RO128937A2 - Motor rotativ acţionat de către un fluid prin efect magnus - Google Patents
Motor rotativ acţionat de către un fluid prin efect magnus Download PDFInfo
- Publication number
- RO128937A2 RO128937A2 ROA201200222A RO201200222A RO128937A2 RO 128937 A2 RO128937 A2 RO 128937A2 RO A201200222 A ROA201200222 A RO A201200222A RO 201200222 A RO201200222 A RO 201200222A RO 128937 A2 RO128937 A2 RO 128937A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- rotor
- cylindrical elements
- fluid
- support
- cage
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 71
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 46
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 39
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
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
- Y02E10/20—Hydro 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
Invenţia se referă la un motor rotativ acţionat de către un fluid prin efect Magnus, care funcţionează independent de mişcarea naturală a vreunui fluid, cum este cea a vântului atmosferic sau curgerea apei unui râu sau fluviu, şi are facilitatea modificării puterii furnizate unei sarcini externe şi, respectiv, a sensului de rotaţie, în funcţie de necesităţi. Motorul rotativ, conform invenţiei, este alcătuit dintr-un rotor () de tip colivie, un subansamblu de furnizare, distribuire şi dirijare a fluidului de acţionare a rotorului (), un subansamblu de acţionare în mişcare de rotaţie a unor elemente cilindrice () din compunerea rotorului (), un suport () de susţinere a rotorului () şi a celorlalte subansambluri din compunerea motorului, şi un tablou electric de comandă şi control al motorului rotativ.
Description
Invenția se refera la un motor rotativ acționat de ca:re un fluid prin efect Magnus care funcționează independent de mișcarea naturala a unui fluid cum este cea a vântului atmosferic sau curgerea apei unui rau sau fluviu.Efectul Magnus este cunoscut din anul 1853 când a fost descoperit si explicat de către fizicianul si chimistul german Heinrich Gustav Magnus, studiind deviația laterala de la traiectoria balistica a proiectilelor ce efectuează si o mișcare de rotatie in jurul axei longitudinale pe tot parcursul traiectoriei.Fizicianul Magnus a demonstrat ca forța laterala (portanta Fz) asupra unui cilindru care efectuează o mișcare de rotatie in jurul axei sale longitudinale, fiind situat intr-un fluid ce are o viteza relativa Vrei fata de cilindru si direcția de mișcare perpendiculara pe axa de rotatie a cilindrului, in anumite condiții este de zece ori mai mare decit forța rezultata ca urmare a presiunii dinamice a fluidului de aceeași viteza Vrei si care actioneaza asupra unei suprafețe plane libere, egale cu secțiunea longitudinala a cilindrului respectiv.Efectul Magnus se manifesta asupra oricărui corp aflat in mișcare de rotatie in jurul unei axe proprii, indiferent de forma lui exterioara (sferica, cilindrica, eliptica, prismaticata), daca intre corp si fluidul in care este cufundat exista o mișcare relativa cu o viteza Vrei a cărei direcție face un unghi diferit de zero cu direcția axei de rotatie. Aceasta forța Magnus este perpendiculara atat pe direcția de mișcare relativa intre corp si fluid, cat si pe axa de rotatie a corpului si are sensul dinspre zona in care fluidul si suprafața exterioara a corpului au sensuri contrare de mișcare, spre zona in care fluidul si suprafața corpului se mișca in același sens. Sunt cunoscute cateva aplicații practice ale efectului Magnus atat in tehnica, cat si in sport( la meciurile de tenis si footbalj.O aplicație practica in tehnica a efectului Magnus este Motorul eolian cu rotor tractant, Flettner. Acest motor inventat de Anton Flettner este constituit din unul sau mai muie rotoare cilindrice, care sunt utilizate pentru propulsia unei nave, înlocuind velele clasice.Fiecare rotor este rotit cu o anumita turatie de către un motor electric. In anul 1924 nava comerciala germana Buckau cu o lungime de 45 m, echipata cu doi cilindri de 18 m înălțime si 2,8 m diametru, a efectuat primele încercări pe Marea Baltica. Cele doua rotoare erau antrenate de cate un motor electric de 11 kW. La un vânt de 16 m/s forța Magnus pe fiecare cilindru a fost de 8 t forța, rezultând o putere totala de 750 kW, asigurând navei o viteza de deplasare de 9 noduri, respectiv 16,7 km/h. In prezent, societatea Wind Again din Singapore dezvolta si furnizează rotoare de tip Flettner flexibile pentru nave maritime si fluviale.Aceste rotoare sunt concepute astfel incat se pot plia(culca) in poziție orizontala, perpendicular pe axa longitudinala a navei atunci când nu bate vântul sau când nava trece pe sub poduri .Navele echipate cu acest tip de rotoare obțin c\- 2 Ο 1 2 - C C ? 