RU107554U1

RU107554U1 - WIND ENGINE

Info

Publication number: RU107554U1
Application number: RU2009141647/06U
Authority: RU
Inventors: Виталий Валентинович Кулешов; Олег Игоревич Мельничук; Евгений Александрович Джапаров; Максим Валерьевич Дмитрюк
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2011-08-20

Abstract

Ветродвигатель, включающий преобразователь вращения, вращаемый ветродвижителями, смонтированными на одном вертикальном валу и состоящими из горизонтальных мачт, сгруппированных в ряды по высоте вертикального вала, отличающийся тем, что количество мачт в каждом ряду составляет не более двух, к каждой из мачт неподвижно прикреплены две лопасти, составляющие с мачтой одно целое и расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем центр тяжести каждой мачты расположен ниже оси ее вращения, а ограничение поворота мачты вокруг вала вместе с лопастями обеспечивается упором, установленным на вертикальном валу. A wind turbine including a rotation transducer rotated by wind turbines mounted on one vertical shaft and consisting of horizontal masts grouped in rows by the height of the vertical shaft, characterized in that the number of masts in each row is no more than two, two blades are fixedly attached to each mast which are integral with the mast and located in mutually perpendicular planes, the center of gravity of each mast is located below the axis of rotation, and the mast rotation is limited around and together with the blades is provided an abutment mounted on a vertical shaft.

Description

Полезная модель относится к ветроэнергетике и касается ветре двигателей с вертикальной осью вращения.The utility model relates to wind energy and relates to wind engines with a vertical axis of rotation.

Известен «Ветродвигатель» (патент РФ №2074980 МПК F03D 3/00-3/06), в котором в центральной области потока ветер действует на миоголопастной ротор, а справа и слева от потока установлены подвижные заслонки, по периметру вне ротора (слева открывают потоку движение, а справа перекрывают), причем эти заслонки используются и для направления потока ротору.The well-known "Wind turbine" (RF patent No. 2074980 IPC F03D 3 / 00-3 / 06), in which in the central region of the flow the wind acts on the myo-lobed rotor, and movable shutters are installed to the right and left of the flow, perimeter outside the rotor (open to the flow on the left movement, and on the right they overlap), and these dampers are also used to direct the flow to the rotor.

Недостаток этого решения - снижение сектора использования ветра до 120°, эотьшие габаритные размеры и сложность конструкции.The disadvantage of this solution is the reduction of the wind utilization sector to 120 °, these overall dimensions and design complexity.

Известен также. «Ветряной двигатель» (патент РФ №2231683 МПК F03D 3/00-3/06), содержащий корпус, шарнирно прикрепленные к корпусу экраны, при этом корпус выполнен в виде рамки с возможностью вращения на мачте, а при креп ленные с возможностью вращения к рамке экраны выполнены в виде горизонтально расположенных планок, также прикрепленных шарнирно к вертикальной штанге, один из концов которой, изготовленный в виде ползуна, находится в направляющей в виде дискового кулака, посаженного на ось с возможностью вращения относительно нее, а к дисковому кулаку прикреплено поворотное крыло.Known also. "Wind engine" (RF patent No. 2231683 IPC F03D 3 / 00-3 / 06), comprising a housing pivotally attached to the housing of the screens, the housing is made in the form of a frame with the possibility of rotation on the mast, and attached with the possibility of rotation to the screens are made in the form of horizontally arranged strips, also hinged to a vertical rod, one of the ends of which, made in the form of a slider, is located in the guide in the form of a disk fist, mounted on the axis with the possibility of rotation relative to it, and attached to the disk fist rotary wing.

