RU2380567C2 - Rotor-type windmill - Google Patents
Rotor-type windmill Download PDFInfo
- Publication number
- RU2380567C2 RU2380567C2 RU2005117869/06A RU2005117869A RU2380567C2 RU 2380567 C2 RU2380567 C2 RU 2380567C2 RU 2005117869/06 A RU2005117869/06 A RU 2005117869/06A RU 2005117869 A RU2005117869 A RU 2005117869A RU 2380567 C2 RU2380567 C2 RU 2380567C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blade
- shaft
- rotary
- wind
- rotor
- Prior art date
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 13
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 claims 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ветротехнике, в частности к ветродвигателям с осью вращения ротора, перпендикулярной направлению ветра.The invention relates to wind engineering, in particular to wind turbines with an axis of rotation of the rotor perpendicular to the direction of the wind.
Известный карусельный ветродвигатель /см. Авторское свидетельство СССР № 992799, М.Кл. 3 F03d 3/00, публ. 1983 г., Бюл. №4/ имеет колесо со ступицей и закрепленными на ней махами, к концам которых шарнирно прикреплены подпружиненные профилированные лопасти. Недостаток ветроколеса этой установки заключается в том, что мощность, передаваемая на ступицу при вращении, развивается только при прохождении лопасти по одну сторону от оси вращения ступицы в направлении ветра, и поэтому ветроустановка имеет сравнительно низкий КПД.Famous rotary wind turbine / cm. USSR copyright certificate No. 992799, M.Kl. 3
В Авторском свидетельстве СССР № 1622609, М.Кл. 5 F03d 9/00, публ. 1991 г., Бюл. № 3 описан ветродвигатель, имеющий рабочие колеса нижнего и верхнего ярусов, включающие закрепленные на вертикальном валу держатели с упорами и размещенные между держателями лопасти, каждая из которых выполнена составной из аэродинамических профилей. Колеса вращаются в разные стороны, выполняя при этом функции роторного генератора. Этот ветродвигатель также имеет невысокий КПД, т.к. мощность ветрового потока передается через лопасти только с одной стороны оси вращения.In the USSR Certificate of Authorship No. 1622609, M.Kl. 5
Ротор ветродвигателя, защищенный Авторским свидетельством СССР № 992800, М.Кл. 3 F03d 3/00, публ. 1983 г., Бюл. № 4, содержит установленные в опорах вертикальный вал, на концах которого прикреплены два стержневых каркаса, связанные между собой набором вертикальных стержней, и плоские лопасти, шарнирно закрепленные одной из своих сторон на стержнях, причем ротор снабжен кольцами, размещенными между торцевыми поверхностями лопастей по два стержня на каждом радиусе, причем стержни с шарнирно закрепленными лопастями укреплены на наружных кольцах, а разность радиусов каждого наружного и внутреннего кольца меньше ширины лопасти.Wind turbine rotor protected by USSR Copyright Certificate No. 992800, M.Kl. 3
В описанной конструкции ротора ветродвигателя только половина лопастей взаимодействует с ветровым потоком, поэтому ветродвигатель с таким ротором имеет сравнительно низкий КПД.In the described design of the rotor of the wind turbine, only half of the blades interacts with the wind flow, therefore, a wind turbine with such a rotor has a relatively low efficiency.
Карусельный ветродвигатель, описанный в Авторском свидетельстве СССР № 846777, М.Кл. 3 F03d 3/00, публ. 1981 г., Бюл. № 26, содержит неподвижную ось, лопасти, установленные с возможностью независимого поворота на махах, храповые механизмы по числу лопастей, храповое колесо каждого из которых закреплено на оси и снабжено охватывающим кольцом, имеющим рычаг, соединенный при помощи тяги с лопастью. Недостаток этого ветродвигателя - низкая надежность и большая металлоемкость из-за наличия храповых механизмов и тяг.Carousel wind turbine described in USSR Copyright Certificate No. 846777, M.Kl. 3
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является ветроколесо, защищенное Авторским свидетельством № 1483081, F03d 3/02, Бюл. № 20, которое содержит неподвижную ось, лопасти, установленные с возможностью независимого поворота на махах на 360 градусов, один флюгер и механизм, жестко связывающий все лопасти и обеспечивающий четкое положение лопасти от направления ветра и поворота рабочего колеса - обеспечивают максимальный КПД ветродвигателя. Недостаток этого ветродвигателя - сложная конструкция, ненадежная в работе, и незащищенные элементы конструкции от воздействия окружающей среды.Closest to the claimed technical solution is a wind wheel protected by Copyright No. 1483081,
Цель изобретения - повышение мощности ветроколеса за счет увеличения площади лопастей, полного использования ветрового потока, снижение пульсаций вращательного момента, повышение надежности, упрощение конструкции, снижение металлоемкости.The purpose of the invention is to increase the power of the wind wheel by increasing the area of the blades, the full use of the wind flow, reducing ripple torque, increasing reliability, simplifying the design, reducing metal consumption.
