RU101740U1 - ROTARY WIND WHEEL WITH COMBINED BLADES FOR A WIND ENGINE - Google Patents

ROTARY WIND WHEEL WITH COMBINED BLADES FOR A WIND ENGINE Download PDF

Info

Publication number
RU101740U1
RU101740U1 RU2010123698/06U RU2010123698U RU101740U1 RU 101740 U1 RU101740 U1 RU 101740U1 RU 2010123698/06 U RU2010123698/06 U RU 2010123698/06U RU 2010123698 U RU2010123698 U RU 2010123698U RU 101740 U1 RU101740 U1 RU 101740U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
wind wheel
wheel according
driven
rotary wind
Prior art date
Application number
RU2010123698/06U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Никанорович Кондрашов
Елена Александровна Салдина
Елена Борисовна Бычкунова
Сергей Борисович Вениг
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского"
Priority to RU2010123698/06U priority Critical patent/RU101740U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU101740U1 publication Critical patent/RU101740U1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

1. Роторное ветроколесо ветродвигателя, характеризующееся тем, что содержит не менее двух радиально расположенных вокруг бобышки и жестко скрепленных с ней лопастей двух разных типов: ведущей и ведомой, кинематически связанных между собой с помощью передаточного механизма, передаточное отношение которого выбрано из условий оптимального режима работы ведомой лопасти, при этом бобышка выполнена с возможностью закрепления на рабочем валу ветродвигателя. ! 2. Роторное ветроколесо по п.1, характеризующееся тем, что ведущая лопасть содержит самовращающийся ротор Савониуса, а ведомая лопасть выполнена в виде ротора-цилиндра Флетнера. ! 3. Роторное ветроколесо по п.1, характеризующееся тем, что передаточный механизм выполнен в виде ременной передачи. ! 4. Роторное ветроколесо по п.1, характеризующееся тем, что передаточный механизм выполнен в виде шестеренчатой передачи. ! 5. Роторное ветроколесо по п.1, характеризующееся тем, что кинематическая связь лопастей осуществлена посредством лобовой фрикционной передачи. ! 6. Роторное ветроколесо по п.2, характеризующееся тем, что в конструкцию как ведущих, так и ведомых роторов включена рама жесткости. ! 7. Роторное ветроколесо по п.2, характеризующееся тем, что в состав ведущих роторов включен разобщающий механизм фрикционной центробежной муфты, расположенный между ведущим ротором и введенной угловой шестеренчатой передачей. ! 8. Роторное ветроколесо по п.2, характеризующееся тем, что ведущий ротор снабжен электрогенератором, а ведомый ротор содержит электродвигатель. ! 9. Роторное ветроколесо по п.6, характеризующееся тем, что оно снабжено маховиком-аккумулятором, размещен� 1. The rotary wind wheel of the wind turbine, characterized in that it contains at least two blades radially arranged around the boss and blades rigidly attached to it of two different types: driving and driven, kinematically connected to each other using a gear mechanism, the gear ratio of which is selected from the conditions of optimal operation the driven blade, while the boss is made with the possibility of fixing on the working shaft of the wind turbine. ! 2. The rotary wind wheel according to claim 1, characterized in that the driving blade contains a self-rotating Savonius rotor, and the driven blade is made in the form of a Fletner rotor-cylinder. ! 3. The rotary wind wheel according to claim 1, characterized in that the transmission mechanism is made in the form of a belt drive. ! 4. The rotary wind wheel according to claim 1, characterized in that the transmission mechanism is made in the form of a gear transmission. ! 5. The rotary wind wheel according to claim 1, characterized in that the kinematic connection of the blades is carried out by means of a frontal friction gear. ! 6. The rotary wind wheel according to claim 2, characterized in that a stiffening frame is included in the design of both the driving and driven rotors. ! 7. The rotary wind wheel according to claim 2, characterized in that the leading rotors include a uncoupling mechanism of the friction centrifugal clutch located between the leading rotor and the introduced angular gear transmission. ! 8. The rotor wind wheel according to claim 2, characterized in that the driving rotor is equipped with an electric generator, and the driven rotor contains an electric motor. ! 9. The rotary wind wheel according to claim 6, characterized in that it is equipped with a flywheel-accumulator, is placed�

Description

Полезная модель относиться к энергетике и может быть использована в ветродвигателях для превращения энергии ветра, в механическую энергию.The utility model relates to energy and can be used in wind turbines to convert wind energy into mechanical energy.

Известно рабочее (роторное) ветроколесо, работающее за счет эффекта Магнуса (с числом лопастей более одной). Лопасти ветроколеса представляют собой роторы Савониуса, как имеющие аэродинамические концевые шайбы, так и без них, расположенные радиально по отношению к рабочему валу и жестко с ним скреплены (см. Б.Н.Кондрашов, В.В.Антонов, «Два аэродинамических эффекта роторных ветродвигателей», Межвузовский сборник. Вопросы прикладной физики, СГУ, Вып.7, 2001, с.16).A working (rotary) wind wheel is known to work due to the Magnus effect (with the number of blades more than one). The blades of the wind wheel are Savonius rotors, both with and without aerodynamic end washers, located radially with respect to the working shaft and rigidly fastened to it (see B.N. Kondrashov, V.V. Antonov, “Two aerodynamic effects of rotor of wind engines ", Interuniversity collection. Issues of Applied Physics, SSU, Issue 7, 2001, p.16).

