EA012658B1 - Method for converting wind stream energy into rotational movement using fluid medium energy and a propulsion device for carrying out said method - Google Patents
Method for converting wind stream energy into rotational movement using fluid medium energy and a propulsion device for carrying out said method Download PDFInfo
- Publication number
- EA012658B1 EA012658B1 EA200800238A EA200800238A EA012658B1 EA 012658 B1 EA012658 B1 EA 012658B1 EA 200800238 A EA200800238 A EA 200800238A EA 200800238 A EA200800238 A EA 200800238A EA 012658 B1 EA012658 B1 EA 012658B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- console
- blade
- hinge
- fluid medium
- energy
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D5/00—Other wind motors
- F03D5/06—Other wind motors the wind-engaging parts swinging to-and-fro and not rotating
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Так, из описания изобретения к патенту РФ № 2246029 С1, МПК Ρ03Ό 1/00, дата публикации 10.02.2005 г., известен способ преобразования энергии текучей среды, в частности ветра, во вращательное движение путем обеспечения воздействия текучей среды по меньшей мере на одну лопасть, консольно установленную относительно оси ее вращения. Недостатком способа является зависимость реализации способа от наличия и скорости ветра.So, from the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2246029 C1, IPC Ρ03Ό 1/00, published date 10.02.2005, a method is known for converting the energy of a fluid medium, in particular wind, into rotary motion by ensuring the action of a fluid medium at least one blade, cantilever mounted relative to the axis of its rotation. The disadvantage of this method is the dependence of the implementation of the method from the presence and speed of the wind.
Из описания данного изобретения известно устройство для преобразования энергии текучей среды во вращательное движение, содержащее по меньшей мере одну лопасть, закрепленную посредством консоли на шарнире, связанном с опорой, с возможностью вращения относительно оси указанного шарнира. Недостатком устройства является его оснащение системами, обеспечивающими изменения угла атаки набегающего на лопасти потока, а также необходимость наличия ветра.From the description of this invention, a device is known for converting energy of a fluid into rotational motion, comprising at least one blade fixed by means of a cantilever on a hinge connected to a support, rotatable about the axis of said hinge. The disadvantage of this device is its equipment systems, providing changes in the angle of attack of the flow incident on the blade, as well as the need for wind.
Из уровня техники известны способы и устройства для преобразования колебательного движения во вращательное (см., например, КИ 2154175, КИ 2150625, КП 2267041), но они не используют в процессе преобразования энергию окружающей текучей среды.In the prior art, methods and devices are known for converting an oscillatory motion into a rotary motion (see, for example, CI 2154175, CI 2150625, KP 2267041), but they do not use the energy of the surrounding fluid in the conversion process.
Решаемой технической задачей является повышение эффективности преобразования колебательно го движения во вращательное за счет обеспечения использования энергии окружающей текучей среды, причем при отсутствии набегающего потока.The technical task to be solved is to increase the efficiency of the transformation of the vibrational motion into rotational due to the use of the energy of the surrounding fluid, and in the absence of an incident flow.
Сущность группы изобретений состоит в следующем.The essence of the group of inventions is as follows.
Способ преобразования колебательного движения во вращательное обеспечивается путем создания колебательных движений по меньшей мере одной лопасти, консольно установленной относительно оси вращения для генерирования вращательного движения консоли, шарнирно соединенной с валом отбора мощности.A method for converting an oscillatory motion into a rotary motion is provided by creating oscillatory motions of at least one blade that is cantilever-mounted with respect to the axis of rotation for generating a rotary motion of the arm pivotally connected to the power take-off shaft.
Движитель для преобразования колебательного движения во вращательное содержит по меньшей мере одну лопасть с гибкой задней частью, соединенную посредством консоли с шарниром;A propulsion unit for converting an oscillatory motion into a rotary motion comprises at least one blade with a flexible rear part connected by means of a console with a hinge;
привод возвратно-вращательного движения консоли, смонтированный на поворотной относительно основания платформе;the drive of the reciprocating rotational movement of the console, mounted on a platform rotatable relative to the base;
вал отбора мощности, расположенный преимущественно перпендикулярно геометрической оси возвратно-вращательного движения консоли и соединенный посредством шарнира с консолью.the power take-off shaft, located mainly perpendicular to the geometric axis of the reciprocating rotation of the console and connected by means of a hinge with the console.
