PL219061B1

PL219061B1 - Wind turbine

Info

Publication number: PL219061B1
Application number: PL389987A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Czapka
Original assignee: Andrzej Czapka
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2015-03-31
Also published as: PL389987A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest turbina wiatrowa przeznaczona do zamiany siły wiatru na energię mechaniczną.The subject of the invention is a wind turbine designed to convert wind power into mechanical energy.

Znana jest z opisu patentowego polskiego nr 216471 turbina wiatrowa posiadająca na maszcie dwa wirniki składające się z łopat w kształcie helisy i ramion wirnika oraz prądnicy charakteryzująca się tym, że na ramionach wirnika ma zamontowane dyfuzory wirnika, a na końcach łopat jest umieszczone obciążenie łopat, do którego przymocowany jest siłownik domykania dyfuzora przy czym do końców łopat oraz obciążeń zamocowane są sprężyny, których przeciwległy koniec zamocowany jest do ramion wirnika.A wind turbine is known from Polish patent no. 216471 with two rotors on the mast, consisting of helix-shaped blades and rotor arms, and a generator, characterized in that rotor diffusers are mounted on the rotor arms, and a blade load is placed at the blade ends, to the diffuser closing actuator is attached, and the springs are attached to the blade ends and the loads, the opposite end of which is attached to the rotor arms.

Celem wynalazku jest zwiększenie sprawności turbiny poprzez wykorzystanie prostopadłego parcia wiatru na łopaty wirnika oraz tunelowanie turbiny. Konstrukcja turbiny wiatrowej, według wynalazku, oparta jest na nowych rozwiązaniach dotychczas nie stosowanych w urządzeniach tego typu.The aim of the invention is to increase the efficiency of the turbine by using the perpendicular wind pressure on the rotor blades and tunneling the turbine. The design of the wind turbine, according to the invention, is based on new solutions not used so far in devices of this type.

Istotą wynalazku jest zastosowanie wyprofilowanych tuneli kierujących strumień wiatru na łopaty wirnika o opływowym kształcie i prostopadły kierunek naporu wiatru na te łopaty.The essence of the invention is the use of profiled tunnels directing the wind stream to the rotor blades with a streamlined shape and the perpendicular direction of the wind pressure on these blades.

Według wynalazku turbina wiatrowa posiada korpus wykonany z profili i blach w kształcie tunelu kierującego strumień wiatru na łopaty wirnika. Korpus ma przytwierdzony w tylnej części dyfuzor służący do wyrównywania ciśnienia podczas przepływu wiatru przez turbinę. Z przodu korpus ma uchylnie zamontowane sterownice wiatru oraz przesłonę, których zadaniem jest kierowanie wiatru na łopaty wirnika umieszczone na ośmiu osiach wirnika, które to osie są zamocowane na wspornikach wirników do korpusu. Wsporniki wirników posiadają opływowy kształt poprawiający swobodny przepływ wiatru i dodatkowe jego sprężenie, przy czym na każdą oś przypadają trzy sztuki łopat. Podczas silnego naporu wiatru i przekroczeniu dopuszczalnego obciążenia turbina odchyla się do tyłu ograniczając sterownicami wiatru ilość przepływającego przez turbinę powietrza, a w skrajnym położeniu całkowite jej zamknięcie. Wirniki są połączone kołami zębatymi stożkowymi w jeden łańcuch kinetyczny, którego celem jest odebranie momentu obrotowego z obracających się wirników i przeniesienie go za pomocą przekładni odbioru mocy do odbiorników w postaci prądnic lub pomp. Sterownice poprzez cięgno sterownic i obejmę uchylną połączone są z podstawą turbiny pionową osią obrotu. Wahliwe i obrotowe zamontowanie turbiny na wsporniku wahliwym poziomej osi uchyłku umożliwia aktywne reagowanie turbiny na siłę wiatru. Korpus połączony jest w sposób sztywny z przeciwwagą za pośrednictwem łącznika. Do tego łącznika zamocowany jest za pomocą na śrub wspornik wahliwy pozwalający turbinie na odchylanie do tyłu oraz wykonywanie ruchu obrotowego wokół własnej podstawy i samoczynnego ustawienia się turbiny na wiatr. Przeciwwaga może spełniać funkcję komory urządzeń współpracujących takich jak: akumulatory, prądnice, pompy. Podstawa turbiny przytwierdzona jest do fundamentu za pomocą śrub.According to the invention, the wind turbine has a body made of profiles and sheets in the shape of a tunnel directing the wind stream to the rotor blades. The body has a diffuser attached to the rear part to equalize the pressure during the wind flow through the turbine. At the front, the body has hinged wind controls and a shutter, which direct the wind to the rotor blades placed on eight rotor axes, which axes are fixed on the rotor supports to the body. The rotor supports have a streamlined shape that improves the free flow of wind and its additional compression, with three blades per axis. During strong wind pressure and exceeding the permissible load, the turbine tilts back, limiting the amount of air flowing through the turbine with the wind controls, and in the extreme position it is completely closed. The rotors are connected by bevel gears to form one kinetic chain, the purpose of which is to collect the torque from the rotating rotors and transfer it to consumers in the form of generators or pumps by means of a power take-off gear. The control gears are connected to the turbine base with the vertical axis of rotation through the control gear rod and the tilting clamp. Swivel and rotary mounting of the turbine on the pendulum support of the horizontal axis of the diverticulum enables the turbine to react actively to the wind force. The body is rigidly connected to the counterweight via a connector. A pendulum bracket is attached to this connector with bolts, which allows the turbine to tilt back and perform a rotational movement around its base and automatically set the turbine to the wind. The counterweight can be used as a chamber for associated devices such as: batteries, generators, pumps. The base of the turbine is attached to the foundation with bolts.

