Teil Heim
Produktion, Amateur
Funkamateur
Modellflugzeuge, Raketen-
Nützlich, unterhaltsam 		Stealth - Master
Elektronik
Physik
der Technik
Erfindung 		Raum Geheimnis
Erde Mysteries
Secrets of the Ocean
List
Kartenausschnitt
Anfang
Forum
Verwendung des Materials ist für die Referenz (für Websites - Hyperlinks) zulässig
Erfindung
Russische Föderation Patent RU2075644

Windturbinenturm

Windturbinenturm

Name des Erfinders:. Zabegaev AI; Gorbunov YN. Chernyshov SK. Novak YI. VV Dyomkin
Der Name des Patentinhabers: Gesellschaft mit beschränkter Haftung "Obschemash- Engineering"; Wissenschaftliche und Produktionsvereinigung "Vetroen"
Adresse für die Korrespondenz:
Startdatum des Patents: 1995.02.20

Verbrauch: bezieht sich auf Windenergie und kann bei der Herstellung von Türmen verwendet werden, vor allem für Windenergieanlagen (Windmühlen) und ein Relais Türme für den Leuchtturm. Das erfindungsgemässe Turm einer Windkraftanlage weist obere und untere Basen, barrel als Polyeder ausgebildet ist um das Innenvolumen des Turms begrenzenden und mit Fenster auf jeder Fläche ausgebildet ist und mit dem Inneren des Turms vorgesehen sind, die entlang einer spiralförmigen Bahn relativ zueinander angeordnet innerhalb der Höhe H Turm, von der oberen Basis gemessen und bestimmen die Abhängigkeit Wo H - Höhe des Turms, R - Radius der Propellerblätter, die db - der Durchmesser des Turms, mit quadratischen Fenstern F wird aus dem Verhältnis 0,1F s @ F bestimmt @ 0,8 F s , wobei F s - Gesamt Scan Turmbereich und Länge . Die Fenster im Turm werden in Schritten von t der Helix definiert durch die Beziehung hergestellt: t = (k × h + b) x (n - 1) × m, wobei h - Höhe der Turmfenster, n - die Anzahl der Gesichter des Turms, b - Abstand zwischen benachbarten Höhe Fenster an den Seiten des Turms, k - Koeffizient überlappende Höhe von benachbarten Fenstern an den Seiten des Turms (k @ 0,5), m - Anzahl der Besuche Helix. Turm in der Länge ist in eine Anzahl von Abschnitten unterteilt, wobei der innere Volumen, die miteinander in Verbindung steht, und mindestens einem der Abschnitte ausgebildet einen geschlossenen Hohlraum kommuniziert mit dem Inneren mindestens eines der benachbarten Abschnitte mit Fenstern durch Kanäle mit einem kalibrierten Widerstand Fenster befindet entlang einer spiralförmigen Bahn, können mit einem rechten Winkel Zugleine und links ausgebildet. Die Höhe der Fenster in dem Turm ist größer als oder gleich ihrer Breite, und das Fenster kann aus rund, oval oder rechteckig mit abgerundeten Ecken, wobei zumindest einige der Fenster durch sie Personal passieren angeordnet ist. Die Fenster in den Turm kann mit Maschen des Installierens die gesamte Höhe oder nur in dem Abschnitt der Wendel Länge in einem Arbeitsgang bereitgestellt werden, wie von der oberen Basis des Turms gemessen.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf Windenergie und kann bei der Herstellung von Türmen verwendet werden, vor allem für Windenergieanlagen (Windmühlen) und ein Relais Türme für den Leuchtturm.

Bekannte Art Turmkonstruktion Bluff Abschnitt (siehe. Auth. SVID. N 310,990 von 16/03/1970, die Cl. E 04 H 12/00) in einem Monolith mit durch die Kanäle Sterne, die rechteckig ausgebildet sind, in jedem der Teilelemente gebildet Projizieren und innerhalb der Länge Struktur gleich etwa 1/3 seiner Höhe von oben.

Diese bekannte Lösung hat mehrere Nachteile, die seine Verwendung als Windturbinenturm begrenzen.

Erhältlich durch Kanäle in den vorragenden Elementen nur teilweise löst das Problem, den Druck in der Strömung von getrennten Zonen Auswuchten und Galopp aeroelastischen Schwingungen in erster Linie auf eine Verringerung ausgerichtet, um die Entwicklung von denen der Turm in einer Ebene senkrecht vetropotokah oszilliert.

Die Festigkeit der Konstruktion wird durch die monolithische fünfzackigen "Stern" zur Verfügung gestellt, die den hohen Materialverbrauch, hohe Kosten, die Komplexität der Anlage anzeigt.

In den meisten Fällen in den mittleren und hohen Wind einschließlich geht diese Lösung nicht die dynamischen Belastungen auf den Turm und Windturbine Windrad reduzieren vor allem, weil ab einer bestimmten Geschwindigkeit beginnt es keine Bedingungen für garantierte Luft sind mit einer gewissen Strömung durch die Struktur überfüllt. Darüber hinaus ist diese Entscheidung zur Gewährleistung der Stärke des Windturbinenturm ausgerichtet ist, während sichergestellt wird optimale Formen der Interaktion mit dem Windrad oder andere Elemente des Entwurfs der Windturbine ist einfach nicht Teil der vom Gerät ausgeführten Funktionen.