Движитель характеризуется также тем, что он оснащен двумя лопастями, консоль выполнена в виде коромысла, соединенного с шарниром, а лопасти соединены с коромыслом осесимметрично относительно оси вращения.The propeller is also characterized by the fact that it is equipped with two blades, the console is made in the form of a rocker arm connected to the hinge, and the blades are connected to the rocker arm asymmetrically about the axis of rotation.
Кроме того, концевой участок консоли выполнен упругим, а на концевом участке консоли установлен груз.In addition, the end portion of the console is made elastic, and a load is mounted on the end portion of the console.
При этом лопасть содержит жесткую переднюю часть, имеющую каплевидный профиль в поперечном сечении, а гибкая задняя часть лопасти выполнена из примыкающих друг к другу перьев.In this case, the blade contains a rigid front part having a drop-shaped profile in cross section, and the flexible rear part of the blade is made of adjacent feathers.
Каждое перо содержит переднюю и заднюю кромки, задняя кромка расположена ближе к шарниру, чем передняя кромка, при этом передняя кромка расположена над задней кромкой следующего пера, а задняя кромка - под передней кромкой предыдущего пера, при этом перо может быть выполнено с 8образным поперечным сечением.Each pen contains leading and trailing edges, the trailing edge is located closer to the hinge than the leading edge, while the leading edge is located above the trailing edge of the next feather, and the trailing edge is below the leading edge of the previous feather, while the feather can be made with an 8-shaped cross section .
Группа изобретений поясняется чертежами.The group of inventions is illustrated by drawings.
На фиг. 1 представлен движитель при виде спереди.FIG. 1 shows the propulsor when viewed from the front.
На фиг. 2 представлен движитель при виде сверху.FIG. 2 shows the propulsion device as viewed from above.
На фиг. 3 представлен выносной элемент А на фиг. 2.FIG. 3 shows the detail A in FIG. 2
На фиг. 4 показан разрез Б-Б на фиг. 3.FIG. 4 shows a section BB in FIG. 3
На фиг. 5 показан вид В на фиг. 4.FIG. 5 shows view B in FIG. four.
На фиг. 6 показан разрез Г-Г на фиг. 3.FIG. 6 shows a section of YYY in FIG. 3
На фиг. 7 показан разрез Д-Д на фиг. 5.FIG. 7 shows a section dd in fig. five.
На фиг. 8 показан разрез Е-Е на фиг. 5.FIG. 8 shows section EE of FIG. five.
На фиг. 9 показан разрез Ж-Ж на фиг. 5.FIG. 9 shows a section of an Ж-Ж in FIG. five.
На фиг. 10 показан разрез И-И на фиг. 5.FIG. 10 shows the section AND-AND in FIG. five.
На фиг. 11 показан разрез К-К на фиг. 2.FIG. 11 shows a section KK in FIG. 2
Реализация группы изобретений.Implementation of a group of inventions.
Способ преобразования колебательного движения во вращательное основан на приведении во вращение консольно установленной относительно оси 6 вращения по меньшей мере одной лопасти 3 путем генерации вихрей при колебаниях лопасти в плоскости, проходящей через ее ось 6 вращения.The method of converting an oscillatory motion into a rotational one is based on bringing into rotation a cantilever-mounted relative to the axis 6 of rotation of at least one blade 3 by generating vortices when the blade oscillates in a plane passing through its axis of rotation 6.
Для генерации вихрей и вращения коромысла движитель содержит привод 8 возвратновращательного движения, смонтированный на платформе 1, поворотной относительно основания А, консоль 2, выполненную в виде коромысла, оснащенного по меньшей мере одной лопастью 3 с гибкой зад- 1 012658 ней частью 4. Привод 8 кинематически связан с коромыслом (консолью 2), которое соединено с платформой 1 посредством шарнира 5. Коромысло может оснащаться только одной лопастью 3. В случае наличия на коромысле двух лопастей 3 они расположены с противоположных сторон коромысла, как правило, осесимметрично относительно шарнира 5 (фиг. 1). Шарнир 5 имеет ось 6 вращения. Вал 7 отбора мощности расположен преимущественно перпендикулярно геометрической оси возвратно вращательного движения консоли 2 и соединен с консолью 2 посредством шарнира 5 (фиг. 1 и 2).For the generation of vortices and rotation of the rocker arm, the propeller includes a drive 8 of return rotation, mounted on platform 1, rotatable relative to the base A, console 2, made in the form of a rocker arm, equipped with at least one blade 3 with a flexible rear part 4. Drive 8 kinematically connected with the rocker arm (console 2), which is connected to platform 1 by means of a hinge 5. The rocker arm can be equipped with only one blade 3. If there are two blades 3 on the rocker arm, they are located on opposite sides of the rocker arms and is generally symmetrically about the hinge 5 (FIG. 1). The hinge 5 has an axis of rotation 6. The power take-off shaft 7 is located predominantly perpendicular to the geometrical axis of the reciprocating rotational motion of the console 2 and is connected to the console 2 by means of a hinge 5 (Fig. 1 and 2).
