RU2399788C2 - Aerogenerator with horizontal axis - Google Patents

Aerogenerator with horizontal axis Download PDF

Info

Publication number
RU2399788C2
RU2399788C2 RU2008133040/06A RU2008133040A RU2399788C2 RU 2399788 C2 RU2399788 C2 RU 2399788C2 RU 2008133040/06 A RU2008133040/06 A RU 2008133040/06A RU 2008133040 A RU2008133040 A RU 2008133040A RU 2399788 C2 RU2399788 C2 RU 2399788C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
axis
rotation
blade
base
blades
Prior art date
Application number
RU2008133040/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008133040A (en
Inventor
Нордин АДДЖЕРИ (FR)
Нордин АДДЖЕРИ
Осин АЙЯН (FR)
Осин АЙЯН
Original Assignee
Неолис (Сарл)
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 Неолис (Сарл) filed Critical Неолис (Сарл)
Priority to RU2008133040/06A priority Critical patent/RU2399788C2/en
Publication of RU2008133040A publication Critical patent/RU2008133040A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2399788C2 publication Critical patent/RU2399788C2/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30—Wind power
    • 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
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: power industry. ^ SUBSTANCE: aerogenerator includes container, movable construction and the mast on which assembly of aerogenerator and rotor is installed. Rotor blades are fixed and located about horizontal rotation axis and made in the form of the half of flattened cone; at that, for specified height H of flattened cone the base B1 has diametre D1 equal to 0.25-fold height, and vertex B2 has diametre D2 equal to 0.083-fold height. Each blade has inclination angle ê, which is 10 to 16 in relation to rotor rotation axis. ^ EFFECT: aerogenerator is noiseless, started at low wind speed and can operate at strong wind, requires very small mast, which considerably decreases negative effect on landscape and on environment, and can be intended for housing developments, individual houses, ships, trailers, and for agricultural buildings and for any other areas where electric or other energy is required. ^ 21 cl, 11 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к аэрогенератору с горизонтальной осью.The present invention relates to a horizontal axis air generator.

Обычно аэрогенераторы содержат ротор, образованный лопастями, перпендикулярными к оси трансмиссии, как например аэрогенераторы, раскрытые в документах FR-A-2826065, опубл. 20.12.2002, FR-A-791094, опубл. 22.09.2000, FR-A-2869068, опубл. 21.10.2005. Эти лопасти имеют следующие недостатки:Typically, air generators contain a rotor formed by blades perpendicular to the axis of the transmission, such as the air generators disclosed in documents FR-A-2826065, publ. 12.20.2002, FR-A-791094, publ. 09/22/2000, FR-A-2869068, publ. 10.21.2005. These blades have the following disadvantages:

- остановка работы при большой скорости ветра,- work stop at high wind speed,

- изменение ландшафта из-за слишком больших габаритов,- landscape changes due to too large dimensions,

- отрицательное влияние на окружающую среду,- negative impact on the environment,

- шумность.- noise.

Устройство в соответствии с настоящим изобретением позволяет устранить или ограничить эти недостатки:The device in accordance with the present invention eliminates or limits these disadvantages:

- работа при сильном ветре и запуск при низкой скорости ветра,- work in strong winds and start at low wind speeds,

- уменьшение изменения ландшафта,- reduction of landscape changes,

- ограничение отрицательного влияния на окружающую среду,- limitation of negative impact on the environment,

- отсутствие шумности.- lack of noise.

Устройство в соответствии с настоящим изобретением преобразует кинетическую энергию ветра в механическую энергию. Таким образом, механическая энергия ротора может быть преобразована в электрическую энергию (взаимодействие с электрическим генератором). Изобретение можно использовать в качестве гидравлической турбины путем погружения ротора в массу движущейся воды. Его можно использовать на принципе приливно-отливной электростанции или гидроэлектростанции.The device in accordance with the present invention converts the kinetic energy of the wind into mechanical energy. Thus, the mechanical energy of the rotor can be converted into electrical energy (interaction with an electric generator). The invention can be used as a hydraulic turbine by immersing the rotor in a mass of moving water. It can be used on the principle of a tidal power station or hydroelectric power station.