Недостатками такого ветроколеса является более низкое аэродинамическое качество самовращающегося ротора Савониуса по сравнению с принудительно вращающимися цилиндрами.The disadvantages of such a wind wheel are the lower aerodynamic quality of the Savonius self-rotating rotor compared to forcibly rotating cylinders.

Известен роторный ветродвигатель, работающий на эффекте Магнуса, в котором роторы-цилиндры, входящие в состав рабочего колеса, приводятся во вращение, через систему передач, традиционным лопастным ветроколесом, расположенным перед роторным ветроколесом и соосным ему (см. патент РФ №2067211, МПК F03D 1/00, F03D 1/06).Known rotor wind turbine operating on the Magnus effect, in which the rotor cylinders included in the impeller are rotated, through a gear system, with a traditional blade wind turbine located in front of the rotor wind wheel and coaxial with it (see RF patent No. 2067211, IPC F03D 1/00, F03D 1/06).

Однако разделение в ветродвигателях рабочих колес на приводное и рабочее, по существу, приводит к объединению двух расположенных друг за другом веторколес. Причем роторное ветроколесо оказывается расположенным в возмущенном потоке воздуха, создаваемым лопастным ветроколесом, что отрицательно сказывается на аэродинамике роторов рабочего колеса.However, the separation in the wind turbines of the impellers on the drive and working, in essence, leads to the union of two wind-wheels located one after another. Moreover, the rotor wind wheel is located in a perturbed air stream created by the blade wind wheel, which negatively affects the aerodynamics of the impeller rotors.

Известен ветродвигатель с роторами Магнуса, содержащее ветроколесо с горизонтальным валом, радиальные лопасти в виде цилиндров с торцевыми дисками, приводы для вращения цилиндров и электрогенератор, причем приводы выполнены в виде роторов типа Савониуса, которые установлены на осях вращения цилиндров и жестко связаны с ними (см. патент РФ №2189494, МПК F03D 1/00).A wind turbine with Magnus rotors is known, containing a wind wheel with a horizontal shaft, radial blades in the form of cylinders with end disks, drives for rotating cylinders and an electric generator, the drives being made in the form of Savonius rotors that are mounted on the axes of rotation of the cylinders and are rigidly connected to them (see RF patent No. 2189494, IPC F03D 1/00).

Однако при сочетании в одной лопасти и ротора-цилиндра, и жестко связанного с ним ротора Савониуса не удается создать оптимальный режим между угловой скоростью вращения разнородных по конструкции роторов и скоростью набегающего потока.However, when combined in one blade and the rotor-cylinder, and the Savonius rotor rigidly connected with it, it is not possible to create the optimal mode between the angular speed of rotation of rotors of a heterogeneous design and the speed of the incoming flow.

Известен ветродвигатель с роторными лопастями и тремя степенями свободы, рабочее ветроколесо, которого состоит из ротора Савониуса и ротора-цилиндра Флетнера, жестко скрепленных на общей оси и расположенных на противоположных сторонах от бобышки относительно рабочего вала. Введенная дополнительная ось превращает роторы в систему с тремя степенями свободы, и рабочее движение ветроколеса осуществляется за счет сил Магнуса и гироскопических сил (см. патент РФ №2317440, МПК F03D 1/00).A known wind turbine with rotor blades and three degrees of freedom, a working wind wheel, which consists of a Savonius rotor and a Fletner rotor cylinder, rigidly fastened on a common axis and located on opposite sides of the boss relative to the working shaft. The introduced additional axis turns the rotors into a system with three degrees of freedom, and the working movement of the wind wheel is carried out due to Magnus forces and gyroscopic forces (see RF patent No. 2317440, IPC F03D 1/00).

Однако совмещение на одной общей оси двух роторов - самовращающегося - Савониуса и вращаемого им ротора-цилиндра Флетнера, расположенных по разные стороны относительно оси рабочего вала приводит к возникновению сил, действующих в противоположных направлениях, тем самым, уменьшая вклад аэродинамических сил в рабочее движение ветроколеса и основной вклад в движение осуществляют гироскопические силы.However, the combination on one common axis of two rotors - self-rotating - Savonius and the Fletner rotor-cylinder rotated by them, located on opposite sides relative to the axis of the working shaft, leads to the emergence of forces acting in opposite directions, thereby reducing the contribution of aerodynamic forces to the working movement of the wind wheel and gyroscopic forces make the main contribution to the movement.

Задачей полезной модели является повышение аэродинамического качества рабочего (роторного) ветроколеса ветродвигателя с роторными лопастями, использующего эффект Магнуса, в качестве основного для приведения во вращение рабочего ветроколеса.The objective of the utility model is to increase the aerodynamic quality of the working (rotary) wind turbine of a wind turbine with rotor blades using the Magnus effect as the main one for bringing the working wind wheel into rotation.

Технический результат заключается в совмещении в одном рабочем ветроколесе роторных лопастей разного назначения, самовращающихся - ведущих и приводимых во вращение ведущими - ведомых лопастей.The technical result consists in combining in one working wind wheel rotor blades for various purposes, self-rotating - leading and driven by leading - driven blades.

