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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2210000

ROTARY Windturbine

ROTARY Windturbine

Name des Erfinders: Turkin KN
Der Name des Patentinhabers: Sekerin Anatoly Petrovich
Korrespondenzanschrift: 191187, St. Petersburg, und / I 578, Patentamt, AP Sekerin
Startdatum des Patents: 2002.06.20

Die Erfindung betrifft die Energietechnik Wind und verwendet werden können, Elektrizität oder die Durchführung mechanischer Arbeiten zu erzeugen. Das technische Ergebnis besteht darin, die Effizienz der Nutzung der Windkraft und die Effizienz der Windkraftanlage bei der Erhöhung durch die Tatsache erreicht, dass die Windenergieanlage mit einem Rahmen montiert ist über Lager Welle und Arbeitsklinge an der Welle mit ihr drehbar verbunden ist, erfindungsgemäß Arbeitsklinge der Rotor als Platten mit variierender Dicke und Breite ausgebildet, die entlang einer Spirale in einer vertikalen Ebene gebogen sind und in der horizontalen - sind in einem Kreisbogen gekrümmt.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf umweltfreundliche Windenergie und kann verwendet werden , um Strom zu erzeugen oder mechanische Arbeit, zum Beispiel für die Schaffung von Kraftwerken in entlegenen Gebieten oder Orten führen , wo konstante Winde vorherrschen.

Suche Energieinteressen der Menschheit für eine lange Zeit. In den letzten Jahrzehnten erneuert Interesse an umweltfreundliche und ressourcenschonende Einstellungen, um die Kraft der natürlichen Kräfte mit - Wind und Wasser. An Land und auf See sind weit verbreitet Wind- und Wellenmotoren, die die Energie der Wind und Meeresströmungen und Gezeiten nutzen.

Es gibt viele Arten von Windkraftanlagen: horizontal (zum Beispiel Dreh, Trommel) oder vertikal (Schaufel, Dreh-) Drehachse, mit einer flachen Form vetropriemnyh rotierenden Teilen oder in verschiedenen gekrümmten Oberflächen. Der Hauptteil eines dieser Windkraftanlagen vetropriemnoe Gerät ist auf die Einwirkung von Wasser oder Luftstrom direkt Gegenstand und wandelt die kinetische Energie des Stroms in mechanische Arbeit. In Windkraftanlagen sind die Rotorblätter vetropriemnym Gerät mit einer anderen Form.

Zum Beispiel kann eine bekannte Drehwindkraftanlage (RF-Patent Nr 2130127, IPC F 03 D 7/02, 04.03.1998) mit einem horizontalen PTO, Windrad, das durch das Radiallager montiert ist, unterstützt die Rotoren mit Ende Membranen radial verjüngt - Förmiges Profil aufweisen. Diese Konen Rotor großen Basen der Zapfwelle und kleinere Basen zugewandt - auf dem Umfang des Rotors und mit einem Konuswinkel im Bereich von 2-4 o vorgesehen. Weiterhin wird der Rotor in mehrere Teile unterteilt Membrandichtung auf dem Rotorkörper zwischen den Stirn Diaphragmen angeordnet ist. Rotorteile autonomer Drehung des Rotors um die Längsachse und relativ zueinander fähig sind und unterschiedliche Kegelwinkel haben, verringert sich die Größe sich von der Mitte in Richtung des Windrades Umfang des Rotors, die Ausnutzung der Windströmung verbessert.

Ein Merkmal dieser Konstruktion ist die große Gesamtfläche der Anlage und die Komplexität der Sendeleistung an die Aktoren.

