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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2271464

Schlingerdämpfer Windräder

Schlingerdämpfer Windräder

Name des Erfinders: Gabchenko Valery Fjodorowitsch (RU); Lawrow Valery Stepanowitsch (RU); Porhachev Viktor (RU); Ulanovskii Jacob Benediktovich
Der Name des Patentinhabers: Gesellschaft mit beschränkter Haftung "STROYENGINEERING SM"
Korrespondenzanschrift: 141980, Region Moskau, Dubna, Str .. Twerskaja, 9, kv.637, VS Lawrow
Startdatum des Patents: 2004.04.08

Die Erfindung betrifft Energie, und insbesondere auf eine Gerätesteuerung zu wickeln, und zur Dämpfung der Gierbewegung des Kopfes relativ zum Windrad Windkraftanlagen mit horizontaler Achse Typ vorgesehen. Das technische Ergebnis ist die notwendige Qualitätskontrolle Ausrichtung zum Wind zu gewährleisten und eine bestimmte Mindestgeschwindigkeit Gier Propeller liefern. Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung eine vielseitige und zuverlässige Konstruktion Gierdämpfer. Schlingerdämpfer Propeller umfasst mindestens einen hydraulischen Stoßdämpfer und eine Vorrichtung die Drehbewegung der Gondel Windrades in eine lineare Bewegung des Kolbens des hydraulischen Stoßdämpfers Umwandeln der hydraulische Stoßdämpfer mit einem Ende an dem Turm befestigt ist, und kommuniziert mit der zweiten Umwandlungsvorrichtung. Die beste Ausführungsform der Vorrichtung ist seine Leistungsfähigkeit als angeordneten Stützschwenk Gondel Zickzackrille darin angeordneten mit einer Rolle an dem zweiten Ende des Stoßdämpfers verbunden ist.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft Energie, und insbesondere auf eine Gerätesteuerung zu wickeln, und zur Dämpfung der Gierbewegung des Kopfes relativ zum Windrad Windkraftanlagen mit horizontaler Achse Typ vorgesehen.

Das Problem der Dämpfung der Gier Propeller (Gondel Propeller) in Bezug auf den Turm der Windkraftanlage (WPU) ergibt sich aus der Heterogenität der Windlast - das Vorhandensein von Windböen, die dem Gier Propeller relativ zur Hauptwindrichtung führen, die die Eigenschaften der erzeugten Energie reduziert, und in einigen Fällen kann dazu führen, Schäden an der Windturbine.

In die Suche nur ein einziges Gerät mit ähnlicher Zweck offenbart - AS USSR №388130, in denen die Dämpfung durch die federbelasteten Bremsbelägen durchgeführt wird. Gemeinsam die vorgeschlagene technische Lösung ist der einzige Zweck der Vorrichtung.

Der Nachteil der bekannten Konstruktion ist der schmale Bereich seiner Umsetzung - für Turbinen mit vindroznym Mechanismus und einen engen Bereich von gedämpften Last.

Das technische Problem durch die vorgeschlagene Erfindung zu lösende Aufgabe ist es, die notwendige Qualitätskontrolle Ausrichtung zum Wind zu schaffen, und eine vorbestimmte Minimalgeschwindigkeit Gier Propeller sicherzustellen. Weiterhin stellt die vorliegende Erfindung eine vielseitige und zuverlässige Konstruktion Gierdämpfer.

Zur Lösung dieses technischen Problems Gierdämpfer Propeller umfasst mindestens einen hydraulischen Dämpfer und eine Umwandlungsvorrichtung eine Drehbewegung der Gondel Windrad in eine lineare Bewegung des Kolbens des hydraulischen Stoßdämpfer, der hydraulische Stoßdämpfer mit einem Ende an dem Turm befestigt ist, und mit der zweiten Umwandlungsvorrichtung. Die beste Ausführungsform der Vorrichtung ist die Umwandlungsleistung als angeordneten Tragschwenk Gondel Zick-Zack-Rille darin angeordneten mit einer Walze mit dem zweiten Ende des Stoßdämpfers verbunden.

Umwandlungsvorrichtung kann eine andere Struktur haben, zum Beispiel, kann es als Zahn Kegelrad ein Zahnrad Kronenrad ausgebildet sein, die starr radial horizontal auf einer Gondel befestigt ist, und der zweite Zahnkranz-Rad mit dem zweiten Dämpfer verbunden senkrecht zur ersten festen Ende zum Turm drehbar relativ dazu.