Поставленная задача достигается тем, что роторное ветроколесо ветродвигателя, содержит не менее двух, радиально расположенных вокруг бобышки и жестко скрепленных с ней лопастей двух разных типов: ведущей и ведомой, кинематически связанных между собой с помощью передаточного механизма, передаточное отношение которого выбрано из условий оптимального режима работы ведомой лопасти, при этом бобышка выполнена с возможностью закрепления на рабочем валу ветродвигателя.The problem is achieved in that the rotor wind wheel of the wind turbine contains at least two blades radially arranged around the boss and blades rigidly fastened with it of two different types: driving and driven, kinematically connected to each other using a gear mechanism, the gear ratio of which is selected from the conditions of the optimal mode the work of the driven blade, while the boss is made with the possibility of fixing on the working shaft of the wind turbine.

Ведущая лопасть содержит самовращающийся ротора Савониуса, а ведомая лопасть выполнена в виде ротора-цилиндра Флетнера.The leading blade contains a self-rotating Savonius rotor, and the driven blade is made in the form of a Fletner rotor-cylinder.

Передаточный механизм выполнен в виде ременной передачи или в виде шестеренчатой передачи.The transmission mechanism is made in the form of a belt drive or in the form of a gear transmission.

Кинематическая связь лопастей осуществлена посредством лобовой фрикционной передачи.The kinematic connection of the blades is carried out by means of a frontal friction transmission.

В конструкцию как ведущих, так и ведомых роторов включена рама жесткости.The design of both the leading and driven rotors includes a stiffness frame.

Роторное ветроколесо снабжено маховиком-аккумулятором, размещенным на раме жесткости.The rotor wind wheel is equipped with a flywheel-accumulator located on the stiffness frame.

В состав ведущих роторов включен разобщающий механизм фрикционной центробежной муфты, расположенный между ведущим ротором и введенной угловой шестеренчатой передачей.The leading rotors include the uncoupling mechanism of the friction centrifugal clutch located between the leading rotor and the introduced angular gear transmission.

Ведущий ротор снабжен электрогенератором, а ведомый ротор содержит электродвигатель.The leading rotor is equipped with an electric generator, and the driven rotor contains an electric motor.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 - приведен общий вид двухлопастного ветроколеса с ременной передачей (приводом) вращающего момента от ведущей лопасти к ведомой (вид сбоку); на фиг.2 - приведен общий вид двухлопастного ветроколеса с шестеренчатой передачей вращающего момента от ведущей лопасти к ведомой (вид сбоку); на фиг.3 - приведен общий вид ветроколеса с любым числом лопастей и приводом от ведущей лопасти к ведомой с помощью лобовой фрикционной передачи (вид сбоку); на фиг.4 - приведен общий вид ветроколеса с любым числом лопастей угловой конической передачей, центробежной фрикционной муфтой сцепления, рамой жесткости и маховиком (вид сбоку); на фиг.5 - приведен общий вид роторного ветроколеса с любым количеством лопастей и электрической передачей крутящего момента (вид сбоку),The utility model is illustrated by drawings, where in Fig. 1 is a general view of a two-blade wind wheel with belt transmission (drive) of torque from a driving blade to a driven one (side view); figure 2 - shows a General view of a two-blade wind turbine with gear transmission of torque from the leading blade to the driven (side view); figure 3 - shows a General view of a wind wheel with any number of blades and a drive from the leading blade to the driven using a frontal friction gear (side view); figure 4 - shows a General view of the wind wheel with any number of blades angular bevel gear, centrifugal friction clutch, frame stiffness and flywheel (side view); figure 5 - shows a General view of a rotary wind turbine with any number of blades and electric transmission of torque (side view),

гдеWhere

1. ось ведущего ротора;1. axis of the driving rotor;

2. ведущий ротор (ротор Савониуса);2. drive rotor (Savonius rotor);

3. ведущий шкив;3. drive pulley;

4. промежуточный шкив;4. intermediate pulley;

5. ведомый ротор (ротор-цилиндр Флетнера);5. driven rotor (Fletner rotor-cylinder);

6. ось ведомого ротора;6. axis of the driven rotor;

7. бобышка;7. boss;

8. рабочий вал;8. working shaft;

9. рама жесткости;9. stiffness frame;

10. ось промежуточных шкивов;10. axle of intermediate pulleys;

11. ведомый шкив;11. driven pulley;

12. ведущая шестерня;12. pinion gear;

13. промежуточные шестерни;13. intermediate gears;

14. ведомая шестерня;14. driven gear;

15. ведущее колесо лобовой передачи;15. front wheel drive;

16. промежуточный диск лобовой передачи;16. intermediate disk frontal transmission;

17. ведомое колесо лобовой передачи;17. driven wheel frontal transmission;

18. маховик-аккумулятор (обечайка);18. flywheel-accumulator (shell);

19. фрикционная центробежная муфта;19. friction centrifugal clutch;

20. ротор электрогенератора;20. electric generator rotor;

21. электродвигатель.21. electric motor.

Лопасть роторного ветроколеса это ветроприемный элемент ветродвигателя, входящий в конструкцию ветроколеса, представляющий собой тот, или иной тип вращающегося ротора, ось которого расположена радиально относительно оси рабочего вала и скреплена с ним тем, или иным способом, с тем, что бы передать вращающий момент, возникающий от взаимодействия потока воздуха с вращающимся ротором рабочему валу.The rotor blade of a wind turbine is a wind receiving element of a wind turbine, which is part of the construction of the wind turbine, which is one or another type of rotating rotor, the axis of which is located radially relative to the axis of the working shaft and fastened with it in one way or another, in order to transmit torque, arising from the interaction of the air flow with a rotating rotor to the working shaft.