Bekannte Turbinendrehwind eine vertikale Welle an einem Rotor in dem Gehäuse (RF-Patent 2.118.703, IPC F 03 D 3/00, 1998) angeordnet montiert ist. Der Rotor ist in Form von zwei Halbzylindern mit zwei Flügeln versehen ist, die um einen Abstand nicht geringer als der Wert ihres Radius und zhestkozakreplennyh zwischen der oberen und der unteren Scheiben relativ zueinander versetzt sind. Die Flügel des Rotors sind so konfiguriert, die Klappen bilden konkaven Platten zu reinigen, und das Gehäuse ist mit Ventilen für die Luftströmungseinlass und dem Auslass und der Richtung seiner Flügel und Rotor ist als Diffusor ausgebildet vorgesehen ist. Die vorliegende Erfindung löst das Problem der Bereitstellung einer einfachen und zuverlässigen Aufbau einer Windturbine mit leichten Materialien zu schaffen - Sperrholz, Kunststoff, PCB, Blech. Allerdings hat diese Konstruktion einen geringen Widerstand zu starken Windböen und Stürme, aber auch ein wenig geeignet für die Massenproduktion.

Die Erfindung des Patent RF 2169857, IPC F 03 D 3/02, 21.03.2000 und die Variante der Windmaschine mit einer vereinfachten Struktur, in der eine stationäre zentrale Welle einen beweglichen Rahmen mit flachen Schaufeln arbeiten angeordnet ist. Über jedem Arbeitsrakel mittels eines Planetenuntersetzungsgetriebe montiert vane deren Achse drehbar in dem Getriebegehäuse verstärkt. In diesem Fall wird die zentrale Welle als Empfänger für die Injektion in der Druckluftzufuhr vom Kompressor an der Maschine montiert gestaltet. Dieses Design ist anders und umständlich, und geringe Beständigkeit gegen starke Windböen.

Ein gemeinsamer Nachteil der analogen besteht ein Bedarf für eine wesentliche anfängliche Startmoment, welches den Wirkungsgrad der Windenergieanlagen reduziert. Als Ergebnis verursacht es Impulsivität ihrer Arbeit, die die angetriebene Maschine beeinträchtigt.

Die am nächsten an der technischen Art der vorgeschlagenen Entscheidung kann mit einem Rotor Savonius (Shefter Frenkel, Weihnachten IV Erfinder der Windenergieanlagen und Windkraftanlagen. - 1967, S. 18, 19) als Drehwindturbine betrachtet werden.

Das Gerät ist ein Rahmen, in dem es ein System von vier Paaren von koaxialen Halbzylinder auf den horizontalen Rädern montiert. Um die Effizienz einer Windturbine zu verbessern arbeitet die gesamte Struktur auf einem hohen Mast angehoben wird, das einen Raum für das Personal hat. Driven Maschine auf dem Boden, auf der Linie zwischen den Maststützen gelegt.

Nachteile des Prototyps sind:

- Ungleiche Rotor mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Windrichtungen, und als Folge davon ein großes Anlaufmoment zu arbeiten, wenn eine Windturbine beginnt;

- Die Notwendigkeit, das Gelände zu betrachten - eine Windturbine zu betreiben Gelände mit konstanter bevorzugt und den Fluss der Luftmassen leiten;

- Geringer Widerstand gegen den Bau von starken Windböen und stürmische Winde, die zu seiner Zerstörung als Folge des gesamten Sperrigkeit der Struktur führen kann;

- Die Komplexität der Wartung mit der Notwendigkeit verbunden, um die Mast anzuheben.

Das Ziel der vorgeschlagenen Lösungen - die Effizienz der Windturbine zu verbessern.

Zur Lösung dieses Problems der Gestaltung des Rotors einer Windenergieanlage, mit einem Rahmen, befestigt auf sie durch ein Wellenlager und Arbeitsrakel mit der Welle zur Drehung mit ihr werden die Arbeits Leitschaufeln als Platten mit variierender Dicke und Breite gebildet, die in einer vertikalen Ebene gebogen sind, Spirale und horizontal - sind in einem Bogen gekrümmt.

Zur Befestigung an der Zentralwelle und der Kraftübertragungswelle auf die Arbeitsrotorblatt mit der Welle verbunden und befestigt relativ zueinander durch Kipphebel und Estrich. Eine solche Befestigung der Rotorblätter einander nicht überlappen die Kanalluftbewegung, die den hydraulischen Widerstand der Windturbine als Ganzes reduziert.