Wenn die Interaktion mit dem Turbinenturm Propeller-Wind intensiven dynamischen Lasten aufweist, die durch die folgenden Faktoren erzeugt werden:

  • vor kurzem mit "vorne" auf die Position des Windpropeller, wenn in der Nähe der Turm vorbei kommuniziert mit einer begrenzten Dicke der Luftschicht zwischen der Klinge und dem Turm, der eine hohe Steifigkeit aufweist, die den Impuls zum dynamischen Belastung auf der Klinge verursacht;
  • auf dem "Rücken" von der Wind Lage am Schnittpunkt der letzten Propellerwirbelschleppe ist Turbulenzen ausgesetzt, die die Dynamik des dynamischen Belastung auf der Klinge verursacht.

Spezifität der Windkraftanlage, für den Einsatz in Strömungs mit niedriger Geschwindigkeit ist in erster Linie in der Tatsache, dass die Windturbine Windrades hat eine große Größe und eine größere Fläche und damit erhöhte Luftwiderstand und erhöhte dynamische Belastungen, wie Windrad optimiert, um bei niedriger Geschwindigkeit vetropotokah zu arbeiten, und der Bereich der Betriebsgeschwindigkeiten erfasst ohnehin die allgemeinen Anforderungen an die Windturbine in Bezug auf Betrieb gewährleistet bei einer Geschwindigkeit von 20,30 m / s und halten Orkane.

Gemäß der Studie festgestellt, dass aufgrund der Wechselwirkung zwischen den Turmwindturbine dynamischen Belastungen auf der Klinge, die Propellerwelle, Getriebe, Windturbinenturm fast 3-mal die Last auf dem stationären vetropotokah Propellerblätter rotieren.

Dies erfordert eine Steigerung der Festigkeit des Windrades, Windkraftanlagen, etc. Es Aggregate, die Ressource von Windenergieanlagen im Allgemeinen zu reduzieren und die Sicherheit und reduziert die Windturbinenbetrieb.

Es ist bemerkenswert, dass die Interaktion mit den Windradtürmen in verschiedenen Modi gibt es erhebliche akustische Schwingungen, Schalldruckpegel von denen ein Risiko der Kontamination der Umwelt stellt nicht nur im Audio-Bereich, und dass die gefährlichsten der Infra Bereich. In einigen Fällen setzen der Grund für die Windkraftanlage in der Nähe von Wohngebieten, Grenzen entwickelten Kapazität und Zeit des Tages der Arbeit.

Analyse des Musters der Wirbelbildung von den Autoren bekannt sind. Erfinderzertifikat. N 310,990 von 1970.03.16 von Zellen. E 04 H 12/00 Technische Lösungen zeigt, dass es nicht um den Prozess der Wirbelbildung zu regulieren lässt und damit den Prozess der Interaktion mit dem wirbelnden Propeller hinter dem Turm, der auf dem Turm und Windturbine Windrad zu erhöhten Belastungen führt, sondern auch auf die hohen akustischen Belastungen. Monolithische Gebäude im zentralen Teil der Sternform erlaubt es nicht zumindest einen Teil des Inneren der Gebäude verwenden die Geräte zu beherbergen, Personal, etc. Es unterstreicht seine Mängel, einschließlich der oben.

Es ist bekannt (siehe. Anwendung N 94006192/33 (006233) auf 2/3/94, die Zellen. Die E 04 H 12/00, F 03 D 11/04) lange Konstruktion, vor allem auf den Turm der Windkraftanlage, mit einem Zaun von miteinander verbundenen gekrümmten umfassend Blechelemente konvexe Seite in die Struktur platziert in seiner Querschnittsform ähnlich regelmäßigen Polygons, der oberen und der unteren Basis zu bilden, die aus fünf geschwungenen Elemente der gleichen Radius und Höhe Dicken hergestellt ist, von denen jede aus einem rohrförmigen Rohling gebildet ist, und die Form eines gleichschenkligen Trapezes angebracht große Basis mit der Basis-Struktur.

Eine solche bekannte Lösung, die Anforderungen der Turm der Stärke, Bewegung von Waren und Dienstleistungen in den Betrieb von Windenergieanlagen bietet, hat jedoch die mangelnde Wirksamkeit im Hinblick auf die Regulierung der Wechselwirkung zwischen Propeller Windturbinenturm mit Wirbelschleppen.

Auf der einen Seite zu schaffen, das Vorhandensein von scharfen vorstehenden Rippen entlang der gesamten Höhe in den Gelenken der gebogenen Blechelemente einen festen Stall Zone in unterschiedlichen Strömungsbedingungen, so dass die Intensität des Wirbels aufgrund der Ausdehnung des Wirbelschleppen zu reduzieren und somit die Last auf dem Turm und Windturbine Windrad reduzieren. Auf der anderen Seite wird die Bildung einer turbulenten Wirbelschleppen, die für einen Druckausgleich zu schaffen, organisiert "Crushing" die Wirbel nicht nur horizontal, sondern auch vertikal. Reduzieren der Größe von Verwirbelungen und die Intensität der Zirkulation reduzieren die Last auf der Klinge zu reduzieren und damit den Prozess der Interaktion zwischen Propeller und dem Turm zu regeln, sondern auch die Schalldruckpegel zu reduzieren.

Studien haben gezeigt, dass das zweite Problem kann nicht durch einfaches Durchführen Kanalelemente Projizieren in den Turm gelöst werden, beispielsweise in die von den Autoren bekannt. Erfinderzertifikat. N 310,990 auf 1970.03.16 r, Cl. E 04 H 12/00.