В заявляемой полезной модели лопасти разделены по их назначению на два типа - ведущие и ведомые.In the claimed utility model, the blades are divided according to their purpose into two types - leading and driven.

Ведущая лопасть содержит самовращающийся ротор Савониуса, который при взаимодействии с набегающим потоком воздуха создает большой крутящий момент относительно оси ротора, но не слишком большой крутящий момент относительно рабочего вала возникающий за счет силы Магнуса, при взаимодействии набегающего потока с ротором Савониуса.The leading blade contains a self-rotating Savonius rotor, which when interacting with the incoming air stream creates a large torque relative to the axis of the rotor, but not too large torque relative to the working shaft arising due to Magnus force, when the incident flow interacts with the Savonius rotor.

Вращающийся в потоке воздуха ротор Савониуса, так называемый вингротор, не требует внешнего привода и является самовращающимся устройством.The Savonius rotor rotating in the air stream, the so-called wing rotor, does not require an external drive and is a self-rotating device.

Цилиндр Флетнера приводится во вращение каким-нибудь внешним по отношению к нему двигателем, в нашем случае эту функцию выполняет ротор Савониуса.The Fletner cylinder is driven into rotation by some engine external to it; in our case, this function is performed by the Savonius rotor.

Ведущая лопасть состоит из самовращающегося на оси ведущего ротора 1 ротора Савониуса 2, причем ось ротора 1 тем или иным способом соединена с бобышкой 7, обеспечивающей передачу крутящего момента от ротора Савониуса 2 к рабочему валу ветродвигателя 8.The leading blade consists of a Savonius rotor 2 self-rotating on the axis of the leading rotor 1, and the axis of the rotor 1 is connected in one way or another to the boss 7, which transfers torque from the Savonius rotor 2 to the working shaft of the wind turbine 8.

Ведомая лопасть содержит вращаемый вокруг оси 6, каким-либо, внешним устройством цилиндр 5, так называемый ротор-цилиндр Флетнера, который при взаимодействии с набегающим потоком воздуха создает за счет силы Магнуса максимально возможный для роторов крутящий момент относительно оси рабочего вала 8.The driven blade contains a cylinder 5, rotated around the axis 6, by some external device, the so-called Fletner rotor-cylinder, which when interacting with the incoming air flow creates due to the Magnus force the maximum torque possible for the rotors relative to the axis of the working shaft 8.

Устройство (фиг.1) представляет собой рабочее ветроколесо ветродвигателя, состоящее из двух лопастей, расположенных радиально и симметрично относительно бобышки 7, скрепленной с рабочим валом 8 ветродвигателя. Причем, согласно решению, одна из лопастей представляет из себя самовращающийся ротор - например, ротор Савониуса 2, снабженный торцевыми аэродинамическими шайбами, вращающийся вокруг оси 1, жестко скрепленной с бобышкой 7 - это ведущая лопасть. Вторая лопасть - ведомая, представляющая собой цилиндр с торцевыми аэродинамическими шайбами - ротор-цилиндр Флетнера 5, который может вращаться вокруг оси 6, жестко скрепленной с бобышкой 7. Передача крутящего момента от ведущей лопасти к ведомой осуществляется за счет ременной передачи, состоящей из ведущего шкива 3, жестко сцепленного с самовращающимся ротором 2, промежуточных шкивов 4 скрепленных с осью промежуточных шкивов 10 и ведомого шкива 11, жестко связанного с ротором-цилиндром Флетнера 5, причем вращение ведущей и ведомой лопастей происходит в противоположные стороны.The device (figure 1) is a working wind turbine of a wind turbine, consisting of two blades located radially and symmetrically relative to the boss 7, fastened to the working shaft 8 of the wind turbine. Moreover, according to the decision, one of the blades is a self-rotating rotor - for example, a Savonius rotor 2, equipped with end aerodynamic washers, rotating around axis 1, rigidly fastened to the boss 7 - this is the leading blade. The second blade is a driven one, which is a cylinder with end aerodynamic washers - the Fletner rotor-cylinder 5, which can rotate around an axis 6, rigidly fastened to the boss 7. Torque is transmitted from the driving blade to the driven one by a belt drive consisting of a driving pulley 3, rigidly coupled to a self-rotating rotor 2, intermediate pulleys 4 fastened to the axis of the intermediate pulleys 10 and the driven pulley 11, rigidly connected with the rotor-cylinder Fletner 5, and the rotation of the leading and driven blades roiskhodit in opposite directions.

Устройство (фиг.2) представляет собой двухлопастное рабочее ветроколесо аналогичное вышеописанному, но передача крутящего момента от ведущей лопасти 2 к ведомой 5 осуществляется за счет шестеренчатой передачи, состоящей из ведущей шестерни 12, жестко связанной ротором Савониуса 2, ведущей лопасти, промежуточных шестерен 13 и ведомой шестерни 14, жестко связанной с ротором-цилиндром Флетнера 6 - ведомой лопасти.The device (figure 2) is a two-blade working wind wheel similar to the above, but the transmission of torque from the driving blade 2 to the driven 5 is carried out by a gear transmission consisting of a driving gear 12, rigidly connected by a Savonius rotor 2, a driving blade, intermediate gears 13 and driven gear 14, rigidly connected with the rotor-cylinder of Fletner 6 - driven blades.