Привод 8, например электродвигатель с редуктором 9, соединен с механизмом 10, связанным с консолью 2. В качестве механизма 10 может использоваться пневмопривод или кривошипный, кулисный, кулачковый и другие механизмы (фиг. 1).The actuator 8, for example, an electric motor with a gearbox 9, is connected to the mechanism 10 connected to the console 2. As the mechanism 10 can be used pneumatic actuator or crank, rocker, cam and other mechanisms (Fig. 1).
Коромысло (консоль 2) может выполняться в виде единого продольного элемента, либо составным, содержащим центральную часть 11 и соединенные с ней концевые части 12, которые могут выполняться упругими, соединяться с лопастями 3 и/или с грузами 13 (фиг. 2, 3). При этом центральная 11 и концевые 12 части могут выполняться сложной конструкции, содержащей такие силовые элементы, как лонжероны 14, нервюры (на фигурах не показаны), узлы соединения с лопастями 3. При этом лонжеронам 14 центральной 11 и/или концевым 12 частям придается каплевидный профиль, аналогичный аэродинамическим профилям, в хвостовой части которого расположены узлы крепления лопастей 3 (фиг. 4).The rocker arm (console 2) can be made as a single longitudinal element, or composite, containing the central part 11 and the end parts 12 connected to it, which can be made elastic, connect with blades 3 and / or with weights 13 (Fig. 2, 3) . In this case, the central 11 and end 12 parts can be made of a complex structure containing such power elements as spars 14, ribs (not shown in the figures), connection nodes with blades 3. At the same time, the spars 14 of the central 11 and / or end 12 parts are given a teardrop-shaped a profile similar to aerodynamic profiles, in the tail part of which the attachment points for blades 3 are located (Fig. 4).
Гибкая задняя часть 4, примыкающая по меньшей мере к одной лопасти 3, выполнена в виде пера 15 с законцовкой 16, передней 17 и задней 18 кромками (фиг. 5). Передняя кромка 17 расположена дальше от шарнира 5, чем задняя кромка 18. В сечении вдоль коромысла передняя кромка 17 расположена над задней кромкой следующего пера 15, а задняя кромка 18 - под передней кромкой предыдущего пера 15 (фиг. 6). Перо 15 в поперечном сечении вдоль размаха коромысла 2 выполнено с профилем с 3образной средней линией 19, с увеличением вогнутости 3-образной средней линии 19 в средней части размаха лопасти 3 и уменьшением по мере приближения к законцовке 16 пера 15 (фиг. 7-10) угла α между плоскостью, перпендикулярной оси 7 вращения коромысла 2, и хордой 20, соединяющей переднюю 17 и заднюю 18 кромки профиля.Flexible rear part 4 adjacent to at least one blade 3, made in the form of a pen 15 with a tip 16, front 17 and rear 18 edges (Fig. 5). The front edge 17 is located farther from the hinge 5 than the trailing edge 18. In section along the yoke, the front edge 17 is located above the trailing edge of the next feather 15, and the trailing edge 18 is below the leading edge of the previous feather 15 (Fig. 6). The pen 15 in cross section along the span of the rocker arm 2 is made with a profile with a 3-shaped midline 19, with an increase in the concavity of the 3-shaped midline 19 in the middle of the span of the blade 3 and a decrease as it approaches the tip 16 of the feather 15 (Fig. 7-10) the angle α between the plane perpendicular to the axis 7 of rotation of the rocker arm 2, and the chord 20 connecting the front 17 and rear 18 edges of the profile.
Возможно также выполнение гибкой задней части лопасти в виде одной целой гибкой обшивки.It is also possible to perform a flexible rear part of the blade in the form of one whole flexible covering.
Движитель работает следующим образом.The mover works as follows.
