RU1818485C - Ротор ветроэнергетической установки - Google Patents

Abstract

Использование: в конструкци х установок , использующих возобновл емые энергоресурсы. Сущность. Ротор ветроэнергетической установки состоит из втулки с осевыми шарнирами и лопастей. В ступице втулки выполнены расточки. В расточки поставлены пальцы, на которых через подшипники размещены цапфы осевых шарниров . Ступица втулки с пальцем, подшипниками и цапфой образуют цилиндрический шарнир. Ось цилиндрического шарнира лежит в плоскости, проход щей через плоскость вращени  ротора и ось версти  под вал ступицы. Ось может быть параллельна оси или перпендикул рна оси осевого шарнира. Цапфа осевого шарнира выполнена с кронштейнами, которые со ступицей втулки српр жены пружинными т гами или демпферами через цилиндрические шарниры. 1 з.п.ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретение относитс  к конструкции установок, использующих энергию ветра.

Целью изобретени   вл етс  снижение уровн  переменных напр жений от гравитационных сил.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что втулка снабжена дополнительными шарнирами , расположенными между отверстием под вал и осевыми шарнирами, в плоскости последних и перпендикул рно их ос м, кроме того, втулка снабжена пружинными т гами или демпферами и осевые шарниры дополнительно св заны со ступицей посредством последних.

В последующем изложении изобретение иллюстрируетс  чертежами на фиг. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. 8.; ..

На фиг. 1 показана конструктивна  схема ротора ветроэнергетической установки.

На фиг. 2 изображено место А фиг. 1 при ос х дополнительных шарниров параллельных оси вала.

На фиг. 3 представлено место А фиг. 1 при ос х осевых шарниров, расположенных под углом к плоскости ротора.

На фиг. 4 показан ротор в плане с пружинными т гами или демпферами.

На фиг. 5 изображено положение лопастей ротора при дополнительных шарнирах, расположенных в вертикальной плоскости, исходное положение.

На фиг. 6 показано положение лопастей после поворота на 90° от исходного.

На фиг. 7 представлено положение лопастей при повороте ротора на 180° от исходного .

На фиг. 8 дано положение лопастей при повороте ротора на 270° от исходного.

Ротор ветроэнергетической установки (фиг. 1) состоит из втулки 1, осевых шарниров 2 и лопастей 3, прикрепленных к осевым шарнирам.

В ступице втулки 1 (фиг. 2) выполнены расточки 4, расположенные под углом ft к

СО

С

00

00

Jb.

00

ел

плоскости вращени  ротора. В расточки 5 поставлены пальцы 5, на которых через подшипники 6 размещены цапфы 7 осевых шарниров 2. Ступица втулки 1 с пальцем 5, подшипниками 6 и цапфой 7 образуют цилиндрический шарнир. Ось 8 цилиндрического шарнира или ось расточки 4 лежит в плоскости, проход щей через плоскость вращени  ротора 9 и ось 10 отверсти  ступицы втулки 1 под вал. Ось 8 может быть параллельна оси 10 или ортогональна плоскости 9. Кроме того, ось 8 может быть перпендикул рна оси осевого шарнира 2, например, если осевой шарнир 2 расположен под углом к плоскости вращени  ротора 9. Тогда угол /3 будет меньше 90°. Т.о. угол fi 90°.

Вместе с тем при расположении цапфы 11 (фиг. 3) осевого шарнира 2 под угло.м у к плоскости вращени  ротора 9 ось шарнира 8 может быть и в этом случае параллельной оси отверсти  ступицы втулки 1.

Цапфа 7 (фиг. 4) осевого шарнира 2 выполнена с кронштейнами 12, которые со ступицей втулки 1 сопр жены, например, пружинными т гами или демпферами 13, 14 через цилиндрические шарниры 15.