Gesucht in der Tat grundlegend neue Lösung. Bekannte Turm der Windkraftanlage (siehe. Aut. Zeugnis. Von N 1.800.099 von 25.06.90, die cl. Die F 03 D 11/04) mit einem Lauf, in dem Querschnitt in Form eines regelmäßigen Polygons ein Gestell starr befestigt, um sie mit und vernetzt Einschließen zwischen den Pfosten angebracht Elemente den inneren Hohlraum durch die Bohrung Elemente zu bilden, und obere und untere Basen.

Dieser Turm, im Vergleich zu monolithischen Strukturen wie Gebäude für die Autoren. Erfinderzertifikat. N 310 990, hat einen geringeren Materialverbrauch, weniger Kosten und Komplexität.

Für Türme, die größtenteils durch die Windturbine, die Anwesenheit des inneren Hohlraums ermöglicht es Ihnen, in der neuesten Ausrüstung, Personal und machen die Beförderung von Waren zu schreiben, zum Beispiel vom Boden aus durch das Innenvolumen des Turms in einer Gondel der Windkraftanlagen.

Zur gleichen Zeit, hat es die gleichen Nachteile von dem Punkt der Wechselwirkung zwischen Propeller Windturbine mit einem Turm an der Kreuzung von Wirbelschleppen Windrad oder Propeller vorbei am Turm an der Luv-Standort wie der Autor. Erfinderzertifikat. N 310,990 auf 1970.03.16 r, Cl. E 04 H 12/00, die ernsthaft die Möglichkeit begrenzt dieses der Verwendung von bekannten Gerät für Windkraftanlagen konzentrierte sich vor allem auf die Arbeit in den Leistungsmodus mit niedriger Geschwindigkeit Auswirkungen vetropotokah.

Darüber hinaus ist eine solche Konstruktion des Turms der Windenergieanlagen arbeitet optimal in einem typischen Windturbine Lademodus als "Drillknicken", wenn der Turm auf Biegung durch Widerstandskräfte Propeller ausgesetzt ist, in einem Kraftschlagmodus und dem Selbst Windrad orientiert nicht streng in Bezug auf die Wind aufgrund unzureichender Empfindlichkeit Betriebs Positionssteuersystem Propeller oder Managementfehler. Der Winkelfehler kann für die aktuellen Windturbine 10250 kW Leistungsklassen bis 6,10 (198) Fall sein, die auf der Windturbinenturm erhebliche wirkende Drehmoment erzeugt.

In einem avt.svid auf. N 1800099 von 25.06.90, die cl. F 03 D 11/04 technische Lösung Festigkeit und die erforderlichen Ressourcen können in fast irrational Zunahme des Durchmessers und der Dicke der Wandkonstruktion und einem entsprechend hohen Verbrauch an Materialien und arbeitsintensive Transport und die Installation zu sichern.

Die Unfähigkeit, die aerodynamische Umströmung der Turm vetropotokah Prozesse zu steuern und die Interaktion mit dem Propeller ist nicht der Grad der Umweltverschmutzung zu reduzieren.

Es ist notwendig, die Aufmerksamkeit auf einen anderen wichtigen Aspekt der Nutzung von Windenergieanlagen zu zahlen, die mit der Erweiterung der Geographie der Windturbine auf ein größeres Gewicht nimmt und berücksichtigt bei der Entwicklung neuer Generationen von Windenergieanlagen getroffen werden.

In Ausführungsformen der Nutzung von Windenergieanlagen für die Bedürfnisse des autonomen Verbraucher oder einem lokalen industriellen Netz von Windenergieanlagen ist eine lokale Quelle der Stromversorgung, unabhängig von dem Transport des Brennstoffs, die die Verwendung von Windkraftanlagen als Energiequelle in den Bereichen von Erdbeben und anderen Katastrophen ermöglicht. Diese Windkraftanlage ist erforderlich, Erdbebensicherheit Leistung zu sein, t. To. Nach dem Erdbeben von Windenergieanlagen kann die einzige Energiequelle im Katastrophengebiet sein. Die Aufgabe ist kompliziert vysokoraspolozhennym Massenmittelpunkt aufgrund der Anwesenheit von Schwer Gondel auf einer höheren Höhe hergestellt. Deshalb wird, wenn eine Windturbine, wie Windtürme zu schaffen, ist es notwendig, Design-Lösungen anwenden, die eine niedrige Schwerpunktlage bieten.

In einem von den Autoren. Erfinderzertifikat. N 1800099 von 06.25.90, die cl. F 03 D 11/04 technische Lösung werden diese Anforderungen nicht berücksichtigt.

Somit begrenzen die obigen Nachteile der Verwendung dieser bekannten technischen Lösung für diese spezifischen Bereiche, wie Windkraftanlagen, bedeutet in einem Niedrigdrehzahl vetropotokah zu arbeiten.

Diese Lösung ist bekannt, ist in der Nähe der technischen Wesen und erzielte Ergebnis und als Prototyp genommen.

Wenn die beanspruchte Erfindung die Schaffung einer Reihe von miteinander verbundenen Probleme löst, die nicht in den üblichen Ansatz gelöst werden kann Design zu prektirovaniyu zum Beispiel die Erhöhung der Durchmesser, Dicke, Materialwahl, erforderlich, um eine erfinderische Lösungen.