Недостаток этого решения - сложность конструкции, обусловленная большим количеством кинематических связей.The disadvantage of this solution is the complexity of the design, due to the large number of kinematic relationships.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является, «Ветродвигатель» (патент РФ №2231683 МПК F03D 3/00), включающий преобразователь вращения, вращаемый парусными ветре движителями, смонтированными на одном вертикальном валу и состоящими из горизонтальных мачт с соединенными с возможностью попорота верхней частью парусами, величина закрывания которых отрегулирована через поводки тяговым устройством. Мачты сгруппированы в ряды по высоте вертикального вала с количеством мачт в каждом ряду не менее трех. а высота каждого паруса не превышает его ширины, при этом величина закрывания парусов отрегулирована через поводки тяговым устройством автоматически в зависимости от скорости ветра, причем также отрегулирована через дополнительные поводки дополнительным тяговым устройством автоматически в зависимости от скорости ветра величина открывания парусов, расположенных на одном или нескольких рядах мачт, для создания на мачтах с открытыми парусами подъемной силы. Тяговое устройство и дополнительное тяговое устройство выполнены в виде вращающихся с вертикальным валом втулок с центробежными грузами, соединенными с соответствующими поводками и регулирующими ими соответственно величину закрывания и открывания паруса в зависимости от скорости вращения вертикального вала.The closest in technical essence and the achieved result is, “Wind turbine” (RF patent No. 2231683 IPC F03D 3/00), including a rotation transducer rotated by a sailing wind with propellers mounted on one vertical shaft and consisting of horizontal masts connected with the possibility of reversing the upper part of the sails, the closing value of which is adjusted through the leashes by the traction device. Masts are grouped in rows by the height of the vertical shaft with the number of masts in each row of at least three. and the height of each sail does not exceed its width, while the amount of closing of the sails is automatically adjusted through the leads by the traction device depending on the wind speed, and it is also adjusted through additional leads by the additional traction device automatically depending on the wind speed, the amount of opening of the sails located on one or several ranks of masts, for creating lift on masts with open sails. The traction device and the additional traction device are made in the form of sleeves rotating with a vertical shaft with centrifugal weights connected to respective leashes and regulating, respectively, the value of sail closing and opening depending on the rotation speed of the vertical shaft.

Недостатками данной конструкции являются:The disadvantages of this design are:

- затраты энергии ветра на поворот парусов при их движении против ветра;- the cost of wind energy to turn the sails when they move against the wind;

- защита от порывов ветра обеспечивается инерционным регулятором, который дает команду на изменение открытия парусов не в момент порыва ветре, а при увеличении скорости ротора;- protection from gusts of wind is provided by an inertial regulator, which gives the command to change the opening of the sails not at the moment of gust of wind, but with an increase in rotor speed;

- сложность конструкции, которая снижает ее работоспособность.- the complexity of the design, which reduces its performance.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание простой конструкции с меньшими потерями на управление ветродвижетелями и адаптивной к изменениям силы и направлению ветра.The technical task of the proposed utility model is to create a simple design with less loss on the control of wind turbines and adaptive to changes in the strength and direction of the wind.

Техническая задача решается ветродвигателем, включающим преобразователь вращения, вращаемый ветродвижителями, смонтированными на одном вертикальном валу и состоящими из горизонтальных мачт, сгруппированных в ряды по высоте вертикального вала, имеющих возможность ограниченного поворота вокруг своих осей, к каждой из мачт неподвижно прикреплены две лопасти, составляющие с мачтой единое целое и расположенные во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем центр тяжести каждой мачты находится ниже ее оси вращения, а ограничение поворота мачты обеспечивается одним упором, установленным на вертикальном валу ротора.The technical problem is solved by a wind turbine, including a rotation transducer rotated by wind turbines mounted on one vertical shaft and consisting of horizontal masts grouped in rows by the height of the vertical shaft, with the possibility of limited rotation around their axes, two blades are fixedly attached to each mast, making up the mast is a single unit and located in mutually perpendicular planes, the center of gravity of each mast being below its axis of rotation, and the rotation limit mast is provided with one abutment mounted on a vertical shaft rotor.

Новым является то, что к каждой из мачт неподвижно прикреплены по две лопасти, которые составляют вместе с мачтой единое целое и расположены во взаимно-перпендикулярных плоскостях, что обеспечивает автоматическое положение плоскости рабочей лопасти перпендикулярно направлению ветра, а холостой - параллельно. Мачты сгруппированы в группы по высоте вертикального вала с количеством мачт в каждом ряду не менее двух, а центр тяжести каждой мачты находится ниже оси ее вращения параллельно оси, что заставляет мачту занять положение параллельности оси относительно направления ветра, а изменение направления ветра приведет к повороту мачты в рабочее положение, при этом величина поворота лопастей каждой мачты отрегулирована одним упором. Жесткость части мачты с лопастью, плоскость которой перпендикулярна потоку ветра, на порядок ниже жесткости лопасти за счет количества мачт, которых должно быть не менее двух в каждом в ряду, что обеспечивает работоспособность ветродвигателя независимо от направления ветра. Плоскость лопасти параллельна потоку ветра, что обеспечивает автоматическое уменьшение рабочей поверхности при порывах ветраWhat is new is that two blades are fixedly attached to each mast, which together with the mast are integral and located in mutually perpendicular planes, which ensures the automatic position of the plane of the working blade perpendicular to the wind direction, and idle - in parallel. The masts are grouped in groups by the height of the vertical shaft with the number of masts in each row of at least two, and the center of gravity of each mast is below the axis of its rotation parallel to the axis, which forces the mast to take a position parallel to the axis relative to the wind direction, and changing the direction of the wind will lead to the rotation of the mast in working position, while the amount of rotation of the blades of each mast is adjusted by one stop. The stiffness of the part of the mast with the blade, the plane of which is perpendicular to the wind flow, is an order of magnitude lower than the stiffness of the blade due to the number of masts, which should be at least two in each row, which ensures the operability of the wind turbine regardless of wind direction. The blade plane is parallel to the wind flow, which ensures automatic reduction of the working surface in case of gusts of wind

В результате проведенного патентного поиска авторами не обнаружено идентичное техническое решение, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию “новизна”.As a result of a patent search, the authors did not find an identical technical solution, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of “novelty”.