2 . 2 - 2 8 -03- 2012 economii de combustibil de pana la 25%. Rotoarele de tip Flettner sunt de fapt, motoare liniare deoarece forța Magnus actioneaza pe direcție perpendiculara atat pe direcția de mișcare a vântului cat si pe axa de rotatie a rotorului si se compune vectorial cu forța aerodinamica ce actioneaza asupra cilindrului rotorului, pe direcția si in sensul de mișcare a vantului.O alta aplicație practica in tehnica a forței Magnus a urmărit captarea energiei vântului pentru obținerea de energie electricaJn acest sens, prima instalație a utilizat rotorul Flettner ca electrogenerator eolian.Astfel, in anul 1920 s-a propus un proiect de realizare care consta dintr-o cale ferata circulara, cu diametrul de 457 m pe care sa ruleze un tren fara sfirsit compus din 18 vagoane cu cate doua osii. Pe platforma fiecărui vagon era montat un cilindru rotativ cu un diametru de 6,8 m si o inaltime de 27 m, care era rotit cu un motor electric. Energia era furnizata de către un generator electric montat pe fiecare vagon si acționat de la rotile acestuia . Puterea proiectata era de 18 MW la viteza vintului de 13 m/s când vagoanele rulau cu viteza de 8,9 m/s. Energia electrica era transmisa la linia de forța, de la fiecare vagon printr-un troleu la o linie de contact si o statie de transformare. Modelul experimental la scara reala montat pe o platforma staționara , construit in anul 1933, a dovedit fezabilitatea tehnica a soluției. In același an, in timpul unui vânt puternic instalația s-a prăbușit, demoralizind pe numeroșii antreprenori ai proiectului. Ideea abandonata datorita eșecului, dar mai ales datorita problemelor financiare, a fost reluata in perioada 1975—1977 de către Universitatea din Dayton Ohio, sub forma unor studii tehnice si economice.In urma cu aproximativ 4 ani, Societatea MECARO CO. din Prefectura Akita din Japonia a studiat si brevetat o turbina de vânt numita Spirala Magnus, deoarece este actionata de forte Magnus sub acțiunea vântului. Turbina consta din 5 cilindri dispusi radial pe un ax orizontal ce actioneaza un generator electric când turbina se rotește sub acțiunea vântului.Fiecare din cei 5 cilindrii au infasurata in același sens, o spirala pe toata lungimea lor, astfel incat atunci când axul turbinei este aliniat paralel cu direcția de mișcare a vântului, cilindrii sunt forțați sa se rotească in același sens de către forța aerodinamica ce actioneaza asupra spiralei.Datorita mișcării de rotatie a cilindrilor si vitezei vântului, asupra fiecărui cilindru se va exercita o forța Magnus orientata in același sens, perpendicular pe cilindri si pe direcția vântului, punând in mișcare generatorul electric prin intermediul axului pe care sunt fixați cei 5 cilindri.Este cunoscut un alt patent care se refera la un sistem de producere a energiei electrice denumit Magenn Power Air Rotor System ce utilizează vânturile de înalta altitudine.Acest sistem este compus in principiu dintr - un balon de forma cilindrica umplut cu heliu, ancorat prin cabluri de sol in poziție orizontala, la înălțimi de peste 300 de metri unde vânturile sunt permanente si rotesc cilindrul datorita unor ampenaje dispuse pe generatoarea cilindrului. Mișcarea de
Ο 1 2 - Ο Ο 2 2 2 - 3 2 8 -03- 2012 ^0 rotatie a cilindrului este transmisa unui generator electric situat in interiorul acestuia, iar energia produsa de generator se transmite printr-un cablu electric, la o statie de procesare si transformare situata pe sol, care va transmite energia produsa in rețeaua de transport a energiei electrice.Datorita mișcării de rotatie a cilindrului sub acțiunea vântului de altitudine, apare o forța portanta Magnus suplimentara care se însumează in același sens cu forța ascensionala asupra cilindrului umplut cu heliu si il stabilizează in locul de ancorare. Au mai fost concepute si brevetate si motoare acționate de forte Magnus utilizând mișcarea naturala a apei din râuri, fara a exista si aplicații practice cunoscute pana in prezent.