Arbeiter Rotorblätter, eine gekrümmte Form zu übernehmen, so dass der Höhenwinkel der Außenkanten der Klingen (Die so genannte Anstellwinkel) reichte von 0 bis 180 o. Dies wird für den Anstieg der Luftmassen von der unteren Basis der Struktur und Lieferung von neuen Luftmassen, unabhängig von Geländebedingungen, in denen den Motor installiert ist, und wird die Rotationsgeschwindigkeit der Blätter erhöhen. Um den Arbeitsbereich vetropriemnyh Oberflächen zu erhöhen, und zur Erleichterung der Transportarbeiter der Rotorblätter können Teams durchgeführt werden.

Die vorgeschlagene Design-Lösung sorgt für Einheitlichkeit der Turbinenbetrieb Wind und dramatisch erhöht die Effizienz bei jeder Windgeschwindigkeit. Die gekrümmte Form in allen Richtungen vetropriemnyh Schaufeln bildet eine permanente Arbeitsfläche um den Luftstrom unabhängig von der Richtung seiner Bewegung gegenüber, und reduziert deutlich den Pegel Drehmoment des Startens der Turbine zu starten. Darüber hinaus bietet die vorgeschlagene Form der Rotorarbeitsschaufeln den Motor und die aufsteigenden und dem absteigenden Luftströmen, wodurch die Effizienz und Leistungsfähigkeit im Allgemeinen erhöht.

Die erfindungsgemäße Windturbinenrotor ist in den Zeichnungen dargestellt.

ROTARY Windturbine

1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Windkraftanlage, Figur 2 - die Rotorblätter in den Abschnitten, Fig. 3 - Montage der Rotorblätter an der Welle in Figur 4 - das Prinzip der Wechselwirkung der Rotorblätter mit der Windströmung, Figur 5 - eine Ausführungsvariante des Rotors, wenn in einem wässrigen Strom als ein Hydraulikmotor verwendet.

Die vorgeschlagene Windturbine besteht aus einem Rahmen 1 im Inneren des Rotors 2 angeordnet, die auf einer Welle 3 drehbar mittels Lagereinheiten 4 und 5 (Figur 1) angebracht ist. Arbeitsklinge 6 und 7 des Rotors 2 sind mit einem variablen Querschnitt und einer Breite hergestellt und spiralförmig gebogenen vertikal und arc - horizontal. Mit Welle 3 Flügel 6 und 7 sind starr mittels Kipphebel 8 und 9 Koppler (1-3) verbunden ist.

Der Rahmen 1 montiert ist, in Racks 10 und 11 Zahnstangen 10 sind in Pfählen verstärkt 12, die in Beton eingebettet sind, Boden und dergleichen, wodurch gesamte Windturbinenmontagestruktur bereitstellt.

Für die zweite Gelenkwelle 13 vorgesehen ist, der mit der Welle konzentrisch befestigt ist, 3 Einheiten 14 und 15. Auf der Welle 13 tragen, können beispielsweise montiert werden, ein Schwungradspeicher 16 mit der Ratsche 17, Generator 18 und andere mechanische Energieverbraucher 19 verbunden kinematisch Riemen, eine Kette oder ein anderes Zahnrad 20 mit der Welle 13.

Die beschriebene Windkraftanlage kann nicht nur verwendet werden, wenn sie mit Luftströmungen, sondern auch im Wasser arbeiten. Zur gleichen Zeit kann sie sowohl vertikal installiert und horizontal (Figur 5).

Windturbine funktioniert wie folgt

Der Strom von bewegter Luft (4), einen Überfall auf die Innenwand eines der Rotorblätter 2 Arbeiter dank der konkav-konvexen Schrauben seiner Ausführung dreht sich automatisch starr miteinander verbunden Klingen 6 und 7 8 Wippe Bewegung Welle 3 übertragen wird, die in ihrer überträgt das Drehmoment auf die zweite Welle drehen 13. der ankommende Luftstrom spiralförmig entlang der Schaufeln steigt 6 und 7. In diesem Fall werden die Wirbelströme von den Kanten der Schaufeln entfernt 6 und 7, deren reduzierte drag und Rotorgeschwindigkeit erhöht. Mit dem Aufstieg der Zusatzluft macc erscheint gebogen, um die Ankunft von neuen Luftmassen zu provozieren, und alle Effekte verstärkt werden. Dies führt zu einer Erhöhung des Drehmoments und es durch eine Welle 13, Ratsche 17 übertragen, die die Schwungradspeicher 16 dreht. Der Akkumulator ist eine Ansammlung von Energie, die die Geschwindigkeit und eine stabilere Betrieb der Windturbine zu stabilisieren.