Лопасти ротора можно выполнять из материалов любого типа (металлы, композиты, дерево и т.д.).The rotor blades can be made of any type of material (metals, composites, wood, etc.).

Изобретение проиллюстрировано описанием и прилагаемыми чертежами.The invention is illustrated by the description and the accompanying drawings.

Объектом изобретения является аэрогенератор с горизонтальной осью, поворачивающийся в направлении ветра и содержащий ротор, оборудованный закрученными лопастями в виде половины усеченного конуса, почти параллельными оси вращения; контейнером; подвижной конструкцией и стойкой, на которой установлен весь комплекс ротор/контейнер/подвижная конструкция.The object of the invention is an air generator with a horizontal axis, rotating in the direction of the wind and containing a rotor equipped with swirling blades in the form of half a truncated cone, almost parallel to the axis of rotation; a container; movable structure and stand, on which the entire rotor / container / movable structure is installed.

Ротор может содержать две, три или четыре лопасти, установленные на трансмиссионном валу или оси вращения (фиг.1-4).The rotor may contain two, three or four blades mounted on the transmission shaft or axis of rotation (Fig.1-4).

Далее следует описание формы и конфигурации пространства лопасти (фиг.8).The following is a description of the shape and configuration of the blade space (Fig. 8).

Лопасть в соответствии с настоящим изобретением имеет форму половины усеченного конуса (фиг.1-10).The blade in accordance with the present invention has the shape of a half truncated cone (Fig.1-10).

Соотношение размеров лопасти выражается следующим образом:The ratio of the size of the blade is expressed as follows:

для данной высоты Н усеченного конуса:for a given height H of a truncated cone:   - диаметр основания: D1=0,25×H- base diameter: D1 = 0.25 × H   - диаметр вершины: D2=0,083×H- vertex diameter: D2 = 0,083 × H  

Рассмотрим эту лопасть, расположенную в пространстве по отношению к системе координат (x, y, z) (фиг.5-8).Consider this blade located in space with respect to the coordinate system (x, y, z) (Figs. 5-8).

Вершина (наименьшая сторона половины усеченного конуса) В2 диаметром D2 расположена вокруг оси вращения (у) с углом закрутки β, находящимся в пределах от 20° до 30° по отношению к основанию (наибольшая сторона половины усеченного конуса) В1 диаметром D1.A vertex (the smallest side of a half of a truncated cone) B2 with a diameter of D2 is located around the axis of rotation (y) with a twist angle β ranging from 20 ° to 30 ° with respect to the base (the largest side of a half of a truncated cone) B1 with a diameter of D1.

В результате основание В1 имеет наклон под углом α=11°, a основание В2 - наклон под углом γ=9° в плоскости (х, у) (фиг.6).As a result, the base B1 has a slope at an angle α = 11 °, and the base B2 has a slope at an angle γ = 9 ° in the (x, y) plane (Fig. 6).

Лопасть имеет наклон под углом ψ (пси), составляющим от 10° до 16° по отношению к оси вращения ротора (фиг.8).The blade has an inclination at an angle ψ (psi) of 10 ° to 16 ° with respect to the axis of rotation of the rotor (Fig. 8).

Чтобы схематично представить этот наклон, примем ось трансмиссионного вала за (R). В случае, когда ротор содержит две или четыре лопасти, они расположены диаметрально противоположно на трансмиссионном валу (или оси вращения) (фиг.1, 3, 4).To schematically represent this slope, we take the axis of the transmission shaft for (R). In the case when the rotor contains two or four blades, they are located diametrically opposite on the transmission shaft (or axis of rotation) (Figs. 1, 3, 4).

В случае, когда ротор содержит три лопасти, они расположены под углом 120° относительно друг друга (фиг.2).In the case when the rotor contains three blades, they are located at an angle of 120 ° relative to each other (figure 2).

Лопасть закреплена на трансмиссионном валу в двух точках. Эти крепления обеспечиваются фланцами на двух ступицах, неподвижно соединенных с трансмиссионным валом (фиг.10, 11).The blade is fixed on the transmission shaft at two points. These fastenings are provided by flanges on two hubs fixedly connected to the transmission shaft (Fig. 10, 11).