Aufgrund der wesentlichen Merkmale der vorgeschlagenen technischen Lösung durch folgende technische Ergebnis erzielt wird - vorausgesetzt, Nachhaltigkeit Gierbewegung bei plötzlichen Windböen, während eine vorgegebene Gierrate bietet, wodurch deutlich vorübergehende Gierbewegung und reduziert gyroskopischen Belastungen zu verbessern.

die Suche nach Quellen von Patent- und wissenschaftlichen und technologischen Informationen, eine Reihe von Attributen Als Ergebnis, dass die vorgeschlagene Gierdämpfer Propeller charakterisiert wurde nicht gefunden. Damit erfüllt die Erfindung das Kriterium der Patentierbarkeit "neu".

Auf der Grundlage einer vergleichenden Analyse der vorgeschlagenen technischen Lösung des Standes der Technik auf die Quellen des wissenschaftlich-technischen und Patentliteratur kann argumentiert werden, dass zwischen dem Satz von Eigenschaften, einschließlich unterscheidend, und ihre Funktionen und erreichbare Ziele, gibt es nicht auf der Hand Kausalzusammenhang. Basierend auf den oben kann geschlossen werden, dass die vorgeschlagene technische Lösung in der Vorrichtung nicht explizit in der Kunst sein sollte und daher erfüllt die Kriterien für die Förderfähigkeit "erfinderischen Tätigkeit".

Die vorgeschlagene technische Lösung ist in der Konstruktion von Windenergieanlagen horizontal axial Weise mit praktisch jeder Ausrichtung zum Wind und daher verwendet werden, entspricht diese Lösung dem Kriterium "industrielle Anwendbarkeit".

Die Konstruktion des Propellers vorgeschlagen Gierdämpfer durch den Zeichnungen dargestellten Figuren 1 und 2.

Schlingerdämpfer Windräder Schlingerdämpfer Windräder

1 zeigt einen Gierdämpfer Propellerentwurf nach Anspruch 2.

2 ist ein Gierdämpfer Propellerentwurf nach Anspruch 3.

In Abbildung 1 dargestellt Gierdämpfer Propeller enthält mindestens einen hydraulischen Stoßdämpfer 1 (die besten Voraussetzungen, um sicherzustellen, es können mehrere sein) und eine Vorrichtung für die Drehbewegung der Gondel des Windrades in der Vorwärtsbewegung des Kolbens 2 hydraulischen Stoßdämpfer Umwandlung 1. Der hydraulische Stoßdämpfer 1 wird zum Beispiel Fahrzeugtyp und umfasst einen Zylinder mit Hydraulikflüssigkeit (nicht in der Zeichnung gezeigt) darin angeordnet ist ein Kolben 2 mit einer Drossel (in der Zeichnung nicht gezeigt). Umwandlungsvorrichtung ist in Form von Trag an der Gondel Zickzackrille Propeller 3-Schwenk angeordnet 4. In diesem hydraulischen Stoßdämpfer 1 mit einem Ende des Turms befestigt ist 5, und kommuniziert mit der zweiten Umwandlungsvorrichtung - in diesem in der Ausnehmung angeordnet Fall durch 4 und Zugwalze 6 7 in der Führung 8 angeordnet ist.

2 wird die Umwandlungsvorrichtung auf einem Drehwerk Montage der Gondel 3 Kegelrad, ein konisches Zahnrad 9 angeordnet, die starr radial horizontal fixiert ist auf Stützschwenk Gondel 3 und einem zweiten konischen Zahnrad 10 senkrecht zu dem ersten Turm befestigt ist, drehbar in Bezug auf sie. In diesem hydraulischen Stoßdämpfer 1 ist mit einem Ende des Turms befestigt 5, und kommuniziert mit dem Gerät zweite Umwandlungs - in diesem Fall mit dem zweiten konischen Zahnrad 10. Während in dem Turm 5 und auf dem Rad 10 ist Dämpfers 1 schwenkbar gelagert ist.

Schlingerdämpfer Propeller (1) funktioniert wie folgt.

Wenn auf dem Giermoment Kopf propeller aerodynamische beginnt mit dem Turm, wobei die Nut 4 beginnt relativ zu drehen, um sich relativ 6 auf die Walze, die in der Nut dreht 4 beginnt zu ziehen oder zu drücken, in durchgehender Kolbenstange 7 der Kolben 2 Absorbers 1 (natürlich, dass die vertikale Komponente der Nut 4 ist kleiner als Werte Kolben Überholkupplung 2). Die Suspension Hydraulikzylinder 2 Kolben 1 bewegt sich in der Hydraulikfluid durch die darin gemacht Gas. Zur gleichen Zeit gibt es einen Dämpfer, entgegenwirkende Giermoment aerodynamische Propeller. Drehmomentdämpfung ist eine Funktion der Gierrate. Die Kraft, die durch den hydraulischen Dämpfer geschaffen ist proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit der Bewegung in einer turbulenten Strömung der Hydraulikflüssigkeit. Dann wird der Moment durch den Dämpfer erzeugt, ist proportional zum Quadrat der Gierrate:

wo - Proportionalitätsfaktor. Lassen Sie uns einen Anzug der Wert dieses Verhältnisses finden. Die Berechnungen zeigen, die Gierbewegung und die Erfahrung, die Gierratenbegrenzung und eine akzeptable Leistung von Gier Transienten bei der maximalen Dämpfung Gierrate gleich bei Nennwindgeschwindigkeit auf die maximale aerodynamische Drehmoment zu Punkt benötigen, um, und zwar:

Es wird angenommen, dass die Trägheitsmomente des Propellers und der Gondel relativ zu der Achse des Turms sind klein, und die dynamische Komponente J in dieser Gleichung kann ignoriert werden.

Die aerodynamische Giermoment ist gleich:

wobei m y - Koeffizient der aerodynamischen Giermoment, in den meisten Fällen ist ihr Wert im Bereich von 0,08 ... 0,1;

- Luftdichte, = 1,225 kg / m 3 bei Standardatmosphäre auf Meereshöhe;

V p - geschätzte Windgeschwindigkeit, dh eine Windgeschwindigkeit , bei der das Windrad auf die Nennkapazität hinausgeht;

R - Radius des Windrades.

Lösen der Gleichung (1), (2), (3), so erhält man eine Beziehung für die Koeffizientenwerte der erforderlichen Berechnungs :

wo - Maximal zulässige Gierrate für Windräder Propeller mit einem Durchmesser von nicht mehr als 10 m Bei großen Windräder Durchmesser von mehr als 20 m max <0,1 rad / s. unter Verwendung der Formel (4), um den Wert des Koeffizienten berechnet, Es sollte durch die Umsetzung der spezifischen Konstruktion des Gierdämpfers gewährleistet werden.

Schlingerdämpfer Propeller (2) arbeitet nach einem ähnlichen Prinzip. Variiert nur die Konstruktion der Vorrichtung die Drehbewegung der Gondel des Windrades in der Vorwärtsbewegung des Kolbens 2 hydraulischen Stoßdämpfers 1. In diesem Fall Umwandlung wird die Umsetzung mittels Kegelrad durchgeführt.

Hier ist ein Beispiel für die Berechnung der Gierdämpfer für Windenergieanlagen mit den folgenden Parametern:

- Propellerradius R = 2,25 m;

- Die geschätzte Windgeschwindigkeit V p = 9,5 m / s;

- Die maximal zulässige Geschwindigkeit der Gier ;

Dann nötig Koeffizient bestimmt:

Für eine gegebene Windturbinenvorrichtung die Drehbewegung der Gondel des Windrades in der Vorwärtsbewegung des hydraulischen Dämpferkolben für die Umwandlung liefert die folgende kinematische Beziehung a = 28,65 mm / rad (Drehung der Gondel bei 1 Radian bei 28,65 mm Bewegung des Stoßdämpfers Stange ist). Dann wird die Geschwindigkeit V permescheniya Stück Stange mit einer maximalen Gierrate gleich

V pc = 28,65-,25 = 7,16 mm / s

Aus diesen Beziehungen finden wir die Bedürfnisse der Stoßdämpfereinstellungen. Die maximale Kraft , die durch den Stoßdämpfer , wenn die Geschwindigkeit der Stange V - Geräte, aber auch:

Damit der Stoßdämpfer, wenn die Geschwindigkeit der Bewegung ihrer Stange 7,16 mm / s sollte eine Kraft 538 kg erstellen. Aus diesen Daten wird die Auswahl eines oder mehrerer Stoßdämpfern Verzeichnisse gemacht.

FORDERUNGEN

1. Der Gierdämpfer Propeller, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens einen hydraulischen Dämpfer und eine Vorrichtung Umwandlung Drehbewegung der auf dem Turm befestigten Gondel Windrad in eine lineare Bewegung des Kolbens des hydraulischen Stoßdämpfer, der hydraulische Stoßdämpfer mit einem Ende aufweist und mit der zweiten Umwandlungsvorrichtung.

2. Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungsvorrichtung auf einem Stützschwenk Gondel Zickzackrille darin mit einer Rolle an dem zweiten Ende des Stoßdämpfers verbunden angeordnet befindet.

3. Dämpfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umwandlungsvorrichtung als Kegelzahnradgetriebe ausgebildet ist, ein konisches Zahnrad, das fest an der Gondel horizontal fixiert ist radial, und ein zweites Kegelzahnrad mit dem zweiten Ende des Stoßdämpfers verbunden ist, befestigt senkrecht zur ersten Turm relativ dazu drehbar.

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Erscheinungsdatum 02.02.2007gg