Устройство (фиг.3) представляет собой рабочее ветроколесо, состоящее из любого количества лопастей, расположенных радиально относительно бобышки 7, скрепленной с рабочим валом 8. Часть лопастей представляют самовращающиеся вокруг осей 1, жестко скрепленных с бобышкой 7 роторы Савониуса 2, а часть лопастей роторы-цилиндры Флетнера 5, способные вращаться вокруг осей 6, жестко скрепленных с бобышкой 7. Передача крутящего (вращательного) момента от роторов Савониуса 2 роторам-цилиндрам Флетнера 5 осуществляется за счет лобовой фрикционной передачи, состоящей из ведущего колеса 15, жестко скрепленного с ротором Савониуса 2, ведомого колеса 17, жестко связанного с ротором-цилиндром Флетнера 5 и промежуточного диска лобовой фрикционной передачи 16.The device (figure 3) is a working wind wheel, consisting of any number of blades located radially relative to the boss 7, fastened to the working shaft 8. Some of the blades are self-rotating around the axis 1, rigidly fastened to the boss 7, the rotors of Savonius 2, and part of the blades rotors -Fletner cylinders 5, capable of rotating around axles 6, rigidly fastened to the boss 7. Transmission of torque (rotational) moment from the Savonius rotors 2 to the Fletner 5 rotor cylinders due to the frontal friction gear and consisting of a driving wheel 15, rigidly fastened to the Savonius rotor 2, driven wheel 17, rigidly associated with the rotor-Fletnera cylinder 5 and the intermediate disk frontal friction gear 16.

Устройство (фиг.4) представляет собой рабочее ветроколесо, состоящее из любого количества лопастей расположенных радиально относительно бобышки 7, жестко скрепленной с рабочим валом 8, как и в предыдущем случае, лопасти делятся на ведомые и ведущие. Но, в отличие от предыдущего варианта оси лопастей 1 и 6 имеют дополнительные точки опоры за счет введения в состав лопастей рабочего ветроколеса рамы жесткости 9, скрепленной с бобышкой 7. Помимо этого в состав рабочего ветроколеса согласно решению вводится маховик-аккумулятор 18, представляющий собой обруч, охватывающий лопасти рабочего ветроколеса, скрепленный с дальним от бобышки 7 концом рамы жесткости 9 и расположенный симметрично относительно оси рабочего вала 8. Передача крутящего момента от ведущей лопасти 2 к ведомой 5 осуществляется косозубой шестеренчатой передачей, состоящей из ведущей шестерни 12, связанной с ротором Савониуса 2 через фрикционную центробежную муфту 19, ведомой шестерни 14, жестко связанной с ротором-цилиндром Флетнера 5 и промежуточной шестерни 13.The device (figure 4) is a working wind wheel, consisting of any number of blades located radially relative to the boss 7, rigidly fastened to the working shaft 8, as in the previous case, the blades are divided into driven and leading. But, unlike the previous version, the axes of the blades 1 and 6 have additional support points due to the introduction of the stiffening frame 9 fixed to the boss 7 into the blades of the working wind wheel. In addition, according to the solution, the flywheel-accumulator 18, which is a hoop, is introduced into the working wind wheel , covering the blades of the working wind wheel, fastened to the end of the stiffening frame 9 far from the boss 7 and located symmetrically with respect to the axis of the working shaft 8. The torque is transmitted from the driving blade 2 to the driven 5 I helical pinion gear consisting of a pinion 12 associated with the Savonius rotor 2 via a centrifugal clutch 19, the friction, the driven gear 14 rigidly connected to the cylinder-Fletnera rotor 5 and the intermediate gear 13.

Устройство (фиг.5) представляет собой рабочее ветроколесо, состоящее из любого количества лопастей, расположенных радиально относительно бобышки 7, жестко скрепленной с рабочим валом 8, как и в предыдущих случаях. Но здесь ведущая лопасть приводит во вращение генератор тока, жестко, или через посредство, например, фрикционной центробежной муфты, соединенный с ротором Савониуса 2 (не указанной на фиг.5, но аналогичной муфте 19, изображенной на фиг.4). Полученная генератором энергия передается на ведомые лопасти, включающие в себя роторы-цилиндры Флетнера 5, приводимые во вращение электромоторами приводов, оси которых соединены с осями электромоторов (чтобы не загружать фигуру на ней отсутствуют провода, передающие электроэнергию от генератора к мотору и электронные блоки управления электромотором). Одна ведущая лопасть с генератором, может обеспечить энергией от одной до нескольких ведомых лопастей.The device (figure 5) is a working wind wheel, consisting of any number of blades located radially relative to the boss 7, rigidly fastened to the working shaft 8, as in previous cases. But here, the drive blade drives the current generator, rigidly, or through, for example, a friction centrifugal clutch connected to the Savonius rotor 2 (not shown in FIG. 5, but similar to clutch 19, shown in FIG. 4). The energy received by the generator is transmitted to the driven blades, which include Fletner 5 rotor cylinders, driven by electric motors of the drives, the axes of which are connected to the axes of the electric motors (in order not to load a figure, there are no wires transmitting electricity from the generator to the motor and electronic control units of the electric motor ) One driving blade with a generator can provide energy from one to several driven blades.