На Фиг.1 изображена схема ветродвигателя.Figure 1 shows a diagram of a wind turbine.

На Фиг.2 изображена мачта с лопастями при ветре, перпендикулярном к ее оси.Figure 2 shows the mast with blades in the wind, perpendicular to its axis.

На Фиг.3 изображена мачта с лопастями при ветре, параллельном к ее оси.Figure 3 shows a mast with blades with a wind parallel to its axis.

Ветродвигатель включает в себя преобразователь вращения 1 (Фиг.1), вращаемый лопастными ветродвижителями, смонтированными на одном вертикальном валу 2 и состоящими из горизонтальных мачт 3 с соединенными неподвижно лопастями 4, величина поворота каждой мачты ограничена одним упором 5. Мачты 3 с лопастями 4 сгруппированы в ряды по высоте вертикального вала 2, с количеством мачт 3 в каждом ряду не менее двух.The wind turbine includes a rotation transducer 1 (Figure 1), rotated by a blade wind turbine mounted on one vertical shaft 2 and consisting of horizontal masts 3 with fixed blades 4, the rotation of each mast is limited to one stop 5. Masts 3 with blades 4 are grouped in rows along the height of the vertical shaft 2, with the number of masts 3 in each row of at least two.

Ветродвигатель работает следующим образом.The wind turbine operates as follows.

Под действием ветра мачта 3 с укрепленными лопастями 4 (Фиг.2), выполненными в виде упругого листа (металл или армированный полимер), поворачивается до упора 5 (Фиг.1), при этом поверхность одной из лопастей устанавливается перпендикулярно к ветру, а вторая («нерабочая») - параллельно.Under the influence of wind, the mast 3 with reinforced blades 4 (Figure 2), made in the form of an elastic sheet (metal or reinforced polymer), rotates all the way to 5 (Figure 1), while the surface of one of the blades is installed perpendicular to the wind, and the second ("Non-working") - in parallel.

Лопасти 4 через мачты 3 поворачивают вертикальный вал 2 (Фиг.1). После поворота до положения параллельности оси мачты относительно направления ветра лопасти занимают положение, сопутствующее направлению ветра (Фиг.3), это обусловлено тем, что центры тяжести лопастей расположены ниже оси вращения мачты.The blades 4 through the masts 3 rotate the vertical shaft 2 (Figure 1). After turning to a position parallel to the axis of the mast relative to the direction of the wind, the blades occupy a position concomitant with the direction of the wind (Figure 3), this is due to the fact that the centers of gravity of the blades are located below the axis of rotation of the mast.

Дальнейший поворот вала 2 приводит к изменению положения оси мачты относительно ветра (Фиг.2), при этом под действием ветра одна из лопастей поворачивается до упора и воспринимает силу ветра, а вторая поворачивается, воспринимая минимальное сопротивление при движении против ветра. Такая конструкция не требует энергии ветра на поддержание положения «нерабочей» лопасти, при котором она имеет наименьшее сопротивление при вращении вокруг вала 2.A further rotation of the shaft 2 leads to a change in the position of the axis of the mast relative to the wind (Figure 2), while under the influence of wind one of the blades rotates all the way and senses the force of the wind, and the second rotates, perceiving the minimum resistance when moving against the wind. This design does not require wind energy to maintain the position of the "idle" blades, in which it has the least resistance when rotating around the shaft 2.

Конструкция предлагаемого ветродвигателя проста и позволяет эффективно использовать его для преобразования энергии ветра, в том числе и для привода подвижных объектов.The design of the proposed wind turbine is simple and allows you to effectively use it to convert wind energy, including the drive of moving objects.

Claims

A wind turbine including a rotation transducer rotated by wind turbines mounted on one vertical shaft and consisting of horizontal masts grouped in rows by the height of the vertical shaft, characterized in that the number of masts in each row is no more than two, two blades are fixedly attached to each mast which are integral with the mast and located in mutually perpendicular planes, the center of gravity of each mast is located below the axis of rotation, and the mast rotation is limited around and together with the blades is provided an abutment mounted on a vertical shaft.