Toate motoarele sau instalațiile acționate de către forte Magnus, cunoscute si utilizate in practica pana in prezent, prezintă următoarele dezavantaje:
- funcționarea lor depinde exclusiv de existenta vântului atmosferic de intensitatea sa si chiar de direcția sa in anumite aplicații;
- puterea furnizata de aceste motoare depinde de viteza vântului care nu este constanta de regula nici ca intensitate si nici ca direcție;
- motoarele liniare de tip Flettner nu se pot utiliza eficient decât daca direcția vitezei vântului se incadreaza intr-un anumit sector unghiular in raport cu direcția si sensul in care nava dotata cu aceste motoare trebuie sa se deplaseze;
- un dezavantaj major al acestor motoare cunoscute pana in prezent consta si in faptul ca la motoarele rotative nu exista posibilitatea modificării puterii sau a puterii maxime furnizate după necesitați, aceasta depinzând numai de valoarea vitezei vântului la un moment dat, iar la motoarele de tip liniar nu se poate modifica puterea maxima furnizata in funcție de necesitați, aceasta depinzând in principal de viteza vântului atat ca valoare cat si ca direcție si sens de mișcare.
Scopul invenției il constituie construirea unui motor rotativ acționat de către un fluid de natura gazoasa sau lichida prin efect Magnus, a cărei funcționare sa nu depindă de existenta vântului atmosferic, de intensitatea sa si respectiv, de direcția de miscare.Un alt obiectiv al invenției il constituie posibilitatea modificării puterii motorului in timpul funcționarii, precum si posibilitatea schimbării sensului de rotatie a axului motor in funcție de necesitați.
Problema tehnica pe care o rezolva prezenta invenție este construirea unui motor rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus, care înlătură dezavantajele semnalate si poate funcționa in mod continuu fara sa depindă de mișcarea naturala a vântului, sau a unui curs de apa prin aceea ca are in compunere dispozitive si subansamble prin care:
6V 2 Ο 1 2 - Ο Ο 2 2 2 - 2 8 -03- 2012
- fluidul de lucru este furnizat si dirijat cu viteza constanta ca direcție către un număr de cilindri din compunerea rotorului motorului conform prezentei invenții si actioneaza cu forte generate prin efect Magnus asupra acestor cilindri aflati in mișcare de rotatie, astfel incat funcționarea motorului nu va fi perturbata pe durata utilizării sale ;
- valoarea vitezei fluidului ce actioneaza rotorul motorului conform prezentei invenții, pote fi menținută constanta sau poate fi modificata controlat in sens crescător sau descrescător, in raport de necesitățile utilizatorului, de a folosi o putere constanta sau variabila, respectiv in sens crescător sau descrescător.
- la o viteza constanta a fluidului de lucru, turatia cilindrilor din compunerea rotorului motorului conform invenției, asupra carora actioneaza forțele Magnus se poate modifica controlat in sens crescător sau descrescător, rezultând o modificare a mărimii forțelor Magnus si in consecința a puterii motorului ;
- este înlăturat pericolul deteriorării motorului de către rafale puternice de vânt sau de către furtuna, deoarece motorul funcționează de regula in spatii închise sau protejate de intemperii;
- motorul rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus conform invenției poate fi comandat sa funcționeze la o anumita putere si in oricare din cele doua sensuri de rotatie posibile de la un panou de comanda.
Motorul rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus, conform invenției este compus dintr-un rotor de tip colivie, un subansamblu de furnizare, distribuire si dirijare a fluidului de acționare a rotorului prin efect Magnus, un subansamblu de acționare in mișcare de rotatie a elementelor cilindrice din compunerea rotorului de tip colivie asupra carora se exercita forțele generate prin efect Magnus, un suport de susținere a rotorului de tip colivie si a celorlalte subansamble din compunerea motorului. Comanda funcționarii motorului rotativ se realizează prin intermediul unor comutatoare de la un tablou electric de comanda si control.
Rotorul de tip colivie este poziționat vertical si este constituit dintr-un număr de elemente cilindrice identice dispuse circular si distanțate uniform intre doua discuri-suport, paralel cu axul rotorului, pe unul, doua, sau trei cercuri concentrice cu centrul discurilorsuport si cu axul rotorului din compunerea motorului conform invenției. Axul rotorului de tip colivie este montat solidar la căpătui sau superior cu discul-suport inferior in centrul sau, iar la căpătui inferior este solidar cu o iulie motoare pentru transmiterea mișcării de rotatie la o sarcina externa. Numărul de elemente cilindrice din compunerea rotorului depinde atat de puterea maxima pe care trebuie sa o dezvolte motorul rotativ conform invenției, cat si de diametrul ales al elementelor cilindrice, pentru a obține puterea maxima necesara. Elementele cilindrice sunt compuse fiecare dintr-un cilindru închis la capete cu doua capace sub forma de
CV 2 Ο 1 2 - Ο Ο 7 2 7. - 2 Β -03- 2012 disc, avand un diametru mai mare decât diametrul cilindrului cu cateva procente, un ax ce traversează prin centru cele doua capace, solidar cu acestea si doi rulmenți prin intermediul carora axul elementelor cilindrice se fixeaza in cele doua discuri - suport ale rotorului de tip colivie.