Das Ziel der Erfindung ist:

  • Software zu reduzieren Lasten auf den Turm und die Windturbinenschaufel Propellerblätter, indem sie durch den Turm und das Zusammenspiel der Blätter mit Wirbelschleppe;
  • Senkung des Verbrauchs von Materialien, einschließlich der spezifischen Leistung pro Einheit von Windenergieanlagen;
  • Erhöhung der Sicherheitsreserven und Ressourcen Turm und Propeller durch die Last zu reduzieren, wenn Propeller-Windenergieanlagen und Türme in Wechselwirkung;
  • Erweiterung des Bereichs der Betriebsgeschwindigkeiten vetropotokah Windturbinen auf niedrigere Geschwindigkeiten, während bei hohen Geschwindigkeiten beibehalten Effizienz;
  • Reduzierung von Vibration auf die Windturbinenfundament übertragen Lasten und in den Boden;
  • Reduzierung der akustischen Verschmutzung der Umwelt;
  • Verbesserung der Arbeitsbedingungen der Windturbine und Erdbebengebieten durch die Mitte der Masse der Windturbine Lage senken;
  • die Effizienz von Windenergieanlagen zu erhöhen und die Amortisationszeit verringern, indem sie die Kosten für die Türme und andere Einheiten von Windenergieanlagen zu reduzieren.

Das Ziel wird wie folgt erreicht.

Turm einer Windkraftanlage weist obere und untere Basen, barrel gebildet als Polyeder ein Innenvolumen des Turms begrenzenden und ist mit Fenstern auf jeder Fläche ausgebildet ist und mit dem Inneren des Turms relativ zueinander angeordnet entlang einer spiralförmigen Bahn innerhalb der Höhe Turm, von der oberen Basis gemessen und bestimmen die Abhängigkeit



wobei H die Höhe des Turms ist,

R Radius der Propellerblätter,

db Durchmesser des Turms,

wobei F Fensterbereich durch die Beziehung definiert ist: F 0,1Fs 0,8 Fs,

wobei Fs Gesamt Scan Turmbereich und Länge .

Zusätzlich hat erfindungsgemäßen Windturbinenturm folgende Unterschiede:

  • Fenster werden in Schritten von einer Helix t, bestimmt aus der Beziehung aus:

    t (k × n + b) x (n + 1) × m

    wobei h die Höhe des Turms Fenster ist,

    n ist die Anzahl der Flächen des Turms,

    b Abstand zwischen benachbarten Höhen Fenster an den Seiten des Turms,

    k Überlappungsfaktor Höhe benachbarter Fenster an den Seiten des Turmes (k 0,5),

    m ist die Anzahl der Besuche eine Helix;
  • Turm in der Länge ist in eine Anzahl von Abschnitten unterteilt, wobei der innere Volumen, die miteinander zumindest einer der Abschnitte ist aus geschlossenen Hohlraum kommuniziert mit dem Innenvolumen, wobei mindestens eine der benachbarten Abschnitte mit Fenstern durch Kanäle mit einem kalibrierten Widerstand in Verbindung steht;
  • Fenster auf einer Helix mit dem rechten Winkel Dralllinie oder links in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Propellers vorgenommen befindet, kann das Fenster sowohl in einem einzigen Durchgang oder Mehr beginnen Schraubenlinie angeordnet werden;
  • die Höhe des Fensters ist, die größer oder gleich ihrer Breite ist;
  • Fenster sind kreisförmig, oval oder rechteckig mit abgerundeten Ecken;
  • zumindest ein Teil der Fenster angeordnet sie Personal durchlaufen;
  • Turm mit einem Fenster in den Gittern ausgestattet ist, können die Gitter im gesamten Bereich installiert werden Und an der Stelle einer Helix, einer Länge in einem Schritt von der oberen Basis des Turms gemessen.

Die beigefügten Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine allgemeine Ansicht der Windturbine; Fig. 2 ist ein Querschnitt des Turms, der Schnitt A-A von Fig. 1; Fig. 3 ist ein Querschnitt des Turms, der Schnitt B-B von Fig. 1; Fig. 4 Türmen scannen mit einer Darstellung der Lage der Fenster an den Seiten des Turmes (dargestellten Variante der zylindrischen Gestaltung des Turms.).

Fig. 5 Fragment Sweep Turm für die Option bifilaren Spirale, m = 2 (dargestellt Variante des zylindrischen Design des Turms.); Fig. 6 bildet die obere Spur die Strömung um den Turm herum, Horizontalschnitt.

Fig. 7 Biegemoment Mn (t), auf der Klinge wirkt, während er durch den Propeller Wirbelschleppen- vorbei Türme Mnmax 1,3.1,5 Mst. Mn1 (t) bezeichnet die Zeit, die für eine Variante des Turms in der Form eines kreisförmigen Zylinders Mn1max Mst = 3 auftritt; 8 wake Wirbelbildung in der Strömung um den Turm vetropotokah. Vertikalschnitt. Bildung sphärische Wirbel.

Die Zahlen in den Bewerbungsunterlagen angegeben ist: die obere Basis des Turms 1; die untere Basis des Turms 2; Stamm Türme: 3; ein Fenster an den Rändern 4 des Turms gebildet wird; Der obere Bereich des Turms 5; der mittlere Abschnitt des Turms 6; der untere Teil des Turmes 7; Windrad 8; Basis des Turms 9; Blatt-Propeller 10; Windturbinengondel 11.