Указанная цель достигается тем, что в ветродвигателе, содержащем установленное на вертикальном валу рабочее колесо, выполненное в виде размещенных между верхним и нижним ободами поворотных лопастей, закрепленных на кронштейнах, связанных с валом, сочлененным с электрогенератором, и механизм управления лопастью, каждая лопасть снабжена механизмом управления лопастью в виде флюгера и поворотного устройства, установленных на вертикальном валу соосно с лопастью, поворотное устройство состоит из дифференциала, один вал которого жестко связан с осью флюгера, второй вал жестко связан с ободом рабочего колеса, а корпус дифференциала жестко связан с осью поворотной лопасти.This goal is achieved by the fact that in a wind turbine containing an impeller mounted on a vertical shaft, made in the form of rotary blades located between the upper and lower rims, mounted on brackets connected to a shaft coupled to an electric generator, and a blade control mechanism, each blade is equipped with a mechanism control the blade in the form of a weather vane and a rotary device mounted on a vertical shaft coaxially with the blade, the rotary device consists of a differential, one shaft of which is rigidly connected associated with a wind vane axis, a second shaft fixedly connected with the rim of the impeller, and differential housing is rigidly connected with the rotary axis of the blade.
Механизм управления лопастью состоит из дифференциала или планетарного редуктора с передаточным числом, равным двум.The blade control mechanism consists of a differential or planetary gearbox with a gear ratio of two.
Изобретение поясняется чертежами. На Фиг.1 изображено заявляемое карусельное ветроколесо, вид сверху, на Фиг.2, вид сбоку.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows the inventive carousel wind wheel, top view, figure 2, side view.
На Фиг.1-2 элементы конструкции пронумерованы следующем образом:In Fig.1-2, structural elements are numbered as follows:
1. Вертикальный вал рабочего колеса1. Vertical impeller shaft
2. Нижний обод крепления парусов2. The lower rim of the sails
3. Верхний обод крепления парусов3. The upper rim of the sail
4. Обод крепления флюгеров4. Rim of fastening of weathercocks
5. Поворотные паруса5. Turning sails
6. Кронштейн крепления вала парусов6. Sail shaft mounting bracket
7. Флюгера7. Weathervanes
8. Ось флюгера8. Vane axis
9. Поворотный механизм парусов9. The rotary mechanism of the sails
10. Вал парусов10. Sail shaft
11. Подшипники11. Bearings
12. Опорные колеса карусельного ветроколеса12. Support wheels of a rotary windwheel
13. Кольцевое железнодорожное полотно13. Ring railway
14. Центральный подшипник крепления колес14. Central wheel bearing
15. Генератор15. Generator
16. Редуктор16. Gearbox
Работу заявленного карусельного ветроколеса рассмотрим при последовательном положении одного автономного узла с лопастью на кронштейне 6 к воздушному потоку при повороте карусельного ветроколеса от 0 градусов до 360 градусов.The work of the declared carousel wind turbine will be considered in the sequential position of one autonomous unit with a blade on the bracket 6 to the air flow when the carousel wind turbine rotates from 0 degrees to 360 degrees.