Subansamblul de furnizare, distribuire si dirijare a fluidului de acționare a rotorului prin efect Magnus este constituit in varianta cea mai compacta si ușor de construit, dintr-un ventilator centrifugal, compus dintr-un motor electric si paletele ventilatorului dispuse sub forma de coroana circulara pe acelas ax cu motorul electric sau pe un alt ax acționat de către motorul electric prin intermediul unei curele, astfel incat aerul este aspirat in zona centrala paralel cu axul pe care sunt montate paletele si refulat pe direcție radiala spre exterior, perpendicular pe axul ventilatorului si respectiv, pe generatoarea elementelor cilindrice ale rotorului de tip colivie al motorului conform invenției. Subansamblul de furnizare, distribuire si dirijare a fluidului de acționare a rotorului prin efect Magnus conform invenției nu este limitat la varianta de ventilator centrifugal. In cazul utilizării aerului ca fluid de lucru, acest subansamblu poate fi constituit si dintr-un ventilator axial prevăzut cu un deflector situat in interiorul rotorului de tip colivie, care modifică direcția curentului de aer, refularea având loc tot radial, către elementele cilindrice ale rotorului de tip colivie .
Subansamblul de acționare in mișcare de rotatie a elementelor cilindrice din compunerea rotorului de tip colivie in forma cea mai simpla si ușor de construit consta din infasurarea unei benzi de o anumita lățime sub forma unei spirale pe fiecare element cilindric din compunerea rotorului de tip colivie al motorului conform prezentei invenții.Sub acțiunea fluidului dirijat in mișcare radiala cu viteza perpendiculara pe axa de rotatie a elementelor cilindrice, spirala va pune in mișcare de rotatie flecare cilindru pe care este infasurata spirala.Frecventa de rotatie a cilindrilor depinde de valoarea vitezei fluidului de lucru, pasul spiralei si latimea spiralei.Modifîcarea frecventei de rotatie a elementelor cilindrice se poate face in acest caz numai prin modificarea valorii vitezei fluidului de lucru.Dezavantajul major al acesui mecanism simplu si ușor de construit consta in faptul ca valoarea vitezei periferice a cilindrilor din compunerea elementelor cilindrice nu poate depăși valoarea vitezei fluidului de lucru si pe cale de consecința nu se poate atinge puterea maxima a motorului rotativ conform prezentei inventii.Puterea maxima se obține pentru un raport intre valoarea vitezei periferice a cilindrilor din compunerea rotorului si valoarea vitezei fluidului de lucru a motorului conform invenției, de aproximativ 3,5.In jurul acestei valori forța Magnus asupra cilindrilor din compunerea elementelor cilindrice devine maxima.Pentru a fructifica in mod optim posibilitățile oferite de acest motor rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus, c\- 2 O 1 2 - O O 2 2 2 - 2 8 -03- 2012
subansamblul de acționare in mișcare de rotatie a elementelor cilindrice din compunerea rotorului de tip colivie al motorului conform invenției este constituit dintr-un motor electric cu turatie variabila pe al cărui ax se afla o fulie de acționare a unei curele prin care se transmite mișcarea de rotatie la o alta fulie montata solidar pe un ax tubular, prin intermediul caruia se actioneaza o curea care transmite mișcarea de rotatie elementelor cilindrice din compunerea rotorului de tip colivie prin intermediul unor falii montate in partea inferioara a axelor de rotatie a elementelor cilindrice din compunerea rotorului motorului acționai de către un fluid prin efect Magnus conform invenției.
Subansamblele ce compun motorul rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus conform invenției sunt susținute de către un suport format din trei picioare verticale legate la partea superioara de un cadru sub forma de triunghi echilateral si prevăzute la partea inferioara cu tălpi orizontale pentru fixare intr-un postament adecvat utilizării motorului. In partea inferioara a suportului motor se afla montata o carcasa solidara cu cele trei picioare ale suportului si care susține axul tubular de acționare a elementelor cilindrice prin doi rulmenți, iar axul tubular susține axul rotorului motorului conform invenției, prin alti doi rulmenți montati intre axul rotorului si axul tubular astfel incat fiecare ax se poate roti in mod independent in oricare din cele doua sensuri.Pe fiecare din cele trei picioare verticale ale suportului se afla montati in suporturi elastice, rulmenți ce exercita o anumita presiune asupra canturilor discurilor - suport din compunerea rotorului de tip colivie, pentru a compensa eventualele “batai” datorate forțelor centrifuge necompensate suficient la echilibrarea dinamica a rotorului.
