Ротор ветроэнергетической установки

(5 БРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ це втулки выполнены расточки, В: р поставлены пальцы, на которых че шипники размещены цапфы осевых ров, Ступица втулки с па подшипниками и цапфой образуют рический шарнир. Ось цилиндри шарнира лежит в плоскости, прах через плоскость вращения ротора и верстия под вал ступицы. Ось мож параллельна оси или перпендикуля осевого шарнира. Цапфа осевого ш выполнена с кронштейнами, которы пицей втулки сопряжены пружинны ми или демпферами через. цилиндр шарниры, 1 з,п,ф-лы, 8 ил. 0научно-техническогоИкар"/02, опубл. 1982.РГЕТИЧЕСКОЙ УС устаяемые етроэвтулки ступиконструкция х возобнов ость, Ротор ки состоит из и лопастей. В чески струкцииветра,нижениегравитаНа фиг. 3 представлено место Апри осях осевых шарниров, распбложпод углом к плоскости ротора.На фиг. 4 показан ротор в плане сжинными тягами или демпферами,На фиг, 5 изображено положение лстей ротора при дополнительных шарнирасположенных в вертикальной плоскоисходное положение.На фиг. 6 показано положение лопапосле поворота на 90 от исходного,На фиг. 7 представлено положенипастей при повороте ротора на 180 оходного.На фиг, 8 дано положение лопастейповороте ротора на 270 от исходного.Ротор ветроэнергетической устан(фиг. 1) состоит из втулки 1, осевых шаров 2 и лопастей 3, прикрепленных к осешарнирам.В ступице врасточки 4, расп фиг. 1 енных патем, чтои шарниерстием лоскости сям, кроми тяга- шарниры цей порах 00 ст тей ело тис и ф зобретефиг. 1, 2, вная схеановки. иг. 1 при раллельым ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Жуковский центртворчества молодежи(57) Использование: вновок, использующиэнергоресурсы, Сущннергетической установс осевыми шарнирами Изобретение относится к кон установок, использующих энергию Целью изобретения является с уровня переменных напряжений от ционных сил. Поставленная цель достигается втулка снабжена дополнительным рами, расположенными между отв под вал и осевыми шарнирами, в и последних и перпендикулярно их о ме того, втулка снабжена пружиннь ми или демпферами и осевые дополнительно связаны со ступи средством последних,В последующем изложении и ние иллюстрируется чертежами на 3, 4, 5, 6, 7. 8 На фиг. 1 показана конструкти ма ротора ветроэнергетической уст На фиг. 2 изображено место А ф осях дополнительных шарниров па ных оси вала.асточки рез под- шарнильцем, цилинд ческого одя щей ось от ет быть рва оси арнира е со стуми тяга тулки 1 (фиг, 2) выполнены оложенные под углом Р кплоскости вращения ротора. В расточки 5поставлены пальцы 5, на которых через подшипники 6 размещены цапфы 7 осевых шарниров 2. Ступица втулки 1 с пальцем 5,подшипниками 6 и цапфой 7 образуют цилиндрический шарнир, Ось 8 цилиндрического шарнира или ось расточки 4 лежит вплоскости, проходящей через плоскостьвращения ротора 9 и ось 10 отверстия ступицы втулки 1 под вал. Ось 8 может бытьпараллельна оси 10 или ортогональна плоскости 9. Кроме того, ось 8 может быть перпендикулярна оси осевого шарнира 2,например, если осевой шарнир 2 расположен под углом к плоскости вращения ротора 9. Тогда угол 3 будет меньше 90. Т.о,угол 3 90,Вместе с тем при расположении цапфы11(фиг,3) осевого шарнира 2 под углом у кплоскости вращения ротора 9 ось.шарнира8 может быть и в этом случае параллельнойоси отверстия ступицы втулки 1.цапфа 7 (фиг. 4) осевого шарнира 2 выполнена с кронштейнами 12, которые со ступицей втулки 1 сопряжены, например,пружинными тягами или демпферами 13, 14через цилиндрические шарниры 15,Т.к, между действием силы и перемещенйем существует сдвиг по фазе на угол л/2,т.е. на угол 90, то при вращении ротора(фиг, 5) с угловой скоростью в, когда шарниры лопастей 16 с осями 8, в дальнейшемименуемые продольными шарнирами, расположены на вертикали, лопасти 3 под действием гравитационных сил отклонены наугол д вправо от вертикали.