На уровне основания В1 фланец закреплен непосредственно на ступице.At base level B1, the flange is mounted directly on the hub.

На уровне основания В2 фланец неподвижно механически соединен с задней ступицей при помощи трубчатого элемента жесткости.At the level of the base B2, the flange is motionless mechanically connected to the rear hub using a tubular stiffener.

Сзади каждой лопасти (подветренная сторона) находится щиток регулирования скорости (фиг.3). Этот щиток обеспечивает две функции:Behind each blade (leeward side) is a speed control flap (figure 3). This shield provides two functions:

1. Он позволяет регулировать скорость вращения ротора путем изменения его угла атаки. Этот угол образован между щитком и осью вращения ротора.1. It allows you to adjust the rotor speed by changing its angle of attack. This angle is formed between the shield and the axis of rotation of the rotor.

Предположим, что максимальная скорость ветра составляет (х) м/с. Пока скорость ветра находится в пределах от 2 м/с до (х) м/с, щитки регулирования скорости сохраняют свое положение, обеспечивая использование кинетической скорости ветра на выходе лопасти.Suppose the maximum wind speed is (x) m / s. As long as the wind speed is in the range from 2 m / s to (x) m / s, the speed control panels retain their position, ensuring the use of the kinetic wind speed at the blade exit.

Как только скорость ветра становится больше или равной (х) м/с, щитки поворачиваются таким образом, чтобы снизить скорость вращения ротора.As soon as the wind speed becomes greater than or equal to (x) m / s, the shields are rotated in such a way as to reduce the rotor speed.

Чем сильнее дует ветер, тем меньше становится угол наклона щитка по отношению к направлению ветра.The stronger the wind blows, the smaller the angle of inclination of the shield in relation to the direction of the wind.

2. Он обеспечивает функцию дополнительной лопасти для использования кинетической энергии ветра на выходе лопасти. Узел ротора установлен на двух опорных подшипниках на каждом конце трансмиссионного вала (фиг.2 и 3).2. It provides the function of an additional blade for using the kinetic energy of the wind at the exit of the blade. The rotor assembly is mounted on two thrust bearings at each end of the transmission shaft (FIGS. 2 and 3).

Указанные опорные подшипники механически закреплены на подвижной опорной конструкции U-образной формы. Подвижная опорная конструкция установлена на мачте.These thrust bearings are mechanically mounted on a movable U-shaped support structure. A movable support structure is mounted on the mast.

На вершине мачты выполнена система ориентации комплекса опорная конструкция/ротор.At the top of the mast, an orientation system of the support structure / rotor complex is made.

Основание мачты содержит неподвижный цоколь, закрепленный на железобетонном фундаменте.The mast base contains a fixed base fixed to a reinforced concrete foundation.

Claims (21)