Motorul electric al ventilatorului si motorul electric al acționarii elementelor cilindrice ale rotorului din compunerea motorului rotativ acționai de către un fluid prin efect Magnus conform invenției se alimentează si se comanda de la un panou electric exterior dispus intr-un loc convenabil si care sa respecte instrucțiunile de protecție a lucrului cu acest tip de motor rotativ.De la acest panou se controlează pornirea, oprirea si modificarea puterii motorului rotativ, in funcție de necesitățile utilizatorului prin intermediul a doi comutatori: unul pentru comanda motorului electric al ventilatorului si al doilea pentru comanda motorului electric de acționare a mecanismului ce pune in mișcare de rotatie elementele cilindrice din compunerea rotorului motorului conform invenției.
Motorul rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus conform invenției prezintă următoarele avantaje:
poate funcționa in mod continuu fara sa depindă de acțiunea naturala a vântului sau a unui curs de apa;
Αζ2 Ο 1 2 - Ο Ο 2 2 2 - 2 8 -03- 2012 puterea furnizata sarcinii externe se poate modifica conform necesităților de la un panou electric de comanda si control;
sensul de rotatie se poate comanda in funcție de necesitați de la panoul electric de comanda si control;
momentul cuplului motor este constant la orice turatie a rotorului daca viteza fluidului de lucru si turatia elementelor cilindrice din compunerea rotorului de tip colivie sunt constante;
- transforma o parte din energia potențiala a fluidului de lucru dirijat in mișcare radiala către elementele cilindrice ale rotorului, in lucru mecanic de către forțele generate prin efect Magnus, cat timp aceste forte pun in mișcare de rotatie rotorul motorului;
Se da in continuare un exemplu de realizare a invenției in legătură cu fig. 1.......10, care reprezintă:
-fig. 1vedere axonometrica a motorului rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus;
- fig. 2,- vedere laterala I a motorului rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus;
- fig. 3 - vedere laterala II a motorului rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus;
- fig. 4,- vedere de sus a motorului rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus ;
- fig. 5,- vedere de jos a motorului rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus; -fig.6.- secțiune verticala AA a motorului rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus;
- fig.7.- secțiune orizontala BB a motorului rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus;
- fig. 8.- secțiune orizontala CC a motorului rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus;
- fig. 9.- element cilindric rotitor ;
- fig. 10,- secțiune orizontala intr-un rotor de tip colivie cu elementele cilindrice dispuse pe trei cercuri concentrice: (2a), (2b), (2c);
Motorul rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus, conform invenției este compus dintr-un suport motor (1) de forma triunghiulara format din trei picioare verticale legate la partea superioara de un cadru sub forma de triunghi echilateral si prevăzute la partea inferioara cu tălpi orizontale pentru fixare intr-un postament adecvat utilizării motorului, un rotor (R) de tip colivie constituit din 12 elemente cilindrice (2) distribuite uniform intre doua discuri-suport (3) si (4) pe un cerc concentric cu centrul discului - suport (4) si montate intre discurile - suport prin intermediul axelor de rotatie (5) si a rulmenților (6) poziționați pe fiecare ax in apropierea capacelor (7) a elementelor cilindrice (2), un ax (8) al rotorului montat solidar la căpătui sau superior cu discul-suport inferior (4) al rotorului (R), iar la
2012-00222-2 8 -03- 2012 căpătui inferior este solidar cu o iulie motoare (9) pentru transmiterea mișcării de rotatie a rotorului (R) la o sarcina externa, un subansamblu de distribuire si dirijare a fluidului de acționare a rotorului (R) prin efect Magnus constituit dintr-un ventilator centrifugal format din electromotorul (10) si paletele (11) montate pe axul (12) al electromotorului (10) si poziționate in spațiul din interiorul rotorului (R) de tip colivie in apropierea elemente cilindrice (2), un subansamblu electro-mecanic de acționare a elementelor cilindrice (2) din compunerea rotorului (R), format dintr-un motor electric (13), pe al cărui ax (14) se afla o iulie (15) de acționare a unei curele (16), prin care se transmite mișcarea de rotatie la o alta iulie (17) montata solidar pe un ax tubular (18), prin care se actioneaza cureaua (19) care transmite mișcarea de rotatie elementelor cilindrice (2) din compunerea rotorului (R) prin intermediul fuliilor (20) montate in partea inferioara a axelor de rotatie (5) a elementelor cilindrice (2). In partea inferioara a suportului motor (1) se afla montata o carcasa (21) care susține prin doi rulmenți (22) axul tubular (18) de acționare a elementelor cilindrice (2), iar axul tubular (18) susține axul (8) al rotorului motorului conform invenției, prin alti doi rulmenți (23) montati intre axul (8) al rotorului si axul tubular (18) astfel incat fiecare ax se poate roti in mod independent in oricare din cele doua sensuri. Cele doua discuri-suport (3) si (4) sunt rigidizate si menținute paralele prin trei bolturi (24) montate pe exteriorul circumferinței elementelor cilindrice (2) in poziții situate la 120 de grade intre ele.Pe cantul celor doua discuri-suport (3) si (4), nefigurat in desene, apasa cate trei rulmenți montati pe cele trei picioare verticale ale suportului (1) prin intermediul unor elemente elastice, pentru ghidarea mișcării de rotatie a rotorului (R) de tip colivie .