Da die Drehung auf die Welle 13 und andere mechanische Energieverbraucher übertragen 18 und 19.

In Abwesenheit von Wind Schwungrads 16 wird durch die gespeicherte Energie gedreht und Ratschenmechanismus 17 trennt die Arbeitsflügel 6 und 7 des Rotors, wodurch die Windmühle Schutz vor Überlastung und damit ihre Zuverlässigkeit und Lebensdauer verbessert werden.

Technische Vorteile der vorgeschlagenen Windturbinenrotor sind wie folgt.

1. Die gekrümmte Schraubenform der Rotorblätter der Arbeiter aufgrund der variablen Anstellwinkel Immer steht vor der ankommenden Luftstrom, unabhängig von der Richtung seiner Bewegung. In diesem smerchepodobny erzeugt Luftstrom, Widerstand reduziert, sondern auch verbessert die Effizienz der Motoren bei jeder Geschwindigkeit des Windströmung unabhängig von dem Gelände.

2. Als Folge ist die Startzeit des Starts einer Windturbine minimal.

3. Aufgrund der veränderlichen Querschnitt und dem bogenförmigen Verlauf der Rotorblätter der Arbeiter erhöht ihre aerodynamische Wirkung.

4. Als Folge der ersten drei Qualitäten der Windturbine Konstruktion vorgeschlagen kann schwere Hurrikan Winden und plötzlichen Böen standhalten, einen stabilen, zuverlässigen und sicheren Betrieb des Gerätes zu halten.

5. Eigenschaften der Rotorblätter ermöglichen, mit der gleichen Effizienz arbeiten als Arbeitsumgebung verwendet wird, ist nicht nur die Luft in jede Richtung fließen - gerade horizontal, aufsteigend, absteigend, etc., aber auch Wasser, das heißt, der Motor als Hydraulikeinheit zu verwenden.

Von den technischen Vorteilen wirtschaftlichen abgeleitet. Da es keine Notwendigkeit, ein Arbeitsteil einer Windturbine auf einem hohen Mast, einfacher Online-Zugriff auf die Reparatur und die Wartung zu schaffen. Darüber hinaus sind alle Mechanismen und Empfängern am Boden installiert ist, die ihre Verbindung mit dem Motor erleichtert.

Die Fähigkeit des Rotors in Form von modularen Aufbau ermöglicht seine Länge zu variieren und den Transport der Maschine zu vereinfachen.

Die vorgeschlagene Windturbinenrotor weit verbreitet werden können, vor allem in ländlichen Gebieten, sondern auch in der geologischen Parteien. Kompakte Bauweise und seiner Einfachheit ermöglicht es, den Materialverbrauch und die Gesamtkosten der vorgeschlagenen Einheit deutlich zu verringern, die die Aufmerksamkeit der potentiellen Kunden, um es anziehen wird.

FORDERUNGEN

1. Der Windturbinenrotor einen Rahmen auf seiner Welle durch Lager montiert ist und die Arbeitsklinge mit der Welle zur Drehung mit ihr, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsklingen sind als Platten mit variabler Dicke und Breite, die in einer vertikalen Ebene gebogen sind, Helix und horizontal - sind in einem Bogen gekrümmt.

2. Der Windturbinenrotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsrakel mittels Kipphebel und Estrich mit der Welle verbunden.

3. Der Windturbinenrotor nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel der Außenkante der Schaufeln liegt bei 0 bis 180 ° betrieben wird .

4. Der Windturbinenrotor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinge Teams durchgeführt arbeiten.

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Erscheinungsdatum 31.01.2007gg