Привод 8, посредством электродвигателя, редуктора 9 и механизма 10 (кривошипного, кулисного и т.п.), соединенного с коромыслом, поворачивает коромысло (консоль 2) вокруг оси 6 вращения шарнира 5 в вертикальной плоскости, как правило, проходящей через ось вала 7 отбора мощности (фиг. 1). На движущейся части движителя (фиг. 11) за счет упругости концевой части 12 коромысла 2 гибкая задняя часть 4 лопасти 3 прогибается вниз (фиг. 12), отбрасывая воздух назад, и генерирует вихри, при сходе которых возникает сила, создающая крутящий момент относительно оси вала 7 (фиг. 13). При достижении механизмом 10 верхней мертвой точки коромысло начинает двигаться в противоположном направлении, завершая цикл махового движения. За счет профилировки лонжеронов 14 коромысла и гибкой задней части 4 лопасти 3 при маховом движении возникает циркуляция текучей среды, присоединенные массы текучей среды увеличивают возникающие силы.The actuator 8, by means of an electric motor, a gearbox 9 and a mechanism 10 (crank, rocker, etc.) connected to the beam, rotates the arm (console 2) around the axis of rotation 6 of the hinge 5 in a vertical plane, usually passing through the shaft axis 7 power takeoff (Fig. 1). On the moving part of the propulsion unit (Fig. 11), due to the elasticity of the end part 12 of the rocker arm 2, the flexible rear part 4 of the blade 3 bends downward (Fig. 12), throwing the air backwards and generates vortices, at the descent of which a force occurs that creates a torque about the axis shaft 7 (Fig. 13). When the mechanism 10 reaches the top dead center, the beam starts to move in the opposite direction, completing the cycle of the swing movement. Due to the profiling of the spars 14 of the rocker arms and the flexible rear part 4 of the blade 3, when the movement is moving, circulation of the fluid occurs, the attached masses of the fluid increase the forces that arise.
Выполнение гибкой задней части 4 лопасти 3 упругой, ее выполнение в виде пера 15 в сечении вдоль коромысла с 3-образной средней линией 19 профиля (фиг. 7-10) способствует увеличению эффективности маха. Наличие грузов 13 на концевых участках 12 лопастей 3 (фиг. 2) увеличивает амплитуду маха и снижает перегрузки в верхней и нижней точках механизма 10 и в лонжеронах 14.The implementation of the flexible rear part 4 of the blade 3 is elastic, its implementation in the form of a feather 15 in cross section along the rocker arm with a 3-shaped centerline line 19 of the profile (FIG. 7-10) contributes to an increase in the efficiency of the swing. The presence of loads 13 on the end sections 12 of the blades 3 (Fig. 2) increases the amplitude of the mach and reduces the overload in the upper and lower points of the mechanism 10 and in the side members 14.
Таким образом, за счет колебания относительно оси 6 приводом 8 консольно установленных лопастей 3 генерируются вихри, обеспечивающие вращение консольно установленных (например, посредством коромысла) лопастей 3 относительно вала 7.Thus, due to oscillations about the axis 6, the actuator 8 of the console-mounted blades 3 generates vortices that ensure the rotation of the console-mounted blades 3 (for example, by the rocker arm) relative to the shaft 7.
Изготовленная модель движителя с площадью одной консоли 130 см2, размахом консоли 22 см, средней хордой 12 см, потребляемой мощностью двигателя 1,8 Вт с расходуемой мощностью на колебания 1,6 Вт, обеспечила при частоте колебаний 120-180 1/мин раскрутку консоли весом 45 г до 60-80 об/мин.The manufactured propulsion model with a single console area of 130 cm 2 , a console span of 22 cm, an average chord of 12 cm, an engine power consumption of 1.8 W and a consumed power of 1.6 W for the oscillation frequency provided for a oscillation frequency of 120-180 1 / min weighing 45 g to 60-80 rpm
Степень раскрытия группы изобретений в описании достаточна для создания движителя, реализующего способ.The degree of disclosure of the group of inventions in the description is sufficient to create a mover that implements the method.