Połączenie w jeden łańcuch ośmiu osi wirników gwarantuje bezkolizyjną pracę dwudziestu czterech łopat wirników umieszczonych na tych osiach.The combination of eight rotor axes in one chain guarantees collision-free operation of twenty-four rotor blades located on these axes.

Konstrukcja turbiny wiatrowej pozwala na łatwy montaż i remont oraz zastosowanie jako siłownie wiatrowe średniej mocy o podwyższonej sprawności. Turbiny tego typu nie posiadają zewnętrznych elementów wirujących.The design of the wind turbine allows for easy assembly and renovation as well as use as a medium-power wind turbine with increased efficiency. These types of turbines do not have any external rotating elements.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia rzut boczny turbiny wiatrowej, a fig. 2 - rzut czołowy turbiny według wynalazku.The subject matter of the invention is shown in the drawings, in which Fig. 1 shows a side view of a wind turbine, and Fig. 2 - an end view of a turbine according to the invention.

Turbina wiatrowa posiada korpus 1 wykonany z profili i blach w kształcie tunelu kierującego strumień wiatru na łopaty wirnika 7. Korpus 1 ma przytwierdzony w tylnej części dyfuzor 3. Z przodu korpus 1 ma uchylnie zamontowane sterownice wiatru 2 na osiach sterownic 10 oraz przesłonę 4, których zadaniem jest kierowanie wiatru na łopaty wirnika 7 zamocowane na ośmiu osiach wirnika 8, które to osie są zamocowane na wspornikach wirników 5 do korpusu 1, przy czym na każdą oś przypadają trzy sztuki łopat wirnika 7. Wirniki 8 są połączone kołami zębatymi stożkowymi 17 w jeden łańcuch kinetyczny, którego celem jest odebranie momentu obrotowego z obracających się wirników 8 i przeniesienie go za pomocą przekładni odbioru mocy 9 do odbiorników w postaci prądnic lub pomp. Sterownice wiatru 2 poprzez cięgno sterownic 11 i uchylną obejmę 15 połączone są z podstawą turbiny pionową osią obrotu 12. Korpus 1 połączony jest w sposób sztywny z przeciwwagą 6 za pośrednictwem łącznika 16. Do tego łącznika 16 zamocowany jest za pomocą śrub wspornik wahliwy 13 służący do umożliwienia turbinie odchylania do tyłu oraz wykonywania ruchu obrotowego wokół własnej podstawy i samoczynnego ustawiania się turbiny na wiatr. Podstawa turbiny 12 przytwierdzona jest do fundamentu 14 za pomocą śrub.The wind turbine has a body 1 made of profiles and sheets in the shape of a tunnel directing the wind stream to the rotor blades 7. The body 1 has a diffuser 3 attached in the rear part. the task is to direct the wind to the rotor blades 7 fixed on the eight rotor axes 8, which axles are attached to the rotor supports 5 to the body 1, with three rotor blades for each axis 7. The rotors 8 are connected by conical gears 17 into one a kinetic chain, the purpose of which is to collect the torque from the rotating rotors 8 and transfer it by means of a power take-off 9 to consumers in the form of generators or pumps. The wind control gears 2 are connected to the turbine base with the vertical axis of rotation 12 through the tiller 11 and a tilting clamp 15. The body 1 is rigidly connected to the counterweight 6 via a connector 16. This connector 16 is attached to this connector 16 with a pendulum support 13 used for allowing the turbine to tilt back and rotate around its base and self-aligning the turbine to the wind. The base of the turbine 12 is attached to the foundation 14 by means of bolts.

PL 219 061 B1PL 219 061 B1

Wykaz elementówList of items

- korpus- body

- sterownice wiatru- wind controls

- dyfuzor- diffuser

- przesłona- shutter

- wspornik wirnika- rotor support

- przeciwwaga (komora urządzeń współpracujących)- counterweight (chamber of associated devices)

- łopata wirnika- rotor blade

- wirnik- rotor

- przekładnia obrotu mocy- power rotation gear

- oś obrotu sterownic wiatru- axis of rotation of wind controls

- cięgno sterownic- steering linkage

- podstawa turbiny- turbine base

- wspornik wahliwy, pozioma oś uchylna- pivoting bracket, horizontal pivot axis

- fundament turbiny- turbine foundation

- obejma uchylna- tilting clamp

- łącznik korpusu- body connector

- koło zębate stożkowe.- bevel gear.

Claims

Patent claim

Wind turbine having rotors consisting of blades, characterized in that it has a body (1) made of tunnel-shaped profiles and sheets directing the wind stream onto the rotor blades (7), and the body (1) has a diffuser (3) attached to the rear part , at the front it has hinged wind controls (2) and a shutter (4) for directing the wind to the rotor blades (7) mounted on eight rotor axes (8), which axles are attached to the rotor supports (5) to the body (1) ), with three rotor blades (7) for each axis, moreover, the rotors (8) are connected by conical gears (17) into one kinetic chain used to receive torque from the rotating rotors (8) and transfer it by means of power take-off gears (9) to receivers in the form of generators or pumps, while the wind control gears (2) are connected to the turbine base with a vertical axis of rotation (12) through the control gear rod (11) and a tilting clamp (15), the body (1) is connected with rigidly with counterweight (6) by means of a connector (16), to which connector (16) is fastened with screws a pendulum support (13) used to allow the turbine to tilt back and rotate around its base and automatically set the turbine to the wind. the base of the turbine (12) is attached to the foundation (14) with bolts.