RU2781029C1 - Wind wheel of a wind generator - Google Patents

Abstract

FIELD: wind power industry.

SUBSTANCE: invention relates to wind power, namely to wind wheels of wind electric sets and wind power plants with a horizontal axis of rotation, mainly designed to work with segment-type electric generators. The wind wheel of the wind generator contains a hub, rotor elements, tubular spars and sailing planes. The hub is made in the form of a plate. Tubular spars are fixed in pairs from the outer and inner sides of the plate, equipped with braces. The rotor elements are made in the form of corners with long and short sides, and three holes are made in the long side, two of which are coaxial with the holes in the spars.

EFFECT: increase in manufacturability and a reduction in weight.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветросиловых и ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа.SUBSTANCE: invention relates to wind energy, namely to wind turbines of wind power and wind power plants with a horizontal axis of rotation, mainly intended for operation with segment-type electric generators.

Известно ветроколесо [пат. РФ №2684301, опубл. 05.04.2019, Бюл. 10, заявка №2018108519 от 07.03.2018]. Ветроколесо содержит вал, ступицу, лопасти и дуги с роторными элементами, закрепленными на внешних краях лопастей, согласно изобретению, ступица выполнена в виде пластины, на пластине закреплены внутренние края лопастей и стойки, причем между стойками и дугами с роторными элементами установлены стержни. Изобретение направлено на повышение жесткости конструкции ветроколеса.Known wind wheel [US Pat. RF No. 2684301, publ. 04/05/2019, Bull. 10, application No. 2018108519 of 03/07/2018]. The wind wheel contains a shaft, a hub, blades and arches with rotor elements fixed on the outer edges of the blades, according to the invention, the hub is made in the form of a plate, the inner edges of the blades and rack are fixed on the plate, and rods are installed between the racks and arcs with rotor elements. The invention is aimed at increasing the rigidity of the design of the wind turbine.

Недостаткам ветроколеса является наличие промежуточных дугообразных элементов.The disadvantages of the wind wheel is the presence of intermediate arcuate elements.

Также известно ветроколесо-ротор [пат. РФ №2687667, опубл. 15.05.2019, Бюл. №14, заявка №2018108522 от 07.03.2018]. Ветроколесо-ротор, содержащее ступицу, дуги роторных элементов, лопасти, отличается тем, что дополнительно введены элементы жесткости, размещенные между ступицей и дугами роторных элементов, при этом элементы жесткости выполнены в виде дополнительных лопастей и установлены с возможностью фиксированного осевого перемещения, а на дугах роторных элементов установлены фиксаторы угла атаки дополнительных лопастей.Also known wind wheel-rotor [US Pat. RF No. 2687667, publ. May 15, 2019, Bull. No. 14, application No. 2018108522 dated 03/07/2018]. The wind wheel-rotor containing the hub, the arcs of the rotor elements, the blades, is characterized in that additional stiffening elements are introduced, placed between the hub and the arcs of the rotor elements, while the stiffening elements are made in the form of additional blades and are installed with the possibility of a fixed axial movement, and on the arcs rotor elements, additional blades angle of attack locks are installed.

Недостатком ветроколеса-ротора является так же наличие дугообразных элементов.The disadvantage of the wind wheel-rotor is also the presence of arcuate elements.

Наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ветроколесо ветроэлектрогенератора [пат. РФ №2684219, опубл. 05.04.2019, Бюл. №10, заявка №2018108520 от 07.03.2018]. Ветроколесо содержит ступицу, лонжероны и парусные плоскости, ступица выполнена в виде платин, расположенных в параллельных плоскостях, между пластинами закреплены концы трубчатых лонжеронов. Ветроколесо состоит как минимум из трех пластин, собранных в пакет, причем пластины расположены в параллельных плоскостях, центры пластин расположены по одной осевой.Closest to the claimed set of essential features is a wind turbine wind generator [US Pat. RF No. 2684219, publ. 04/05/2019, Bull. No. 10, application No. 2018108520 dated 03/07/2018]. The wind wheel contains a hub, spars and sail planes, the hub is made in the form of plates located in parallel planes, the ends of the tubular spars are fixed between the plates. The wind wheel consists of at least three plates assembled in a package, and the plates are located in parallel planes, the centers of the plates are located along one axial one.

Недостатком этого ветроколеса является наличие нескольких опорных пластин, что увеличивает массу и габариты устройства.The disadvantage of this wind wheel is the presence of several support plates, which increases the weight and dimensions of the device.

Изобретение направлено на повышение технологичности и уменьшение массы.The invention is aimed at improving manufacturability and reducing weight.