1. Устройство для генерирования энергии за счет силы ветра, отличающееся тем, что выполнено в виде аэрогенератора, содержащего контейнер, подвижную конструкцию, мачту, на которой установлен узел аэрогенератора и ротора, лопасти которого выполнены в виде половины усеченного конуса, при этом форма лопастей в виде половины усеченного конуса выполнена таким образом, чтобы для заданной высоты Н усеченного конуса основание В1 имеет диаметр D1, равный 0,25-кратной высоте, а вершина В2 имеет диаметр D2, равный 0,083-кратной высоте, причем каждая лопасть имеет угол наклона ψ, составляющий от 10 до 16°, по отношению к оси вращения ротора.1. A device for generating energy due to wind power, characterized in that it is made in the form of an air generator containing a container, a movable structure, a mast on which an air generator and rotor assembly is mounted, the blades of which are made in the form of a half truncated cone, the blades being in half of the truncated cone is designed so that for a given height H of the truncated cone, the base B1 has a diameter D1 equal to 0.25 times the height, and the vertex B2 has a diameter D2 equal to 0.083 times the height, with each blade and EET angle ψ, comprising from 10 to 16 °, with respect to the rotor rotation axis. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ось вращения расположена в направлении ветра.2. The device according to claim 1, characterized in that the axis of rotation is located in the direction of the wind. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ротор оборудован двумя или четырьмя лопастями.3. The device according to claim 1, characterized in that the rotor is equipped with two or four blades. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что ротор оборудован двумя или четырьмя лопастями.4. The device according to claim 2, characterized in that the rotor is equipped with two or four blades. 5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что лопасти закреплены вокруг оси вращения в диаметрально противоположных положениях.5. The device according to claim 3, characterized in that the blades are fixed around the axis of rotation in diametrically opposite positions. 6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что лопасти закреплены вокруг оси вращения в диаметрально противоположных положениях.6. The device according to claim 4, characterized in that the blades are fixed around the axis of rotation in diametrically opposite positions. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ротор оборудован тремя лопастями.7. The device according to claim 1, characterized in that the rotor is equipped with three blades. 8. Устройство по п.2, отличающееся тем, что ротор оборудован тремя лопастями.8. The device according to claim 2, characterized in that the rotor is equipped with three blades. 9. Устройство по п.7, отличающееся тем, что лопасти закреплены и расположены вокруг оси под углом 120° относительно друг друга.9. The device according to claim 7, characterized in that the blades are fixed and arranged around the axis at an angle of 120 ° relative to each other. 10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что лопасти закреплены и расположены вокруг оси под углом 120° относительно друг друга.10. The device according to claim 8, characterized in that the blades are fixed and arranged around the axis at an angle of 120 ° relative to each other. 11. Устройство по любому из пп.1-10, отличающееся тем, что лопасти в виде половины усеченного конуса расположены вокруг оси вращения с углом закрутки (β), постоянным вдоль лопасти.11. The device according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the blades in the form of a half truncated cone are located around the axis of rotation with a twist angle (β) constant along the blade. 12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что угол закрутки (β) находится в пределах от 20 до 30° по отношению к основанию В1.12. The device according to claim 11, characterized in that the twist angle (β) is in the range from 20 to 30 ° with respect to the base B1. 13. Устройство по любому из пп.1-10, 12, отличающееся тем, что основание В1 имеет наклон под углом α, равным 11°, по отношению к плоскости, образованной осью вращения (y) лопасти и прямой (x), пересекающей перпендикулярно ось вращения (y), и проходящей через один из концов (А) основания В1.13. The device according to any one of claims 1 to 10, 12, characterized in that the base B1 has an inclination at an angle α equal to 11 ° with respect to the plane formed by the axis of rotation (y) of the blade and the straight line (x) intersecting perpendicularly axis of rotation (y), and passing through one of the ends (A) of the base B1. 14. Устройство по п.11, отличающееся тем, что основание В1 имеет наклон под углом α, равным 11°, по отношению к плоскости, образованной осью вращения (y) лопасти и прямой (x), пересекающей перпендикулярно ось вращения (y), и проходящей через один из концов (А) основания В1.14. The device according to claim 11, characterized in that the base B1 has a slope at an angle α equal to 11 ° with respect to the plane formed by the axis of rotation (y) of the blade and the straight line (x) intersecting perpendicular to the axis of rotation (y), and passing through one of the ends (A) of the base B1. 15. Устройство по любому из пп.1-10, 12, 14, отличающееся тем, что основание В2 имеет наклон под углом γ, равным 9°, по отношению к плоскости, образованной осью вращения (y) лопасти и прямой (x), пересекающей перпендикулярно ось вращения (y), и проходящей через один из концов (А) основания В1.15. The device according to any one of claims 1 to 10, 12, 14, characterized in that the base B2 has a slope at an angle γ equal to 9 ° with respect to the plane formed by the axis of rotation (y) of the blade and the straight line (x), intersecting perpendicular to the axis of rotation (y), and passing through one of the ends (A) of the base B1. 16. Устройство по п.11, отличающееся тем, что основание В2 имеет наклон под углом γ, равным 9°, по отношению к плоскости, образованной осью вращения (y) лопасти и прямой (x), пересекающей перпендикулярно ось вращения (y), и проходящей через один из концов (А) основания В1.16. The device according to claim 11, characterized in that the base B2 has an inclination at an angle γ equal to 9 ° with respect to the plane formed by the axis of rotation (y) of the blade and the straight line (x) intersecting perpendicular to the axis of rotation (y), and passing through one of the ends (A) of the base B1. 17. Устройство по п.13, отличающееся тем, что основание В2 имеет наклон под углом γ, равным 9°, по отношению к плоскости, образованной осью вращения (y) лопасти и прямой (x), пересекающей перпендикулярно ось вращения (y), и проходящей через один из концов (А) основания В1.17. The device according to item 13, wherein the base B2 has a slope at an angle γ equal to 9 ° with respect to the plane formed by the axis of rotation (y) of the blade and a straight line (x) intersecting perpendicular to the axis of rotation (y), and passing through one of the ends (A) of the base B1. 18. Устройство по любому из пп.1-10, 12, 14, 16 и 17, отличающееся тем, что сзади каждой лопасти установлен щиток регулирования скорости.18. The device according to any one of claims 1 to 10, 12, 14, 16 and 17, characterized in that a speed control plate is installed behind each blade. 19. Устройство по п.11, отличающееся тем, что сзади каждой лопасти установлен щиток регулирования скорости.19. The device according to claim 11, characterized in that at the back of each blade there is a speed control plate. 20. Устройство по п.13, отличающееся тем, что сзади каждой лопасти установлен щиток регулирования скорости.20. The device according to item 13, wherein the back of each blade has a speed control plate. 21. Устройство по п.15, отличающееся тем, что сзади каждой лопасти установлен щиток регулирования скорости. 21. The device according to p. 15, characterized in that the back of each blade has a speed control plate.
RU2008133040/06A 2006-01-12 2006-01-12 Aerogenerator with horizontal axis RU2399788C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008133040/06A RU2399788C2 (en) 2006-01-12 2006-01-12 Aerogenerator with horizontal axis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008133040/06A RU2399788C2 (en) 2006-01-12 2006-01-12 Aerogenerator with horizontal axis