Höhen Teil des Turms, an dem es aerodynamische Fenster, von der Spitze des Turms gemessen;

t Schritt Helix;

n die Anzahl der Seiten des Turmes (in der Variante der Anwendung Materialien für den Turm 5 n);

eine Breite des Fensters (vielleicht variabler Höhe Turm = a (H);

Höhe h des Fensters (vielleicht variable Turmhöhe h = h (H), die Anzahl der Einträge m helix;

b vertikale Abstand zwischen benachbarten Fenstern an den Seiten des Turmes;

t1 Ursprung einen Schritt helix (Anfang des Fensters N 1);

tn ein Ende der Wendelsteigung (Nn Fenster starten, n = 5);

R Radius des Propellers Windturbine;

db Durchmesser Turm auf Fensteranordnungsbereich (die größte für konische Ausführung des Turms);

Fs Abtastfläche über die Länge des Turms ;

F Fensterbereich;

K - Koeffizient auf den Seiten des Turms (K @ 0,5) benachbarten Fensterhöhe überlappen;

db Durchmesser sphärischer Wirbel im Gefolge im Einflußbereich eines auf dem Gelände ;

d Durchmesser des kugelförmigen Wirbelnachlauf im Einflussbereich von 11 im Bereich 0 <H <(R + db);

V Ґ Geschwindigkeit vetropotokah gelassen;

Mst stationären Wert des Biegemoments an der Wurzel der Schaufel für den Propeller ungestörten Strömung geladen;

Megapixel Maximum (Peak) Wert des Momentes an der Schnittstelle des Blattpropeller Wirbelschleppe der beanspruchten Lösung;

MP1 Maximum (Peak) Wert des Moments an der Kreuzung der Blattpropeller Wirbelschleppen- für runde zylindrische Turm.

Turm einer Windenergieanlage (Fig. 1) umfaßt eine obere 1 und untere 2 Grundwelle 3 als Polyeder ausgebildet ist um das Innenvolumen des Turms begrenzenden und mit einem Fenster 4 auf jeder Seite des Zylinders 3 mit dem Inneren des Turms gebildet ist, befindet relativen eine andere in einer Helix in der Mitte der Höhe H des Turms von der Basis des oberen 1 gemessen und definiert durch die Beziehung (1):

(1)

wobei H die Höhe des Turms, R Radius der Propellerblätter, db Durchmesser des Turms;

Bereich F Fenster wird durch die Beziehung (2) bestimmt:

0,1 Fs @ F @ 0,8 Fs, ( 2)

und die Fenster in Schritten von 4 t hergestellt werden (siehe Abbildung 4.5 helix ..), definiert durch die Beziehung (3):

t (k × h + b) x (n 1) R m (3)

wobei h die Höhe des Turms Fenster, n die Anzahl der Flächen des Turms, b der Abstand zwischen benachbarten Fenstern auf der Höhe der Türme an den Seiten ist, Höhe k Überlappungsfaktor von benachbarten Fenstern an den Seiten des Turmes (k @ 0,5), wobei m die Anzahl der Einträge helix.

Entlang der Länge des Turms in eine Anzahl von Abschnitten unterteilt ist 5, 6, 7 kommuniziert die innere Volumen sich miteinander, und mindestens einer der Abschnitte (Fig. 1, Abschnitt 7) ein geschlossener Hohlraum gebildet mit dem Innenvolumen in Verbindung steht, zumindest einer der benachbarten Abschnitte mit Fenstern (Fig. 1 mit dem Abschnitt 6) durch Kanäle mit einem kalibrierten Widerstand.

4 Fenster in dem Turm in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Windrades 8 (Fig. 1) sind auf der rechten oder linken Ecke der Spin helix, einem Single-Pass- oder Multistart.

Beispielsweise ist es bevorzugt, eine Helix mit rechtwinkligem Drall auszuführen, wenn Propeller dreht, befindet sich "hinter dem Turm" gegen den Uhrzeigersinn (Blickrichtung "in den Wind").

Durch Drehen des Propellers Uhrzeigersinn günstigen Spinhelix links.

Die Fenster in den Turm kann eine konstante Höhe über die gesamte Turm h = const, und, beispielsweise Abnahme der Höhe. Schritt t in h = h (H) veränderbar ist. Diese Option ist für den Bau des Turms angebracht.

Studien haben gezeigt, dass die beste ist, die beanspruchte Vorrichtung in der konischen Ausgestaltung des Turms zu implementieren, wenn es mit dem bekannten auf dem Anwendungs ​​N 94006192/33 (006.233) auf 22.02.94g durchführt. Cl. E 04 H 12/00, F 03 D 11/04 langen Gebäudestruktur (siehe. Seite 3 dieser Anmeldung) eine verjüngte Aufbau. Zur gleichen Zeit ist es für eine zylindrische Turmkonstruktion deutlich aerodynamische und mechanische Belastung zu reduzieren auf dem zylindrischen und konischen Strukturen wirken, besonders gefährlich für hohe Windtürme. In den Ansprüchen treten die Bewerber Zeichen nicht, die Umsetzung von Windkraftanlagen zu begrenzen nur ein zylindrischer Kegel oder gerade weil die Entscheidung behauptet, wirksam auf die verschiedenen Optionen für den Turm zu bauen.

Windows-4 vorteilhaft in einer Höhe, die gleich oder größer ist als ihre Breite, rechteckig mit abgerundeten Ecken ausgeführt, rund, oval, und zumindest ein Teil der Fenster ist so angeordnet, durch sie Personal weitergeben, zum Beispiel Notausstieg Turm arbeitet außerhalb des Turms.

Aerodynamische Fenstereinrichtung 4 sind mit Widerstandsregelung Gittern vorgesehen ist, und Fenster können entlang der gesamten Höhe H, und innerhalb nur eines oberen wiederum helix wie ein Maschen geschlossen werden.