На фигурах 1-5, чтобы не загружать их, не изображены устройства, ограничивающие осевое смещение деталей рабочего ветроколеса, например, стопорные кольца, а число изображенных роторов ограничивается двумя. Кроме всего прочего для самовращающихся роторов - используется название ротор Савониуса, хотя возможно использование любых других самовращающихся роторов и турбин, например турбин Горлова.In figures 1-5, so as not to load them, devices that limit the axial displacement of parts of the working wind wheel, for example, retaining rings, are not shown, and the number of rotors shown is limited to two. Among other things, for self-rotating rotors - the name Savonius rotor is used, although it is possible to use any other self-rotating rotors and turbines, for example Gorlov turbines.

Рабочее ветроколесо, приведенное на фиг.1, работает следующим образом.The working wind wheel shown in figure 1, operates as follows.

Рабочее колесо ориентируется на ветер, т.е, таким образом, чтобы ось рабочего вала 8 совпадала с направлением ветра, рабочим ветроколесом навстречу ветру. Набегающий на ветроколесо поток воздуха раскручивает свободно вращающийся ротор Савониуса 2, входящий в ведущую лопасть, вокруг оси 1 и передает крутящий момент через передаточный механизм от ротора Савониуса 2, через ведущий 3, промежуточные 4 и ведомый 11 шкивы ременной передачи на ротор-цилиндр Флетнера 5, входящего в ведомую лопасть. Лопасти, ведущая и ведомая, начинают вращаться вокруг своих осей 1 и 6, причем, в противоположные стороны и, взаимодействуя с набегающим потоком воздуха, под действием силы Магнуса создают пару сил, крутящий момент которых заставляет рабочее ветроколесо, а вместе с ним и рабочий вал 8, вращаться вокруг оси рабочего вала.The impeller is guided by the wind, i.e., so that the axis of the working shaft 8 coincides with the direction of the wind, the working wind wheel towards the wind. The air flow incident on the windwheel spins the freely rotating Savonius rotor 2, which enters the driving blade, around the axis 1 and transmits torque through the transmission mechanism from the Savonius rotor 2, through the driving 3, intermediate 4 and driven 11 pulley belt pulleys to the Fletner rotor-cylinder 5 entering the driven blade. The blades, leading and driven, begin to rotate around their axes 1 and 6, and, in opposite directions and interacting with the incoming air flow, under the action of the Magnus force they create a pair of forces, the torque of which causes the working wind wheel, and with it the working shaft 8, rotate around the axis of the working shaft.

Аналогичным образом работает и двухлопастное рабочее ветроколесо, приведенное на фиг.2. Отличие от предыдущего варианта в том, что крутящий момент от ведущей лопасти 2 к ведомой 5 осуществляется шестеренчатой передачей от ведущей шестерни 12, сцепленной с ротором Савониуса 2, через промежуточные шестерни 13, к ведомой шестерне 14, сцепленной с ротором-цилиндром Флетнера 5.The two-bladed working wind wheel shown in FIG. 2 works in a similar way. The difference from the previous version is that the torque from the driving blade 2 to the driven 5 is carried out by a gear from the driving gear 12 coupled to the Savonius rotor 2, through the intermediate gears 13, to the driven gear 14 coupled to the Fletner rotor-cylinder 5.

Рабочее ветроколесо, приведенное на фиг.3 может содержать любое количество ведущих и ведомых лопастей, как четное, так и нечетное количество, причем один ротор Савониуса 2, может приводить во вращение не менее одного ротора-цилиндра Флетнера 5.The working wind wheel shown in figure 3 may contain any number of leading and driven blades, both odd and even, and one Savonius rotor 2, can rotate at least one rotor-cylinder Fletner 5.

Рабочее ветроколесо, приведенное на фиг.3, работает следующим образом.Working wind wheel, shown in figure 3, works as follows.

Рабочее ветроколесо ориентируется, как и в предыдущие варианты, на ветер, набегающий поток воздуха раскручивает ротор Савониуса 2, который передает крутящий момент от ведущего колеса 15, жестко сцепленного с ротором Савониуса 2 через промежуточный диск 16 лобовой фрикционной передачи ведомому колесу 17, жестко связанному с ротором-цилиндром Флетнера 5 через лобовую фрикционную передачу. Раскрученные роторы Савониуса 2 и роторы-цилиндры Флетнера 5, взаимодействуя с набегающим потоком воздуха, под действием аэродинамической силы Магнуса придают всему рабочему ветроколесу и жестко связанному с ним рабочему валу 8 крутящий момент, вокруг оси рабочего вала 1 или 6.The working wind wheel is guided, as in previous versions, to the wind, an incoming air stream spins the Savonius rotor 2, which transmits torque from the driving wheel 15, rigidly coupled to the Savonius rotor 2 through the intermediate disk 16 of the frontal friction transmission to the driven wheel 17, rigidly connected with the Fletner rotor-cylinder 5 through the frontal friction gear. Spinning Savonius rotors 2 and Fletner 5 rotors-cylinders, interacting with the incoming air stream, under the influence of the aerodynamic force of Magnus, give the whole working wind wheel and working shaft 8 rigidly connected to it, torque around the axis of the working shaft 1 or 6.

Рабочее ветроколесо, приведенное на фиг.4, может включать в себя любое число лопастей, как ведущих, так и ведомых, но не менее двух, одна из которых обязательно должна быть ведущей. Работает ветроколесо следующим образом.The working wind wheel shown in figure 4, may include any number of blades, both leading and driven, but not less than two, one of which must be leading. The wind wheel works as follows.