При дальнейшем вращении (фиг, 6), когда продольные шарниры 16 занимают горизонтальное. положение, то лопасти 3 поддействием гравитационных сил располагаются по горизонтали,При продолжении вращения (фиг, 7),когда лопасть из верхнего положения переходит в нижнее положение, т.е. когда продольные шарниры 16 вновь располагаютсяна вертикали, лопасти вновь отклонены поддействием гравитационных сил вправо отвертикали на угол у.Далее при вращении (фиг. 8), когда продольные шарниры лопасти 16 вновь расположены на горизонтали, лопасти 3, точнееих оси, также расположены на горизонтали.Т,о. при вращении ротора при действиина лопасти 3 максимальной поперечной силы от гравитации (фиг. 6, 8), т.е. когда силыгравитации лопастей 3 дают максимальныемоменты относительно продольных шарниров, перемещение лопастей 3 относительношарниров 16 отсутствует. Когда же этот моФ мент становится минимальным, практически равным нулю, имеем и максимальное перемещение лопастей (фиг, 5, 7), При этом лопасть 3 от положения фиг. 8 замедляет свое движение и при вертикальном положении фиг, 5 отстает на угол д, а затем ускоряет свое движение, проходя через нуль фиг. 6, и опережает на угол у фиг, 7, После чего начинает вновь замедление, про- "0 ходя через нуль фиг. 8 и т,д. Т.е. за одиноборот лопасть совершает одно колебание под действием гравитационных сил. Ввиду того, что на лопасти будет действовать еще и центробежная. сила, то эти углы будут не- "5 значительными, Т,е. при вращении лопасть3 совершает колебательное движение относительно своего продольного шарнира 16 вполе центробежных и гравитационных сил.Работает ротор ветроэнергетической 20 установки следующим образом. Под действием потока воздуха - ветра, лопасти 2 ротора со втулкой 1 приходят во вращение.При этом на лопастях появляется тянущая сила в плоскости вращения ротора и подь емная сила, направленная по оси 10 втулки1, В поле. центробежных сил и гравитационных сил лопасти 3 имеют возможность перемещаться и совершают, поэтому, колебательные движения. Момент от гравитационных сил на комли лопастей совершенно не действует, т.к. теперь момент у комля лопасти 3 равен нулю, На шарнир 16 действует только перерезывающая сила от гравитационных нагрузок на лопасть. При недостаточной центробежной силе углы колебаний могут быть уменьшены постанов= кой пружинных тяг 13, 14, В этом случае появится момент в комлях от действия пружинных тяг, но он будет несравненно мень шим момента от гравитационных сил накомель лопасти без шарнира 16. Для роторов больших размеров, порядка 15-18 метров и более, лучшим решением будет постановка гидравлических демпферов вме сто пружинных тяг, Демпферы будут рассеивать энергию колебаний и тем самым гасить амплитуду, т,е. уменьшать амплитуду колебаний лопасти.фа р мул а из о бр ете н ия1. Ротор ветроэнергетияеской установки, содержащий лопасти с рычагами управления их шагом, втулку со ступицей, имеющую отверстие под вал, и осевые шарниры, связывающие последнюю с лопастями. отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью снижения уровня переменных напряжений от гравитационных сил, втулка снабжена дополнительными шарнирами, расположен-, ными между отверстием под вал и осевымишарнирами в плоскости последних иперпендикулярно к их осям.2. Ротор по и, 1, от л и ч а ю щи й с ятем, что втулка снабжена пружинными тягами или демпферами и осевые шарниры дополнительно связаны со ступицами посредством последних.Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина Заказ 1931 ТиражВНИИПИ Государственного ко113035,Мо тета по из ва, Ж, Р Подписноебретениям и открытиям при ГКНТ СССРуаская наб., 4/5