Wenn ausgesetzt vetropotokah V Ґ und Turm der Propeller 8 unterzogen , um das Biegen und das Drehmoment von der Widerstandskraft vetropotokah Propeller 8 und dem eigentlichen Turm. Turm Polyeder Schale eignet sich gut in Biegung und Torsion. Windows-schwächen den Turm 4, aber die Position der Spitze des Turms an der Stelle von der Oberseite der Basis 1 und der Leistungsfähigkeit der spiralförmigen Linie mit gegenseitigem überlappenden Fenstern auf benachbarten Wicklungen speichert Torsionssteifigkeit und einen ausreichenden Drehmomentwiderstand.

Biegemoment erhöht Richtung auf den Boden des Turms, so Ausführung Fenster vor Ort Nur in den oberen und mittleren Abschnitte ermöglicht es Ihnen, hohe Tragfähigkeit Konstruktion im Bereich der maximalen Biegemoment zu halten.

Bei Auftreten einer Strömungsablösung an den scharfen Kanten des Polyeders durch das Fenster 4 vorsteht (siehe. Abb. 6, 8) Luftaustausch erfolgt aus dem Inneren des Turms von der Anströmseite und der Hinter Wirbel. Das Ergebnis ist ein Druckausgleich in getrennten Bereichen und Fragmentierung erzeugten Verwirbelungen.

Windows auf einem Schraubenlinie laufen neben Festigkeit verleiht schafft günstige Bedingungen für die Bildung des sphärischen Wirbel mit kleinem Durchmesser.

Als Folge der Wirbelschleppe (Abb. 8) in einer Reihe von kleinem Durchmesser Wirbel mit geringer Zirkulation Intensität geteilt.

Es ist wichtig, dass die beanspruchte Leistung des Windturbinenturm mit aerodynamischer Position zu beachten ist, nicht nur ein "Unordnung" flow Designteile, und zeichnet sich durch eine Kombination von strukturellen Ausgestaltung und das Seitenverhältnis definiert, die vetropotokah Geschwindigkeit Bereich von 3,0 bis 60 m / s zu erhalten "organisiert" erlaubt stabiles Bild der Bildung von Wirbelschleppen, bei dem ein Windrad und der Turm sind dynamische Belastungen reduziert erleben.

Das Innenvolumen des Turms aufgrund der Elastizität der Luftsäule ist in der Bildung des Wirbel wake beteiligt. Verordnung, genau Einstellprozesses für Schwankungen Post Verwirbelung erzeugt, indem die Öffnungsfläche oder die Kanaleinstellung der benachbarten Volumeneinstellung Abschnitte des Turms zum Beispiel Figur verbindet. 1 Abschnitte 5.6 und die Höhe der Luftsäule in den Schwankungen innerhalb eines Abschnitts beteiligt sind, wenn die Kopplungslöcher oder Kanäle von kleinen Bereich sind, oder zwei oder mehr Abschnitte, wenn die Verbindungskanäle (Löcher) ausreichend hoch ist. (Kriterium der Angemessenheit wird aus dem Verhältnis der quadratischen Turmabschnitte und Öffnungen zwischen den Abschnitten und den Kräften des Widerstands in dem Loch bei einer Luftaustauschfluss von Abschnitt zu Abschnitt auf der Basis der Häufigkeit der elastischen Kräfte der Dämpfung oder umgekehrt.) Diese "Tuning" bei der Installation durchgeführt auf der Grundlage der Bedingungen vetropotokah, Kapazität entwickelt Windturbinen und Propeller-Einstellungen in Bezug auf die Gegebenheiten des Standortes von Windenergieanlagen in der Region.

Bereich F Fenster begrenzt ist, die einerseits Betrachtungen der Stärke: daher die Obergrenze von F setzt 0,8, während es der günstigste Belastung des Propellers und dem Turm. Zur gleichen Zeit, F = 0,1 F Bild von der Interaktion mit den Propellerwirbelschleppen wird sehr steif, Wirbel in den folgenden Größen sind spürbar im Vergleich zu dem Radius des Windrades, die die Wirksamkeit der Lösung begrenzt beansprucht, weil ein kleiner Bereich des Fensters mit der Aufgabe nicht dramatisch in den belichteten Bereichen und die Intensität der Wirbelablösung Erhöhungen Ausgleichen des Drucks bewältigen. Daher F = 0,1F als untere Grenze ausgewählt gemäß (2).

Wenn der Propeller vor dem Turm oder Turm in den klassischen Versionen von Windkraftanlagen montiert ist einer der negativen Faktoren, dass die Klinge Groll erfährt von der "Nähe" des Turms durch eine Änderung der Luftsäule Steifigkeit zwischen Klinge und Turm (das Rad vor dem Turm) verursacht oder Exposition Wirbelschleppen in dem Wirbel (für Revolverrad) aufgetragen über die Länge der Klinge, die eine Erhöhung der Last auf der Klinge tatsächlich verursacht, ist etwa dreimal bezüglich der ungestörten Strömung zu laden. Die erfindungsgemäße Lösung der Größe in der Wirbelwirbelschleppen Turm erhalten ist klein gegenüber der Länge der Klinge, was sehr wichtig ist, weil ermöglicht Drallschaufeln in einem begrenzten Bereich, die hohe lokale Steifigkeit aufweist und eine Störung es praktisch effektiv wahrnimmt, ohne sie an der Wurzel Teil zu "schließen" zu übertragen. Als Ergebnis verringert statt leistungsstarke Bursts dynamischer Belastung des Rotorblattes in eine Reihe von relativ schwachen Impulsen ausgesetzt wird, die drastisch die Lebensdauer des Sägeblatts erhöht und verringert die Belastung auf die Propellerwelle, Getriebe, Drehlager, Windturbinenturm, sondern auch die auf das Fundament übertragene Last und dem Boden.