Claims (9)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005106463/11A RU2005106463A (en) | 2005-03-10 | 2005-03-10 | METHOD FOR CONVERTING ENERGY OF A FLUID AND A MOTOR IMPLEMENTING A METHOD |
PCT/RU2006/000103 WO2006096094A1 (en) | 2005-03-10 | 2006-03-09 | Method for converting fluid medium energy and a propulsion device for carrying out said method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA200800238A1 EA200800238A1 (en) | 2008-06-30 |
EA012658B1 true EA012658B1 (en) | 2009-12-30 |
Family
ID=36953619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA200800238A EA012658B1 (en) | 2005-03-10 | 2006-03-09 | Method for converting wind stream energy into rotational movement using fluid medium energy and a propulsion device for carrying out said method |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EA (1) | EA012658B1 (en) |
RU (1) | RU2005106463A (en) |
WO (1) | WO2006096094A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2548273C2 (en) * | 2013-03-15 | 2015-04-20 | Александр Михайлович Малый | Method of automatic energy conversion and device for its implementation |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB155525A (en) * | 1920-07-08 | 1920-12-23 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Improvements in propellers for aeroplanes and the like |
SU1254810A1 (en) * | 1983-07-18 | 1992-02-07 | Дагестанский Филиал Государственного Научно-Исследовательского Энергетического Института Им.Г.М.Кржижановского | Wind-power installation of vehicle |
-
2005
- 2005-03-10 RU RU2005106463/11A patent/RU2005106463A/en unknown
-
2006
- 2006-03-09 EA EA200800238A patent/EA012658B1/en not_active IP Right Cessation
- 2006-03-09 WO PCT/RU2006/000103 patent/WO2006096094A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB155525A (en) * | 1920-07-08 | 1920-12-23 | Westinghouse Electric & Mfg Co | Improvements in propellers for aeroplanes and the like |
SU1254810A1 (en) * | 1983-07-18 | 1992-02-07 | Дагестанский Филиал Государственного Научно-Исследовательского Энергетического Института Им.Г.М.Кржижановского | Wind-power installation of vehicle |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Bolshoi entsilkopedicheskii slovar politekhnicheskii. Moscow, Nauchnoe izdatelstvo "Bolshaya Rossiskaya entsiklopediya, 1998, page 142 * |
Fizicheskii entsiklopedicheskii slovar. Moscow, Sovestkaya entsiklopediya, 1983, page 285 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA200800238A1 (en) | 2008-06-30 |
WO2006096094A1 (en) | 2006-09-14 |
RU2005106463A (en) | 2006-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Young et al. | A review of progress and challenges in flapping foil power generation | |
US8278776B1 (en) | Reciprocating wind-powered transducer employing interleaved airfoil arrays | |
EP2470781B1 (en) | Method and apparatus for oscillating a foil in a fluid | |
JP2007246082A (en) | Vortex generation type cyclic propeller | |
CN104675635B (en) | A kind of oscillating airfoil TRT equipped with corner amplifier | |
US20090121490A1 (en) | Oscillating-Wing Power Generator with Flow-Induced Pitch-Plunge Phasing | |
GB2451670A (en) | A fluid driven rotor | |
WO2004110859A1 (en) | Self-trimming oscillating system | |
CN102162427B (en) | Perpendicular shaft wind turbine rotor with adjustable dip angles of blades | |
RU2482010C2 (en) | Method of producing flapping motion and flapping screw to this end | |
EA012658B1 (en) | Method for converting wind stream energy into rotational movement using fluid medium energy and a propulsion device for carrying out said method | |
JP2000320443A (en) | Motion conversion device | |
RU47986U1 (en) | MOTOR BASED ON TRANSFORMING ENERGY OF A FUEL ENVIRONMENT | |
US4878807A (en) | Relating to energy conversion apparatus | |
RU2293212C1 (en) | Renewable energy converter | |
CN113955099A (en) | Flapping wing structure with length-adjustable fins on front edge surface | |
CN109292084B (en) | Flapping wing type synthetic jet exciter | |
CN112963293A (en) | Wave energy device of oscillating floater swing wing turbine and design method thereof | |
RU2650293C1 (en) | Flapping wing mechanism | |
RU2478830C2 (en) | Method to convert kinetic energy of fluid medium flow into useful work and device for conversion of kinetic energy of fluid medium flow into useful work | |
CN103352801A (en) | Centrifugal variable-pitch wind driven generator | |
WO2000042326A1 (en) | Motion converting device | |
JP6550569B2 (en) | Oscillating fluid power unit | |
JP4098011B2 (en) | Windmill blade | |
RU2320890C1 (en) | Aerohydrodynamic engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): RU |