При положении кронштейна в верхней точке, 0 градусов - лопасть находится под углом 45 градусов к воздушному потоку. Вращающий момент направлен по часовой стрелке. При положении кронштейна 90 градусов лопасть находится перпендикулярно воздушному потоку и работает как парус на сопротивление воздушному потоку. При положении кронштейна 180 градусов вращения ветроколеса лопасть занимает положение 135 градусов и начинает двигаться навстречу воздушному потоку, создавая вращающий момент по часовой стрелки за счет подъемной силы лопасти. При положении кронштейна 270 градусов лопасть занимает положение 180 градусов. Лопасть находится параллельно воздушному потоку, идет навстречу ему и не совершает работы. При увеличении угла вращения ветроколеса больше 270 градусов угол поворота лопасти становится больше 180 градусов, лопасть движется навстречу воздушному потоку под острым углом, работает на подъемной силе с вращающим моментом по часовой стрелке. При положении кронштейна 360 градусов лопасть совершает половину оборота вокруг своей оси и становится к воздушному потоку обратной стороной под углом 45 градусов.When the bracket is at the highest point, 0 degrees - the blade is at an angle of 45 degrees to the air flow. The torque is clockwise. When the bracket position is 90 degrees, the blade is perpendicular to the air flow and works like a sail to resist air flow. When the bracket position is 180 degrees of rotation of the wind wheel, the blade occupies a position of 135 degrees and begins to move towards the air flow, creating a clockwise torque due to the lifting force of the blade. When the position of the bracket is 270 degrees, the blade occupies a position of 180 degrees. The blade is parallel to the air flow, goes towards it and does not perform work. With an increase in the angle of rotation of the wind wheel more than 270 degrees, the angle of rotation of the blade becomes more than 180 degrees, the blade moves towards the air flow at an acute angle, operates on a lifting force with a clockwise rotation. When the bracket position is 360 degrees, the blade makes half a revolution around its axis and becomes the back side to the air flow at an angle of 45 degrees.
При соответствующей установке автономных узлов с лопастями карусельное ветроколесо может равноценно быть как правого, так и левого вращения, что важно для решения различных конструктивных вопросов построения ветродвигателя.With the appropriate installation of autonomous units with blades, a carousel wind wheel can be equivalent to both right and left rotation, which is important for solving various design issues of building a wind turbine.
Количество автономных узлов с лопастями по периметру карусельного ветроколеса может быть неограниченно большим. Мощность ветродвигателя пропорциональна их количеству.The number of autonomous nodes with blades around the perimeter of a carousel wind wheel can be unlimitedly large. The power of the wind turbine is proportional to their number.
В сравнении с прототипом заявленный карусельный ветродвигатель при тех же габаритах и площади лопастей имеет такую же мощность и КПД, но меньшую металлоемкость и большую надежность, и долговечность в работе. Это обусловлено отсутствием открытой цепной передачи и звездочек. Механизм автономного поворотного узла работает в закрытом, герметичном корпусе с постоянным присутствием смазки.Compared with the prototype, the inventive rotary wind turbine with the same dimensions and the area of the blades has the same power and efficiency, but lower metal consumption and greater reliability and durability. This is due to the lack of open chain transmission and sprockets. The mechanism of an autonomous rotary assembly operates in a closed, sealed housing with a constant presence of lubricant.
Мощность прототипа имеет значительные ограничения. Мощность заявленного карусельного ветродвигателя не имеет ограничений и зависит только от диаметра и высоты ветроколеса, количества автономных узлов с лопастями и площади лопастей.The power of the prototype has significant limitations. The power of the declared rotary wind turbine has no restrictions and depends only on the diameter and height of the wind wheel, the number of autonomous nodes with blades and the area of the blades.
Ветродвигатель работает следующим образом.The wind turbine operates as follows.
Под действием воздушного потока на автономные узлы лопастей, находящихся на ветроколесе максимально удаленно от оси его вращения, создается вращающий момент ветроколеса, который передается через редуктор электрогенератору.Under the action of the air flow on the autonomous nodes of the blades located on the wind wheel as far as possible from the axis of its rotation, the torque of the wind wheel is created, which is transmitted through the gearbox to the electric generator.
Механизм управления лопастью осуществляет контроль двух переменных функций - информация поворота флюгера и поворота ветроколеса и выдает результирующую информацию по установке лопасти под самым оптимальным углом к направлению ветра. Каждый автономный узел реагирует на свое направление ветра и угловое расположение на карусельном колесе.The blade control mechanism monitors two variable functions - the information on the rotation of the wind vane and the rotation of the wind wheel and provides the resulting information on the installation of the blade at the most optimal angle to the direction of the wind. Each autonomous unit responds to its wind direction and angular position on the carousel.