Se prezintă in continuare punerea in funcțiune si posibilitățile de utilizare a motorului rotativ conform invenției. De la un panou electric de comanda si control nefigurat in desene, ce conține doua comutatoare se poate efectua pornirea, oprirea si modificarea turației electromotoarelor (10) si (13) ce actioneaza ventilatorul si elementele cilindrice (2), respectiv.Pomirea celor doua electromotoare se poate face in orice ordine si chiar simultan, fara sa existe vreun risc de defectare a motorului rotativ conform invenției.Se recomanda pornirea mai intai a electromotorului (10) de acționare a ventilatorului care va refula fluidul de lucru aspirat in zona centrala a rotorului (R), radial si perpendicular spre axele de rotatie ale elementelor cilindrice (2) din compunerea rotorului (R) tip colivie.Rotorul (R) al motorului rotativ conform invenției nu se va roti cat timp elementele cilindrice (2) nu se vor pune in mișcare de rotatie in unul din cele doua sensuri posibile, de către electromotorul (13) prin pornirea sa de la tabloul electric de comanda si control utilizând in acest scop cel de al doilea comutator.Sensul in care se va roti rotorul (R) tip colivie al motorului rotativ conform
A- 2012-00222-2 8 -03- 2012 invenției depinde numai de sensul de rotatie al elementelor cilindrice (2) care sunt puse in mișcare de un mecanism acționat de electromotorul (13), al cărui sens de rotatie este comandat de la panoul electric de comanda si control.Schimbarea sensului de rotatie a rotorului (R) tip colivie la schimbarea sensului de rotatie a elementelor cilindrice (2) are loc datorita schimbării sensului de acționare a forțelor generate prin efect Magnus. Aceste forte se aplica asupra elementelor cilindrice (2) pe direcție normala atat pe direcția vitezei fluidului pus in mișcare de către paletele (11) ale ventilatorului cat si pe axul (5) al elementelor cilindrice (2) aflate in mișcare de rotatie si sunt orientate dinspre zona in care cilindrii din compunerea elementelor cilindrice (2), au mișcarea de rotatie in sens invers vitezei de mișcare a fluidului de lucru, spre zona in care cilindrii au mișcarea de rotatie in același sens cu fluidul de lucru.Marimea forței generata prin efect Magnus asupra cilindrilor din compunerea elementelor cilindrice (2) este data de expresia matematica:
FMg = C (ρ,Δ,ω,α)· p *r2 · h· ω ·ν (a); unde,
FMg - este forța generata prin efect Magnus asupra cilindrilor din compunerea elementelor cilindrice (2); ;
C ( ρ,ω, a ) - este o constanta adimensionala, care depinde in principal de natura si densitatea p a fluidului de lucru, rugozitatea A a suprafeței cilindrilor din compunerea elementelor cilindrice (2), viteza unghiulara ω, unghiul a dintre direcția de mișcare a fluidului de lucru si axa de rotatie a elementelor cilindrice (2);
p- este densitatea fluidului de lucru;
a - este unghiul dintre direcția de mișcare a fluidului de lucru si axa de rotatie a elementelor cilindrice (2);
r - este raza cilindrilor din compunerea elementelor cilindrice (2);
h - este lungimea cilindrilor din compunerea elementelor cilindrice (2);
ω - este viteza unghiulara de rotatie a elementelor cilindrice (2);
V - este viteza de mișcare a fluidului de lucru in zona centrala a spațiului dintre cilindrii din compunerea elementelor cilindrice (2);
Din expresia matematica a forței FMg se observa ca modificarea valorii sale se poate efectua prin modificarea independenta sau simultana a mărimii vitezei unghiulare ω a elementelor cilindrice (2) si respectiv a mărimii vitezei V a fluidului de lucru.
Puterea dezvoltata de către forța FMg aplicata unui singur element cilindric (2) este data de relația matematica:
^- 2 0 1 2 - 0 0 2 2 2 -2 8 -03- 2012
Ρι = Fug · Ω· R = Fug · R· Ω = MiFMg· Ω (b); unde,
Ω - este viteza unghiulara de rotatie a rotorului (R) de tip colivie;
R - este raza cercului pe care se rotește punctul de aplicație al forței FMg considerata tangenta la acest cerc;
MiFMg - este momentul forței Magnus aplicat rotorului(R) de la un singur element cilindric(2).
