RU207267U1 - WIND UNIT - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области ветроэлектроэнергетики, а именно к ветроагрегатам, предназначенным для преобразования энергии ветра в механическое вращение вала электрогенератора. Предложен ветроагрегат с горизонтальной осью вращения, состоящий из многолопастного колеса 2, закрепленного на валу 1 электрогенератора, и соосного с ним неподвижного основания 3. Неподвижное основание 3 служит для поворота вектора скорости ветрового потока в многолопастном колесе 2 для достижения максимального крутящего момента на валу 1 электрогенератора. При этом зазор между основанием 3 и многолопастным колесом 2 выбирается минимально возможным. Диаметр неподвижного основания 3 превышает диаметр многолопастного колеса 2 с целью упорядоченного истечения воздушного потока из межлопастных каналов при вращении многолопастного колеса. Разделение конструкции ротора на подвижное многолопастное колесо и неподвижное основание позволяет существенно снизить динамические нагрузки на вал электродвигателя при его вращении, сохраняя при этом высокую эффективность использования энергии набегающего ветрового потока.The utility model relates to the field of wind power, namely to wind turbines designed to convert wind energy into mechanical rotation of the shaft of an electric generator. A wind turbine with a horizontal axis of rotation is proposed, consisting of a multi-blade wheel 2, fixed on the shaft 1 of an electric generator, and a fixed base 3 coaxial with it. ... In this case, the gap between the base 3 and the multi-blade wheel 2 is selected as small as possible. The diameter of the fixed base 3 exceeds the diameter of the multi-blade wheel 2 for the purpose of orderly outflow of the air flow from the inter-blade channels when the multi-blade wheel rotates. The division of the rotor design into a movable multi-blade wheel and a fixed base allows to significantly reduce the dynamic loads on the electric motor shaft during its rotation, while maintaining a high efficiency of using the energy of the incoming wind flow.

Description

Полезная модель относится к области ветроэлектроэнергетики, а именно к ветроагрегатам, предназначенным для трансформации энергии ветра в механическое вращение вала электрогенератора. Задачей настоящей полезной модели является повышение эффективности использования энергии падающего ветрового потока.The utility model relates to the field of wind power, namely to wind turbines designed to transform wind energy into mechanical rotation of the shaft of an electric generator. The objective of this utility model is to increase the efficiency of using the energy of the falling wind flow.

Рассматриваются конструкции с горизонтальной осью вращения, содержащие ротор, непосредственно воспринимающий энергию ветра, закрепленный на валу, связанном с валом электрогенератора.Structures with a horizontal axis of rotation are considered, containing a rotor that directly receives wind energy, fixed on a shaft connected to the shaft of an electric generator.

Известен ветроагрегат с горизонтальной осью вращения, содержащий ротор (пат. РФ №199034 от 13.03.2020 г., №200489 от 24.04.2020 г., №202500 от 24.09.2020 г., №202318 от 19.10.2020 г.), состоящий из основания с закрепленными на нем серповидными в плане стенками и установленный на валу, связанным с электрогенератором. Задача создания максимального крутящего момента на валу электрогенератора решается благодаря тому, что ветровой поток, встречая препятствие в виде основания, проходит по каналам между стенками и выбрасывается в окружающее пространство. Возникающий при этом момент количества движения создает крутящий момент на валу электрогенератора.Known wind turbine with a horizontal axis of rotation, containing a rotor (US Pat. RF No. 199034 of 03/13/2020, No. 200489 of 04/24/2020, No. 202500 of 09/24/2020, No. 202318 of 10/19/2020), consisting of a base with crescent-shaped walls fixed on it and mounted on a shaft connected to an electric generator. The problem of creating the maximum torque on the shaft of the electric generator is solved due to the fact that the wind flow, encountering an obstacle in the form of a base, passes through the channels between the walls and is thrown into the surrounding space. The resulting moment of momentum creates a torque on the shaft of the generator.