При скорости ветра, превышающей допустимую, лопасть разворачивается, уменьшая свою площадь специальным устройством, добавочно установленным на лопасти, а снятие нагрузки с генератора ВЭУ позволяет сровнять скорость ветра и лопасти и не допустить перегрузки ВЭУ.When the wind speed exceeds the permissible, the blade turns, reducing its area with a special device, additionally mounted on the blades, and removing the load from the wind turbine generator allows you to even the wind speed and the blades and prevent wind turbine overload.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005117869/06A RU2380567C2 (en) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | Rotor-type windmill |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005117869/06A RU2380567C2 (en) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | Rotor-type windmill |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005117869A RU2005117869A (en) | 2006-12-20 |
RU2380567C2 true RU2380567C2 (en) | 2010-01-27 |
Family
ID=37666531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005117869/06A RU2380567C2 (en) | 2005-06-09 | 2005-06-09 | Rotor-type windmill |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2380567C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2426005C1 (en) * | 2010-04-07 | 2011-08-10 | Евгений Николаевич Лещенко | Rotor-type windmill |
RU2755959C1 (en) * | 2020-12-16 | 2021-09-23 | Юрий Владимирович Безруков | Wind turbine |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4032257A (en) * | 1974-12-11 | 1977-06-28 | B.V. Vuro Vorr Wetenschappelijke En Techische Ontwerpen Wto | Mill, particularly windmill |
SU1483081A1 (en) * | 1987-06-29 | 1989-05-30 | В. Г. Елескин | Wind motor |
RU2095620C1 (en) * | 1994-11-24 | 1997-11-10 | Виктор Анатольевич Чувашев | Windmill |
RU2119094C1 (en) * | 1996-12-03 | 1998-09-20 | Дальневосточный государственный технический университет | Windmill |
RU2193688C1 (en) * | 2001-09-19 | 2002-11-27 | Елескин Виталий Геннадьевич | Windmill-electric set |
-
2005
- 2005-06-09 RU RU2005117869/06A patent/RU2380567C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4032257A (en) * | 1974-12-11 | 1977-06-28 | B.V. Vuro Vorr Wetenschappelijke En Techische Ontwerpen Wto | Mill, particularly windmill |
SU1483081A1 (en) * | 1987-06-29 | 1989-05-30 | В. Г. Елескин | Wind motor |
RU2095620C1 (en) * | 1994-11-24 | 1997-11-10 | Виктор Анатольевич Чувашев | Windmill |
RU2119094C1 (en) * | 1996-12-03 | 1998-09-20 | Дальневосточный государственный технический университет | Windmill |
RU2193688C1 (en) * | 2001-09-19 | 2002-11-27 | Елескин Виталий Геннадьевич | Windmill-electric set |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2426005C1 (en) * | 2010-04-07 | 2011-08-10 | Евгений Николаевич Лещенко | Rotor-type windmill |
RU2755959C1 (en) * | 2020-12-16 | 2021-09-23 | Юрий Владимирович Безруков | Wind turbine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005117869A (en) | 2006-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2685189C (en) | Modified darrieus vertical axis turbine | |
US6749393B2 (en) | Wind power plant | |
JP2005516159A5 (en) | ||
WO2009094092A1 (en) | Wind turbine blade assembly and apparatus | |
US20130093191A1 (en) | Vertical axis wind turbine | |
RU2426005C1 (en) | Rotor-type windmill | |
JP2012500940A (en) | Turbine and rotor for turbine | |
CA2978494C (en) | Wind turbine suitable for mounting without a wind turbine tower | |
RU2380567C2 (en) | Rotor-type windmill | |
KR101525553B1 (en) | Wind power generator with vertical rotor | |
WO2009081438A2 (en) | Rotary fluid motor device with a vertical axis for the production of energy | |
WO2011109003A1 (en) | Wind energy installation | |
RU2294452C1 (en) | Windmill rotating around vertical axle | |
CN107013412B (en) | A small vertical axis wind power generator with blades driven and its power generation method | |
RU2563949C1 (en) | Rotor-type windmill | |
JP2004204830A (en) | Rotor windmill along shaft | |
RU71707U1 (en) | ROTARY WIND ENGINE | |
JP2007315182A (en) | Wind-collecting magnus type windmill | |
RU2289722C2 (en) | Wind motor | |
CN206830376U (en) | A kind of small-size vertical axis wind turbine with movable vane piece | |
WO2003098036A1 (en) | Orbital-rotating turbine and propeller | |
RU2671078C2 (en) | Wind turbine | |
RU2461733C1 (en) | Wind-driven unit | |
RU2501974C1 (en) | Rotor-type windmill | |
WO2009103142A1 (en) | Wind-driven high power electric plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100610 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120120 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190610 |