Это достигается тем, что в ветроколесе ветроэлектрогенератора, содержащим ступицу, роторные элементы, трубчатые лонжероны парусные плоскости, ступица выполнена в виде пластины, согласно изобретению трубчатые лонжероны закреплены попарно с внешней и внутренней стороны пластины, снабжены растяжками, роторные элементы выполнены в виде уголков с длинной и короткой сторонами, причем в длинной стороне выполнены три отверстия, два из которых соосны с отверстиями в лонжеронах.This is achieved by the fact that in the wind wheel of a wind power generator containing a hub, rotor elements, tubular spars, sail planes, the hub is made in the form of a plate, according to the invention, the tubular spars are fixed in pairs on the outer and inner sides of the plate, equipped with braces, the rotor elements are made in the form of corners with a long and short sides, and in the long side there are three holes, two of which are coaxial with the holes in the spars.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 показано ветроколесо ветроэлектрогенератора, вид спереди, на фиг. 2 вид торец пластины, на фиг. 3 показан полюсный наконечник в увеличенном масштабе, вид со стороны отверстий, на фиг. 4 показано крепление полюсных наконечников к трубчатому лонжерону в увеличенном масштабе.The essence of the invention is illustrated in the drawing, where in Fig. 1 shows the wind wheel of a wind power generator, front view, in Fig. 2 end view of the plate, in Fig. 3 shows the pole piece on an enlarged scale, viewed from the side of the holes, FIG. 4 shows the fastening of the pole pieces to the tubular spar on an enlarged scale.

Ветроколесо ветроэлектрогенератора содержит пластину - 1 с центральным отверстием, крепления - 2, трубчатые лонжероны - 3, растяжки - 4, при этом лонжерон - 5, например, расположен на внешней стороне пластины, лонжерон - 6 на внутренней стороне, роторные элементы содержат уголки с длинной - 7 и короткой - 8 сторонами при этом длинные стороны уголков содержат три отверстия: нижние - 9 и 10, расположены соосно с отверстиями 11 и 12 трубчатых лонжеронов и отверстие 13, служащие для крепления постоянного кольцевого магнита 14 немагнитным болтом 15. Крепление уголков к трубчатому лонжерону осуществляется немагнитными болтами 16 и 17. Роторный элемент взаимодействует со статорным элементом, например катушкой, показано на фиг. 4 пунктиром. Расположение лонжеронов в двух уровнях обеспечивает необходимую величину крутки парусной плоскости.The wind wheel of the wind power generator contains a plate - 1 with a central hole, fasteners - 2, tubular spars - 3, extensions - 4, while the spar - 5, for example, is located on the outer side of the plate, the spar - 6 on the inner side, the rotor elements contain corners with a long - 7 and short - 8 sides, while the long sides of the corners contain three holes: the lower ones - 9 and 10, are located coaxially with the holes 11 and 12 of the tubular spars and the hole 13, which serves to fasten the permanent ring magnet 14 with a non-magnetic bolt 15. Fastening the corners to the tubular the spar is carried out by non-magnetic bolts 16 and 17. The rotor element interacts with the stator element, for example, a coil, shown in Fig. 4 dotted. The location of the spars in two levels provides the necessary amount of twist of the sail plane.

Ветроколесо работает следующим образом. При набегании ветрового потока ветровое воздействие воспринимается парусными плоскостями (показано пунктиром между лонжеронами 5 и 6 на фиг. 2), далее ветровое воздействие передается на лонжероны пластину 1 ветроколесо приходит во вращение. При этом магнитные силовые линии, проходящие через постоянный магнит 14 и короткие стороны уголков магнитопроводов перемещаются относительно статорных элементов, в которых наводится ЭДС.The wind wheel works as follows. When the wind flow runs, the wind effect is perceived by the sail planes (shown by the dotted line between the spars 5 and 6 in Fig. 2), then the wind effect is transmitted to the spars plate 1, the wind wheel starts to rotate. In this case, the magnetic field lines passing through the permanent magnet 14 and the short sides of the corners of the magnetic circuits move relative to the stator elements in which the EMF is induced.

Технико-экономическим преимуществом данного устройства является отсутствие дугообразных элементов и использование только одной опорной пластины, что улучшает технологичность и удешевляет конструкцию.The technical and economic advantage of this device is the absence of arcuate elements and the use of only one support plate, which improves manufacturability and reduces the cost of construction.

Claims (1)

Ветроколесо ветроэлектрогенератора, содержащее ступицу, роторные элементы, трубчатые лонжероны и парусные плоскости, ступица выполнена в виде пластины, отличающееся тем, что трубчатые лонжероны закреплены попарно с внешней и внутренней стороны пластины, снабжены растяжками, роторные элементы выполнены в виде уголков с длинной и короткой сторонами, причем в длинной стороне выполнены три отверстия, два из которых соосны с отверстиями в лонжеронах.The wind wheel of a wind power generator, containing a hub, rotor elements, tubular spars and sail planes, the hub is made in the form of a plate, characterized in that the tubular spars are fixed in pairs on the outer and inner sides of the plate, equipped with stretch marks, the rotor elements are made in the form of corners with long and short sides , and three holes are made in the long side, two of which are coaxial with the holes in the spars.

Images