К недостаткам этих конструкций относится значительная масса основания ротора, которая при вращении может создавать значительные динамические нагрузки на валу электрогенератора.The disadvantages of these designs include a significant mass of the rotor base, which, when rotating, can create significant dynamic loads on the generator shaft.

Предлагаемая модель отличается тем, что серповидные в плане стенки закреплены не на основании ротора, а объединены в самостоятельную сборочную конструкцию - многолопастное колесо с серповидными в плане лопастями, которое закреплено на валу электрогенератора с малым зазором по отношению к поверхности основания. При этом основание не связано с валом электрогенератора, соосно многолопастному колесу, остается неподвижным при его вращении и служит для поворота вектора скорости ветрового потока в многолопастном колесе в радиальном направлении для достижения максимального крутящего момента на этом валу. Зазор между поверхностью основания и лопатками многолопастного колеса устанавливается минимально возможным исходя из требования гарантированного отсутствия их взаимного касания. Диаметр неподвижного основания превышает диаметр многолопастного колеса с целью упорядочивания истечения воздушного потока из каналов между лопастями при вращении многолопастного колеса.The proposed model differs in that the walls, which are sickle-shaped in plan, are not fixed on the base of the rotor, but are combined into an independent assembly structure - a multi-blade wheel with sickle-shaped blades in plan, which is fixed on the generator shaft with a small gap in relation to the base surface. In this case, the base is not connected to the generator shaft, coaxially with the multi-blade wheel, remains stationary during its rotation and serves to rotate the wind flow velocity vector in the multi-blade wheel in the radial direction to achieve the maximum torque on this shaft. The gap between the base surface and the blades of the multi-blade wheel is set to the minimum possible based on the requirement of guaranteed absence of their mutual contact. The diameter of the fixed base exceeds the diameter of the multi-blade wheel in order to regulate the outflow of the air flow from the channels between the blades when the multi-blade wheel rotates.

Разделение конструкции ротора на подвижное многолопастное колесо и неподвижное основание снижает динамические нагрузки на вал электрогенератора, сохраняя при этом высокую эффективность использования энергии набегающего ветрового потока.The division of the rotor design into a movable multi-blade wheel and a fixed base reduces the dynamic loads on the generator shaft, while maintaining high efficiency of using the energy of the incoming wind flow.

На рис. 1 представлена схема ветроагрегата, состоящая из вала 1 с многолопастным колесом 2, основанием 3 и электрогенератором 4. Из схемы ветроагрегата, представленной на рис. 1 видно, что основание отделено от многолопастного колеса, неподвижно и служит для поворота вектора скорости ветрового потока в многолопастном колесе для достижения максимального крутящего момента на валу электрогенератора. При этом зазор между основанием и многолопастным колесом выбирается минимально возможным.In fig. 1 shows a diagram of a wind turbine consisting of a shaft 1 with a multi-blade wheel 2, a base 3 and an electric generator 4. From the scheme of the wind turbine shown in Fig. 1 it can be seen that the base is separated from the multi-blade wheel, is stationary and serves to rotate the wind flow velocity vector in the multi-blade wheel to achieve the maximum torque on the generator shaft. In this case, the gap between the base and the multi-blade impeller is selected to be as small as possible.

Claims (1)

Ветроагрегат с горизонтальной осью вращения, содержащий ротор в виде многолопастного колеса с серповидными в плане лопастями, закрепленного на валу электрогенератора с минимальным зазором, исключающим касание этого колеса с установленным соосно с ним неподвижным основанием большего диаметра, не связанным с валом электрогенератора, неподвижным при его вращении и служащим для поворота вектора скорости ветрового потока в многолопастном колесе.A wind turbine with a horizontal axis of rotation, containing a rotor in the form of a multi-blade wheel with crescent-shaped blades in plan, fixed on the shaft of an electric generator with a minimum clearance, excluding contact of this wheel with a fixed base of a larger diameter installed coaxially with it, not connected with the shaft of an electric generator, stationary during its rotation and serving to turn the wind flow velocity vector in the multi-blade wheel.

Images