Рабочее ветроколесо ориентируется на ветер, т.е. таким образом, чтобы ось рабочего вала совпадала с направлением ветра, рабочим ветроколесом навстречу ветру. Набегающий на ветроколесо поток воздуха раскручивает свободно вращающийся на оси 1 ротор Савониуса 2. Крутящий момент, возникший при этом, передается на фрикционную центробежную муфту 19, которая первоначально разобщает ротор Савониуса 2 от механизма, передающего крутящий момент от ведущей лопасти к ведомой, что уменьшает величину страгивающего момента и позволяет свести к минимальному, для данного типа самовращающегося ротора, скорость воздушного потока, при котором ротор приводится в движение. При достижении ротором расчетной скорости вращения, фрикционная центробежная муфта 19 сцепляет ротор Савониуса 2 с ведущей шестерней 12 угловой зубчатой передачи и та, передает крутящий момент через промежуточную шестерню 13, ведомой шестерне 14, жестко сцепленной с ротором-цилиндром Флетнера 5. Передаточный механизм не только обеспечивает передачу крутящего момента от ведущей лопасти 2 к ведомой 5, но и определяет нужное направление вращения и оптимальную скорость вращения ротора-цилиндра Флетнера 5, что определяется конструкцией передаточного механизма и его редукцией. Пришедшие во вращение лопасти как ведомые, так и ведущие при взаимодействии с набегающим потоком воздуха создают под действием аэродинамической силы Магнуса, момент вращения роторов входящих в состав как ведущих, так и ведомых лопастей, а, следовательно, и всего рабочего ветроколеса, жестко, через бобышку 7, связанного с рабочим валом 8, относительно оси рабочего вала. Таким образом, осуществляется рабочее движение ветроколеса.The working wind wheel is oriented to the wind, i.e. so that the axis of the working shaft coincides with the direction of the wind, with a working wind wheel towards the wind. The air flow incident on the windwheel spins the Savonius 2 rotor freely rotating on axis 1. The torque arising from this is transmitted to the friction centrifugal clutch 19, which initially disconnects the Savonius 2 rotor from the mechanism transmitting torque from the driving blade to the driven one, which reduces the value of the moving moment and allows us to reduce to the minimum, for this type of self-rotating rotor, the air flow velocity at which the rotor is set in motion. When the rotor reaches the calculated rotation speed, the friction centrifugal clutch 19 engages the Savonius rotor 2 with the pinion gear 12 of the angular gear transmission and it transmits torque through the intermediate gear 13, the driven gear 14, rigidly coupled to the Fletner rotor-cylinder 5. The transmission mechanism is not only provides torque transmission from the leading blade 2 to the driven 5, but also determines the desired direction of rotation and the optimal rotation speed of the Fletner rotor-cylinder 5, which is determined by the design of the gear mechanism and its reduction. The rotor blades that came into rotation, both driven and driven, interacting with the incoming air flow create, under the influence of Magnus aerodynamic force, the rotational moment of the rotors included in both the driving and driven blades, and, consequently, the entire working wind wheel, rigidly through the boss 7 associated with the working shaft 8, relative to the axis of the working shaft. Thus, the working movement of the wind wheel is carried out.

Рабочее ветроколесо, приведенное на фиг.5 работает следующим образом. Набегающий поток воздуха раскручивает ротор Савониуса 2. Он передает крутящий момент ротору электрогенератора 20, который через блок управления передает электроэнергию электродвигателю 21 ведомой лопасти. Электродвигатель 21 приводит во вращения жестко связанный с ним ротор-цилиндр Флетнера 5, который может включать любое число лопастей, как ведущих, так и ведомых, но не менее двух, но при любом числе лопастей, не менее чем одна из них должна быть ведущей. Самовращающийся ротор, например, ротор Савониуса 2, входящий в состав ведущей лопасти, приводит во вращение ротор электрогенератора 20, ось которого жестко, или через посредство муфт и редуктора не показанных на фигуре связана с самовращающимся ротором. Электроэнергия, полученная в электрогенераторе 20, через электронный блок управления (не показанный на фиг.5) передается на электродвигатель 21, входящий в состав ведомой лопасти, причем ось электродвигателя жестко связана с ротором Савониуса 2.The working wind wheel shown in figure 5 works as follows. The incoming air stream spins the Savonius rotor 2. It transmits torque to the rotor of the electric generator 20, which, through the control unit, transfers electricity to the electric motor 21 of the driven blade. The electric motor 21 drives the Fletner rotor-cylinder 5, which is rigidly connected with it, which can include any number of blades, both leading and driven, but not less than two, but with any number of blades, at least one of them must be leading. A self-rotating rotor, for example, a Savonius rotor 2, which is part of the driving blade, rotates the rotor of the electric generator 20, the axis of which is rigidly, or through couplings and a gearbox not shown in the figure, connected with a self-rotating rotor. The electric energy obtained in the electric generator 20 is transmitted through an electronic control unit (not shown in FIG. 5) to an electric motor 21, which is part of the driven blade, the axis of the electric motor being rigidly connected to the Savonius rotor 2.

Комбинация роторных лопастей разного назначения позволяет получить максимальный крутящий момент на ведущих лопастях и максимальный аэродинамический эффект на ведомых лопастях.The combination of rotor blades for different purposes allows you to get maximum torque on the leading blades and maximum aerodynamic effect on the driven blades.