Höhe In der das Fenster in dem Turm 4 ausgeführt wird innerhalb des Radius R 8 über die gesamte Länge der Propellerblätter, und eine Übergangszone, deren Länge innerhalb des Durchmessers Db des Turms günstigen Bedingungen der Wirbelbildung zu gewährleisten nachteilige Belastung der Schaufelspitzen zu verhindern, so dass:

.

Fig. 7 zeigt die Vergleichs geladen Bild Propellerblatt von Mn (t) für die Varianten der beanspruchten Lösung von Mn (t) und für die Option Kreis zylindrischen Turm Mn1 (t) Biegemoment.

Die graphischen Darstellungen veranschaulichen die Wirksamkeit der angegebenen Lösungen, die zum Beispiel 2,0.2,5 mal eine maximale Reduzierung des Biegemomentes bietet. Durch die Verringerung der Intensität der Schwingung verringert die Schalldruckpegel und die Umweltbelastung verringert sich entsprechend. Reduziert die Notwendigkeit für Klingenstärke und während die Festigkeit erheblich mehr Mittel für die Aufrechterhaltung, nicht nur Propeller und andere Einheiten von Windenergieanlagen.

Bei der Umsetzung der Fenster, die günstigste ist die Leistung der Fenster mit einer Verschiebung in ihren benachbarten Windungen (und Flächen) bis 1/2 h, wobei h - Höhe des Fensters, in diesem Fall eine optimale Kombination von Festigkeit bei Biegung und Torsion bei einer maximalen Fläche von F Fenstern. Es ist in zahlreichen Studien an Sicherheit für die Türme Optionen mit Hilfe von Shell Finite-Elemente-Modelle eingestellt. Schritt t Helix der Bedingungen "Störung" einer Spule Linie integer Fenster eingestellt.

Durchführen von zumindest mehreren Fenstern mit einer Breite ausreichend Durchgang von Personal zu ermöglichen Notausstieg Turmpersonal, wie ein Feuer zu schaffen, und zur Ausgabe eines Personal für den Außeneinsatz. Für einen Mann, der eine ausreichende Durchgangsbreite ist 0,5.0,6m Öffnung.

Bei der Entwicklung der erfindungsgemäßen Windturbinenturm mit pentagonalen Querschnitt mit dem Durchmesser des Kreises an dem Boden von 2,8 und 1,7 m an der Spitze, Höhe H = 30m, gebildet aus drei Abschnitten, ist die Fensterbreite 0,4 m, Höhe 0,6 m, während der untere Abschnitt der mittleren Taste. 6 bis Fig. 1 ist mit zwei Fensterbreite von 0,5 m (m = 2) vorgesehen sind.

Die Form des Fensters wird aus den folgenden Gründen ausgewählt: die Stärke der Runde zu maximieren, entlang der Hauptachse ausgerichtet oval bilden - Rippen Turm; maximieren Fenster rechteckige Fläche mit abgerundeten Ecken (abgerundet, um die Entwicklung von Ermüdungsrissen und Lockerung Spannungskonzentration zu vermeiden) zu öffnen, um Gewicht zu sparen und Wirbelschleppen- Parameter zu verbessern.

Die Ausführung der Turmabschnitte mit Fenstern, zum Beispiel für das obige Beispiel mit dem Propeller Radius R = 11,5 m pro Parzelle zwei oberen Sektionen: N 6 und N 7 bis R = 8,5 m Optionen auf dem Gelände der obere Abschnitt 6 und 7 des Abschnitts, kann die Position des Massenzentrums der Windturbinenturm, und dementsprechend wird die gesamte Windturbine, die berechneten Daten reduziert die dynamischen Belastungen auf dem unteren Teil des Turmes und der Stiftung bei einem Erdbeben Kraft von 10 Punkten (auf der Richterskala) ca. 15,25% zu senken

In einem Abschnitt des Turms ist hohl geschlossenes Volumen, wie beispielsweise ein Hardware-Raum in dem unteren Teil des Turmes aus. Der Hohlraum steht in Verbindung mit den benachbarten Abschnitten (zumindest einer der Abschnitte) durch die Kanäle mit dem kalibrierten Widerstand (konstruktive Umsetzung des "maze", Lamellen usw.). Wenn die Luftspalte Schwingungen in dem Abschnitt durch Pfosten mit einem geschlossenen Hohlraum kann den Luftstrom regulieren, die für die Belüftung von Räumlichkeiten Hardware verwendet werden kann. Der kalibrierte Widerstand ermöglicht es Ihnen, die erforderliche Durchflussrate einzustellen, in Abhängigkeit von den Spalten Schwingungen am Propeller Windturbine.