Puterea totala dezvoltata de către rotorul (R) de tip colivie al motorului rotativ conform invenției va fi data de produsul dintre valoarea puterii Pi si numărul N al elementelor cilindrice (2) conținute in structura rotorului (R) a motorului rotativ conform invenției:
Ptot=N»Pi (c); unde,
N =12 in exemplul prezent;
Puterile electrice Pv si respectiv Pe// consumate de cele doua electromotoare (10) si (13) respectiv, sunt utilizate pentru punerea in mișcare a fluidului de lucru si respectiv, pentru menținerea in mișcare de rotatie a elementelor cilindrice (2) asupra carora actioneaza forțele de frecare din partea fluidului de lucru.
Raportul dintre Ptot dezvoltata de forțele generate prin efect Magnus in rotorul de tip colivie al motorului rotativ conform invenției si suma puterilor Pv si Pci/ reprezintă eficienta energetica £ a motorului rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus conform invenției:
£ =Ptot/(Pv + Pe//) (d);
Aceasta eficienta ε depinde atat de geometria constructiva a rotorului R, cat si de natura si densitatea p a fluidului de lucru, rugozitatea Δ a suprafeței cilindrilor din compunerea elementelor cilindrice (2), marimea vitezei unghiulara <y, unghiul a dintre direcția de mișcare a fluidului de lucru si axa de rotatie a elementelor cilindrice (2).
Pentru utilizarea practica a motorului rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus conform invenției, se poate etalona panoul de comanda pentru a putea stabili in funcție de necesitați, marimea vitezei fluidului v de lucru si respectiv, a vitezei unghiulare ω a elementelor cilindrice (2), pentru care motorul rotativ furnizează sarcinii externe puterea necesara si eficienta energetica maxima.
Claims (6)
- REVENDICĂRI1. Motor rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus, caracterizat prin aceea ca are in componenta un rotor (R) de tip colivie , un subansamblu de furnizare, distribuire si dirijare a fluidului de acționare a rotorului (R) prin efect Magnus, un subansamblu de acționare in mișcare de rotatie a elementelor cilindrice (2) din compunerea rotorului (R) de tip colivie, un suport (1) de susținere a rotorului (R) de tip colivie si a celorlalte subansamble din compunerea motorului rotativ si un tablou electric de comanda si control a motorului rotativ.
- 2. Motor rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus conform revendicării 1 caracterizat prin aceea ca rotorul (R) de tip colivie este constituit dintr-un număr de regula par de elemente cilindrice (2) uniform distribuite circular intre doua discuri-suport (3) si (4), pe unul (2a), doua [(2a) si (2b)], sau trei [(2a), (2b) si (2c)] cercuri concentrice cu centrul discului-suport (4) si montate intre discurile-suport (3) si (4) prin intermediul axelor de rotatie (5) si a rulmenților (6) poziționați pe fiecare ax de rotatie in apropierea capacelor (7) a elementelor cilindrice (2), un ax (8) al rotorului (R) montat la căpătui sau superior in centrul discului-suport inferior (4) solidar cu acesta, iar la căpătui inferior solidar cu o fulie motoare (9) pentru transmiterea mișcării de rotatie a rotorului (R) la o sarcina externa.
- 3. Motor rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus conform revendicării 1 si 2 caracterizat prin aceea ca subansamblul de furnizare, distribuire si dirijare a fluidului de acționare a rotorului (R) prin efect Magnus este constituit dintr-un ventilator centrifugal format din electromotorul (10) si paletele (11) montate pe axul (12) al electromotorului (10) sau pe un alt ax acționat de către motorul electric (10) si poziționate in spațiul din interiorul rotorului (R) de tip colivie, sub forma de coroana circulara in apropierea elementelor cilindrice (2);
- 4. Motor rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus conform revendicării 1, 2 si 3 caracterizat prin aceea ca subansamblul electro-mecanic de acționare a elementelor cilindrice (2) din compunerea rotorului (R), este format dintr-un motor electric (13), pe al cărui ax (14) se afla o fulie (15) de acționare a unei curele (16), prin care se transmite mișcarea de rotatie la o alta fulie (17) montata solidar pe un ax tubular (18), prin care se actioneaza cureaua (19) care transmite mișcarea de rotatie elementelor cilindrice (2) din compunerea rotorului (R) prin intermediul fuliilor (20) montate in partea inferioara a axelor de rotatie (5) a elementelor cilindrice (2).