1.к. между действием силы и перемеще-. нйем существует сдвиг по фазе на угол  /2, т.е. на угол 90°, то при вращении ротора (фиг. 5) с угловой скоростью (г), когда шарниры лопастей 16 с ос ми 8, в дальнейшем именуемые продольными шарнирами, расположены на вертикали, лопасти 3 под действием гравитационных сил отклонены на угол д вправо от вертикали.

При дальнейшем вращении (фиг. 6), когда продольные шарниры 16 занимают горизонтальное положение, то лопасти 3 под действием гравитационных сил располагаютс  по горизонтали.

При продолжении вращени  (фиг. 7), когда лопасть из верхнего положени  переходит в нижнее положение, т.е. когда продольные шарниры 16 вновь располагаютс  на вертикали, лопасти вновь отклонены под действием гравитационных сил вправо от вертикалу на угол р.

Далее при вращении (фиг. 8), когда продольные шарниры лопасти 16 вновь расположены на горизонтали, лопасти 3, точнее их оси, также расположены на горизонтали. Т.о. при вращении ротора при действии на лопасти 3 максимальной поперечной силы от гравитации (фиг. 6, 8), т.е. когда силы гравитации лопастей 3 дают максимальные моменты относительно продольных шарниров , перемещение лопастей 3 относительно шарниров 16 отсутствует. Когда же этот момент становитс  минимальным, практически равным нулю, имеем и максимальное перемещение лопастей (фиг. 5,7), При этом лопасть 3 от положени  фиг. 8 замедл ет

свое движение и при вертикальном положении фиг, 5 отстает на угол 6 , а затем ускор ет свое движение, проход  через нуль фиг. 6, и опережает на угол р фиг. 7. После чего начинает вновь замедление, про

ход  через нуль фиг. 8 и т.д. Т.е. за один оборот лопасть совершает одно колебание под действием гравитационных сил. Ввиду того, что на лопасти будет действовать еще и центробежна  сила, то эти углы будут незначительными . Т.е. при вращении лопасть 3 совершает колебательное движение относительно своего продольного шарнира 16 в поле центробежных и гравитационных сил. Работает ротор ветроэнергетической

установки следующим образом. Под действием потока воздуха - ветра, лопасти 2 ротора со втулкой 1 приход т во вращение. . При этом на лопаст х по вл етс  т нуща  сила в плоскости вращени  ротора и подъемна  сила, направленна  по оси 10 втулки 1. В поле центробежных сил и гравитационных сил лопасти 3 имеют возможность перемещатьс  и совершают, поэтому, колебательные движени . Момент от гравитационных сил на комли лопастей совершенно не действует, т.к. теперь момент у комл  лопасти 3 равен нулю. На шарнир 16 действует только перерезывающа  сила от грави- тационных нагрузок на лопасть. При

недостаточной центробежной силе углы колебаний могут быть уменьшены постановкой пружинных т г 13, 14. В этом случае по витс  момент в комл х от действи  пружинных т г, но он будет несравненно меньшим момента от гравитационных сил на комель лопасти без шарнира 16. Дл  роторов больших размеров, пор дка 15-18 метров и более, лучшим решением будет постановка гидравлических демпферов вместо пружинных т г. Дёмпферы будут рассеивать энергию колебаний и тем самым гасить амплитуду, т.е. уменьшать а мплитуду колебаний лопасти.

Claims (2)

1. Ротор ветроэнергетической установки , содержащий лопасти с рычагами управлени  их шагом, втулку со ступицей, имеющую отверстие под вал, и осевые шарниры , св зывающие последнюю с лопаст 5 MMi отличающийс  тем, что, с целью снижени  уровн  переменных напр жений от гравитационных сил, втулка снабжена дополнительными шарнирами, расположен: ными между отверстием под вал и осевыми /

шарнирами в плоскости последних и перпендикул рно к их ос м.

2. Ротор по п. 1,отличающийс  тем, что втулка снабжена пружинными т гами или демпферами и осевые шарниры дополнительно св заны со ступицами посредством последних.

Фг/Ј L

i

(5 13

XXYXXXXX 1Фиг. 5.

ХУУХХХХХ

Фиг. 7.