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008133040A RU2008133040A (en) 2010-02-20
RU2399788C2 true RU2399788C2 (en) 2010-09-20

Family

ID=42126679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008133040/06A RU2399788C2 (en) 2006-01-12 2006-01-12 Aerogenerator with horizontal axis

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2399788C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2649166C1 (en) * 2017-01-10 2018-03-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Modular wind wheel
RU2650014C2 (en) * 2016-05-31 2018-04-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" Rotary windmill

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650014C2 (en) * 2016-05-31 2018-04-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" Rotary windmill
RU2649166C1 (en) * 2017-01-10 2018-03-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Modular wind wheel

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008133040A (en) 2010-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8894348B2 (en) Wind turbine
US6800955B2 (en) Fluid-powered energy conversion device
US6710469B2 (en) Fluid-powered energy conversion device
RU2268396C2 (en) Method and device for generating electric power by converting energy of compressed air flow
US20100032954A1 (en) Wind turbine
US8109732B2 (en) Horizontal-axis wind generator
US8063503B2 (en) Clusters of small wind turbines diffusers (CSWTD) a renewable energy technique
US8747070B2 (en) Spinning horizontal axis wind turbine
RU2399788C2 (en) Aerogenerator with horizontal axis
US20130119662A1 (en) Wind turbine control
CN110770435B (en) Sail device
CN206845391U (en) The adjustable wind-driven generator in direction
US8297909B2 (en) Wind turbine
US20160097370A1 (en) High-torque wind turbine
KR20230128015A (en) Wind power generation device enabling installation on a mobile body
KR101566501B1 (en) Downwind Windpower Generating Apparatus having Swept Blade Tip
CN208153252U (en) Blower denoising structure and wind-driven generator
CA2330700A1 (en) Wind funnel
JP3241693U (en) wind turbine
WO2022254949A1 (en) Wind power generation device
US11976624B2 (en) Energy conversion system for converting wind energy into electrical energy
KR102683124B1 (en) Power generation louver using solar and wind power generation for building outer wall
Möllerström et al. Comparison of inflow-turbulence and trailing-edge noise models with measurements of a 200-kW vertical axis wind turbine
KR20170129031A (en) The air gear liyong wind power generator
Yuen et al. Performance of a Building Integrated Wind Farm

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170113