Claims (9)

1. Роторное ветроколесо ветродвигателя, характеризующееся тем, что содержит не менее двух радиально расположенных вокруг бобышки и жестко скрепленных с ней лопастей двух разных типов: ведущей и ведомой, кинематически связанных между собой с помощью передаточного механизма, передаточное отношение которого выбрано из условий оптимального режима работы ведомой лопасти, при этом бобышка выполнена с возможностью закрепления на рабочем валу ветродвигателя.1. The rotary wind wheel of the wind turbine, characterized in that it contains at least two blades radially arranged around the boss and blades rigidly attached to it of two different types: driving and driven, kinematically connected to each other using a gear mechanism, the gear ratio of which is selected from the conditions of optimal operation the driven blade, while the boss is made with the possibility of fixing on the working shaft of the wind turbine. 2. Роторное ветроколесо по п.1, характеризующееся тем, что ведущая лопасть содержит самовращающийся ротор Савониуса, а ведомая лопасть выполнена в виде ротора-цилиндра Флетнера.2. The rotary wind wheel according to claim 1, characterized in that the driving blade contains a self-rotating Savonius rotor, and the driven blade is made in the form of a Fletner rotor-cylinder. 3. Роторное ветроколесо по п.1, характеризующееся тем, что передаточный механизм выполнен в виде ременной передачи.3. The rotary wind wheel according to claim 1, characterized in that the transmission mechanism is made in the form of a belt drive. 4. Роторное ветроколесо по п.1, характеризующееся тем, что передаточный механизм выполнен в виде шестеренчатой передачи.4. The rotary wind wheel according to claim 1, characterized in that the transmission mechanism is made in the form of a gear transmission. 5. Роторное ветроколесо по п.1, характеризующееся тем, что кинематическая связь лопастей осуществлена посредством лобовой фрикционной передачи.5. The rotary wind wheel according to claim 1, characterized in that the kinematic connection of the blades is carried out by means of a frontal friction gear. 6. Роторное ветроколесо по п.2, характеризующееся тем, что в конструкцию как ведущих, так и ведомых роторов включена рама жесткости.6. The rotary wind wheel according to claim 2, characterized in that a stiffening frame is included in the design of both the driving and driven rotors. 7. Роторное ветроколесо по п.2, характеризующееся тем, что в состав ведущих роторов включен разобщающий механизм фрикционной центробежной муфты, расположенный между ведущим ротором и введенной угловой шестеренчатой передачей.7. The rotary wind wheel according to claim 2, characterized in that the leading rotors include a uncoupling mechanism of the friction centrifugal clutch located between the leading rotor and the introduced angular gear transmission. 8. Роторное ветроколесо по п.2, характеризующееся тем, что ведущий ротор снабжен электрогенератором, а ведомый ротор содержит электродвигатель.8. The rotor wind wheel according to claim 2, characterized in that the driving rotor is equipped with an electric generator, and the driven rotor contains an electric motor. 9. Роторное ветроколесо по п.6, характеризующееся тем, что оно снабжено маховиком-аккумулятором, размещенным на раме жесткости.
Figure 00000001
9. The rotary wind wheel according to claim 6, characterized in that it is equipped with a flywheel-battery located on the stiffness frame.
Figure 00000001
RU2010123698/06U 2010-06-10 2010-06-10 ROTARY WIND WHEEL WITH COMBINED BLADES FOR A WIND ENGINE RU101740U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010123698/06U RU101740U1 (en) 2010-06-10 2010-06-10 ROTARY WIND WHEEL WITH COMBINED BLADES FOR A WIND ENGINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010123698/06U RU101740U1 (en) 2010-06-10 2010-06-10 ROTARY WIND WHEEL WITH COMBINED BLADES FOR A WIND ENGINE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU101740U1 true RU101740U1 (en) 2011-01-27

Family

ID=46308759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010123698/06U RU101740U1 (en) 2010-06-10 2010-06-10 ROTARY WIND WHEEL WITH COMBINED BLADES FOR A WIND ENGINE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU101740U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2031273B1 (en) Integrated medium-speed geared drive train
CN1080827C (en) Multi-unit rotor blade system integrated wind turbine
US20060151664A1 (en) Power transmission device
EP2587056B1 (en) Wind turbine with single-stage compact drive train
DK2116721T3 (en) Wind turbine with wireless pitch control
US8664794B2 (en) Coaxial wind turbine
US20100290908A1 (en) A blade pitch control mechanism
WO2010104419A1 (en) Carousel-style wind power assembly with symmetrical blades
WO2019022595A1 (en) Wind turbine
US20020140235A1 (en) Efficient wind generator
AU2011333460B2 (en) A wind turbine
RU101740U1 (en) ROTARY WIND WHEEL WITH COMBINED BLADES FOR A WIND ENGINE
RU104252U1 (en) WIND POWER PLANT
CN101235802A (en) Low speed wind wheel generation
US20210017966A1 (en) Drive train arrangement
CN101139972B (en) Electromagnetic variation paddle mechanism of windmill generator
JPH05231297A (en) Wind power generating device
CN203362390U (en) Centrifugal variable pitch wind driven generator
CN105840435A (en) Improved high-altitude wind power generator unit transmission device for high-cold climate
RU2118702C1 (en) Windmill
RU2449168C2 (en) Rotor blade of wind-powered engine with variable angular momentum
KR200413621Y1 (en) Windmill for a wind power generator
CN202673561U (en) Novel wind pressure variable-pitch wind driven generator
CN214145761U (en) Spiral wind driven generator
RU2721928C1 (en) Wind-driven plant

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20160611