1 (en) Vertical wind turbine
CN201314277Y (zh) 垂直轴风力发电装置
CN213360306U (zh) 一种风力发电装置
WO2008007934A1 (en) Wind power plant buktukov-3
WO2012144879A1 (ru) Ветроэлектростанция
GB2468863A (en) Vertical Axis Wind Turbine with non-newtonian fluid damped auto pitching and air brake
KR101363889B1 (ko) 수직축 풍력 발전 장치
CN207485600U (zh) 一种可变帆叶垂直风轮风力机
US20130136601A1 (en) Large Contra-Rotating Wind Turbine
US20140308127A1 (en) Airfoil blades with self-alignment mechanisms for cross-flow turbines
RU2494285C1 (ru) Винт ветрогенератора
EP1295033A1 (en) Vertical axis wind turbine
WO2007142498A1 (en) Wind power plant
CN220955906U (zh) 一种垂直轴偏心动叶片风力发电装置
CN102099567A (zh) 气液发电设备
RU2834741C2 (ru) Ветроэнергетическая установка
KR200444619Y1 (ko) 풍력 플랜트

Legal Events

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

Ref document number: 200800960

Country of ref document: EA

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

Ref document number: 06812668

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2662404

Country of ref document: CA

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1553/DELNP/2009

Country of ref document: IN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006812668

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2020097000005

Country of ref document: KR