Installation von Netzen in den Fenstern begrenzt das Eindringen von Fremdkörpern und Vögel zum Turm, verbessert die Sicherheit beim Personal und Fracht in das Innere des Turms bewegt. Wenn dichtes Netz mit kleinen Maschengröße mit einer regulatorischen Rolle durchführen, um eine Druckdifferenz an den Luftaustausch, einstellbare konstante Gitter zu schaffen. Netz Elastizität in der Luftschwingungen verhindern bereift und Verstopfung Staub, sondern schafft auch eine zusätzliche positive Auswirkungen durch die Dämpfung Schwingungsprozessen, in einem dynamischen System "Windrad-Wirbel Wake-Turm" zu entwickeln. Wenn der Zaun der Luft in der Gondel aus dem Turm des Lüftungssystems des Ausführungs Raster auf nur eine Top-Coil-Helix können Sie den Weg der Luft in der Gondel zu verlängern und das Problem der Kollision mit den Schnee und Staub in der Gondel mit direktem Luftzufuhr aus der Atmosphäre zu lösen. Zum Beispiel, um fest notwendigen Bedingungen Workuta schließen die Lufteinlassschlitze in der Gondel auf einer Höhe von 30 Metern, um Schleudern Schneeausrüstung zu vermeiden, der Druck vetropotokah geht durch kleine Risse und undichte Stellen. Die Verlängerung der Luftpfad mit Verdrehungen Strömung verhindert das Eindringen von Schnee und Staub in einer Gondel in der Tundra oder Wüstenregionen.

Mit der Verwendung der beanspruchten Lösung wird mit der tatsächlichen Gestaltung der Windturbinenleistungsbereich von 50,150 kW ausgelegt. Eine Studie numerische Finite-Elemente-Methoden und Forschungsmodellen haben einen hohen Wirkungsgrad der beanspruchten Lösung gezeigt, die im Wesentlichen das erste Mal ist optimal, das Problem der Zusammenarbeit Propeller und Türme von Windkraftanlagen mit der Minimierung von Stress lösen und ist die Grundlage für die Schaffung einer Reihe von praktischen Designs von Windkraftanlagen, in erster Linie arbeiten in den Low-Speed-Ströme von Wind und bewahren die Effizienz bei mittleren und starken Winden.

Somit ist die beanspruchte Lösung progressiv, und seine Verwendung schafft eine positive Wirkung, die wie folgt lautet: vorgesehen Abnahme Lasten auf den Turm und die Windturbinenschaufel Propellerblätter, indem sie durch den Turm und Klingen Interaktion mit Wirbelschleppen; reduzierten Verbrauch von Materialien, einschließlich der spezifischen Leistung pro Einheit von Windenergieanlagen; erhöhten Maß an Sicherheit und Ressourcen des Turms und Windrad durch die Last zu reduzieren, wenn die Interaktion Propeller-Windenergieanlagen und Türme; erweitert den Bereich der Betriebsgeschwindigkeiten vetropotokah Windturbinen auf niedrigere Geschwindigkeiten und gleichzeitig die Effizienz bei hohen Geschwindigkeiten zu halten; reduziert die Schwingungsbelastung auf die Windturbinenfundament übertragen und in den Boden; reduzierter Geräuschpegel der Umweltverschmutzung; Verbesserung der Bedingungen der Windturbine arbeitet in seismisch aktiven Gebieten, die von den Massenschwerpunkt der Windturbine Lage senken; Windkraftanlagen erhöht die Effizienz und reduziert die Amortisationszeit durch die Kosten der Türme und andere Einheiten von Windenergieanlagen zu reduzieren.

FORDERUNGEN

1. Turm einer Windenergieanlage, bestehend aus einer oberen und einer unteren Basis, ein Fass als Polyeder konfiguriert, um das Innenvolumen des Turms begrenzenden, dadurch gekennzeichnet, dass es mit Fenstern auf jeder Fläche ausgebildet ist und mit dem Inneren des Turms verbunden ist, relativ entlang einer Schraubenlinie zueinander angeordnet innerhalb der Turmhöhe, von der oberen Basis gemessen und wird durch die Abhängigkeit bestimmt:



wobei H die Höhe des Turms;

R Radius der Propellerblätter;

d b Durchmesser des Turms,

wobei F Fensterbereich durch die Beziehung definiert

0,1F s @ F @ 0,8F s,

wobei F s Gesamt Scan Turmbereich und Länge .

2. Turm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster darin mit einem Schritt Helix gebildet wird, aus dem Verhältnis bestimmt .:

t (k × h + b) x (n + 1) × m

wobei h die Höhe des Turms Fenster;

n ist die Anzahl der Flächen des Turms;

b Abstand zwischen benachbarten Fenstern auf der Höhe des Turmes am Rande;

k Koeffizient überlappende Höhe benachbarte Fenster an den Seiten des Turms (k @ 0,5);

m ist die Anzahl der Besuche eine Helix.

3. Turm nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie der Länge nach in mehrere Abschnitte unterteilt ist, die Innenvolumen, die miteinander in Verbindung steht, und mindestens einer der Abschnitte geschlossenen Hohlraum mit dem Inneren von wenigstens einem der benachbarten Abschnitte mitgeteilt gemacht mit Fenstern durch Kanäle mit einem kalibrierten Widerstand.

4. Turm nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster darin bei einem Steigungswinkel angeordnet, um mit der rechten Zugleine ausgebildet ist.

5. Turm nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster darin bei einem Steigungswinkel angeordnet, um mit der linken Zugleine ausgebildet ist.

Turm nach Anspruch 2. 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenster auf mehrgängigen Schraubenlinie angeordnet sind.

7. Turm nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Fenster größer oder gleich deren Breite.

8. Turm nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenster kreisförmig sind.

9. Der Turm nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenster oval sind.

10. Turm nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenster mit abgerundeten Ecken rechteckig sind.

11. Turm nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest einige Fenster sind so angeordnet, durch sie Personal zu übergeben.

12. Turm nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenster mit Gittern darin vorgesehen sind.

13. Turm nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Gittern von Fenstern an der Stelle helix Länge liegt in einem Schritt, wie von der oberen Basis des Turms gemessen.

Druckversion
Erscheinungsdatum 03.04.2007gg