- 5. Motor rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus conform revendicării 1, 2,3, 4 ίλ~ 2012-00222-2 9 -03- 2012 caracterizat prin aceea ca suportul (1) de susținere a rotorului (R) de tip colivie si a celorlalte subansamble din compunerea motorului este de forma triunghiulara si este format din trei picioare verticale legate la partea superioara de un cadru sub forma de triunghi echilateral, prevăzute la partea inferioara cu tălpi orizontale pentru fixare intr-un postament adecvat utilizării motorului, pe fiecare picior in dreptul discurilor-suport (3) si (4) si in contact cu acestea sunt montati prin intermediul unor elemente elastice rulmenți de ghidare a mișcării de rotatie a rotorului (R), iar la partea inferioara a suportului se afla o carcasa (21) solidara cu cele trei picioare ale suportului (1) care conține mecanismul format din doi rulmenți (22) care susțin axul tubular (18) de acționare a elementelor cilindrice (2) si axul (8) al rotorului (R) prin alti doi rulmenți (23) montati intre axul (8) al rotorului (R) si axul tubular (18) astfel incat fiecare ax se poate roti in mod independent in oricare din cele doua sensuri.
- 6. Motor rotativ acționat de către un fluid prin efect Magnus conform revendicării 1, 2, 4 si 5, caracterizat prin aceea ca intr-o alta varianta subansamblul de furnizare, distribuire si dirijare a fluidului de acționare a rotorului (R) prin efect Magnus este constituit dintr-un ventilator axial prevăzut cu un deflector situat in interiorul rotorului (R) de tip colivie, care modifică direcția curentului de aer, refularea având loc radial, către elementele cilindrice (2) ale rotorului (R) de tip colivie .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201200222A RO128937B1 (ro) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | Motor rotativ acţionat de către un fluid prin efect magnus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201200222A RO128937B1 (ro) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | Motor rotativ acţionat de către un fluid prin efect magnus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO128937A2 true RO128937A2 (ro) | 2013-10-30 |
| RO128937B1 RO128937B1 (ro) | 2016-10-28 |
Family
ID=49448392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201200222A RO128937B1 (ro) | 2012-03-28 | 2012-03-28 | Motor rotativ acţionat de către un fluid prin efect magnus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO128937B1 (ro) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2642996C2 (ru) * | 2015-07-08 | 2018-01-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр новых энергетических технологий" (ООО "ЦНЭТ") | Ветрогидроэнергетическая установка на основе использования эффекта магнуса |
-
2012
- 2012-03-28 RO ROA201200222A patent/RO128937B1/ro unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2642996C2 (ru) * | 2015-07-08 | 2018-01-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Центр новых энергетических технологий" (ООО "ЦНЭТ") | Ветрогидроэнергетическая установка на основе использования эффекта магнуса |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO128937B1 (ro) | 2016-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103221684B (zh) | 符合风/水的风力或水力双涡轮系统 | |
| US6465899B2 (en) | Omni-directional vertical-axis wind turbine | |
| US8328515B2 (en) | Wind power device | |
| US20080166242A1 (en) | Wind Turbine Rotor Projection | |
| CN101999041A (zh) | 风力发电设备 | |
| EP2236818B1 (en) | Driving force generating device | |
| CN103270292A (zh) | 用于风力和/或水力发电的跟随风/水的双涡轮系统（风追踪器） | |
| US7766602B1 (en) | Windmill with pivoting blades | |
| EP1601872A1 (en) | Vertical axis wind or water turbine | |
| CN103890381A (zh) | 组合全方向流动的涡轮机系统 | |
| KR101207023B1 (ko) | 풍력발전장치 | |
| US20110156400A1 (en) | Kinetic Energy Rotation System | |
| WO2002097264A1 (en) | Improvements in and relating to fluid turbines and devices | |
| JP2023095968A (ja) | 風力発電所 | |
| WO2010051647A1 (en) | Turbine annular axial rotor | |
| KR100971308B1 (ko) | 수개의 공중부양튜브를 이용한 공중풍력발전시스템 | |
| RO128937A2 (ro) | Motor rotativ acţionat de către un fluid prin efect magnus | |
| JP7599548B2 (ja) | 自在プロペラ、操作方法、及びその好適な利用 | |
| WO1992001866A1 (en) | Fluid-augmented free-vortex power generating apparatus | |
| CN102612597A (zh) | 优化用于层流层的流线型风力涡轮机 | |
| RU2392489C1 (ru) | Ветровая электростанция с вертикальной двухступенчатой вихревой аэротурбиной с центробежными ограничителями скорости вращения аэротурбины | |
| RU2602650C1 (ru) | Аэростатно-плавательный ветродвигатель | |
| JP2021528600A (ja) | ロータアセンブリおよびロータアセンブリを含む風車 | |
| CN204003264U (zh) | 一种能够建风电场的高空发电装置 | |
| RU2482328C1 (ru) | Поливиндроторный энергоблок |