RU1787209C

RU1787209C - Vertical windmill

Info

Publication number: RU1787209C
Application number: SU904893948A
Authority: RU
Inventors: Николай Сергеевич Кобелев; Эдуард Анатольевич Мельников; Анатолий Евгеньевич Чижов; Владимир Николаевич Абрамов
Original assignee: Курский Политехнический Институт
Priority date: 1990-12-25
Filing date: 1990-12-25
Publication date: 1993-01-07

Abstract

Использование: в ветродвигател х карусельного типа с ветроприемными поворотными пластинами. Сущность: карусельный ветродвигатель состоит из вертикального вала с присоединенными к нему четырьм рамами, состо щими из каркаса с чейками, покрытого полимерно- композиционным материалом, и пластин из полимерно-композиционного материала с ориентированными волокнами, закрепленных одной стороной в чейке. При этом ближний к валу и удаленный от вала кра пластин отогнуты на острый угол от плоскости пластины с образованием полусопла. 1 ил.Usage: in rotary engines with wind receiving rotary plates. SUBSTANCE: rotary wind turbine consists of a vertical shaft with four frames attached to it, consisting of a frame with cells coated with polymer composite material, and plates of polymer composite material with oriented fibers fixed to one side in the cell. The edges of the plates closest to the shaft and remote from the shaft are bent to an acute angle from the plane of the plate with the formation of a half nozzle. 1 ill.

Description

Изобретение относитс к ветроэнергетике и касаетс ветродвигателей карусельного типа с ветроприемными поворотными пластинами.The invention relates to wind energy and relates to carousel-type wind turbines with wind receiving rotary plates.

Известен карусельный ветродвигатель, содержащий вертикальный вал и радиальные полости, кажда из которых выполнена в виде прикрепленной к валу рамы и установленных в ней с возможностью поворота относительно горизонтальных осей параллельных пластин.A rotary wind turbine is known, comprising a vertical shaft and radial cavities, each of which is made in the form of a frame attached to the shaft and mounted in it with the possibility of rotation relative to the horizontal axes of the parallel plates.

Недостатком вл етс сложность перевода пластин из флюгерного положени в рабочее, что снижает эффективность использовани карусельного ветродвигател .The disadvantage is the difficulty of transferring the plates from the vane position to the working position, which reduces the efficiency of using a rotary wind turbine.

Известен карусельный ветродвигатель, содержащий вертикальный вал и радиальные полости, кажда из которых выполнена в виде прикрепленных к в лу рамы с установленными в ней и поворачивающимис из флюгерного в рабочее положение параллельных пластин, имеющих отогнутый острый угол на краю, удаленном от вала.A rotary wind turbine is known, comprising a vertical shaft and radial cavities, each of which is made in the form of frames attached to the shaft with parallel plates having a bent acute angle at the edge remote from the shaft and rotated from the vane to the working position.

Недостатком вл етс невысоа эффективность в св зи с неполным использованием энергии ветра, и особенно при обледенени х или снежных заносах, когда затрудн етс поворот параллельных пластин и ут жел етс конструкци за счет покрыти лопастей карусельного ветродвигател атмосферными осадками.The disadvantage is its low efficiency due to the incomplete use of wind energy, and especially when icing or snow drifts, when it is difficult to turn parallel plates and the structure becomes more difficult due to the covering of the blades of the rotary wind turbine with precipitation.

Целью изобретени вл етс повышение эффективности работы в измен ющихс погодно-климатических услови х, особенно при атмосферных осадках с отрицательными температурами окружающей среды.The aim of the invention is to increase operating efficiency in changing weather and climatic conditions, especially during atmospheric precipitation with negative ambient temperatures.

Цель достигаетс тем, что в карусельном ветродвигателе, содержащем вертикальный вал и радиальные полости, кажда из которых выполнена в виде прикрепленных к валу рамы с установленными в ней и поворачивающимис из флюгерного в рабочее положение параллельных пластин, имеющих отогнутый острый угол на краю, удаленном от вала, рама выполнена в виде жесткого каркаса с чейками количеством не менее двух и покрыта полимерно-компоел СThe goal is achieved in that in a rotary wind turbine containing a vertical shaft and radial cavities, each of which is made in the form of frames attached to the shaft with parallel plates installed from the vane and turning from the vane to the working position, having an acute angle bent at an edge remote from the shaft , the frame is made in the form of a rigid frame with cells of at least two and covered with polymer-component С

vi соvi with

иand

о юabout y

соwith

зиционным материалом, имеющим в каждой чейке отверстие, закрываемое пластинкой из полимерно-композиционного материала с ориентированными валокнами, закрепленной с возможностью изгиба одним концом над отверстием, при этом ближний к валу край каждой пластины также отогнут на острый угол в ту же сторону, что и удаленный, образу во флюгерном положении пластины щель с направл ющим патрубком в виде суживающегос полусопла.a material with a hole in each cell that is closed by a plate of polymer composite material with oriented rolls, fixed with the possibility of bending at one end above the hole, while the edge of each plate closest to the shaft is also bent by an acute angle in the same direction as the remote forming a slot in the vane position of the plate with a guide pipe in the form of a tapering half nozzle.

Анализ известных решений показал, что отличительные от прототипа признаки изобретени в известных не обнаружены.Analysis of the known solutions showed that distinctive features of the invention from the prior art were not found in the known.

На чертеже изображена принципиальна схема карусельного ветродвигател .The drawing shows a schematic diagram of a rotary wind turbine.

Ветродвигатель состоит из вертикального вала 1 с присоединенными к нему четырьм рамами 2, состо щими из жесткого каркаса с чейками 3, кажда из которых зат нута гибким полимерно-композиционным материалом 4, имеющим отверсти 5, закрываемыелластинами 6 с отогнутыми на острый угол ближней и дальней относительно вала 1 сторонами 7 и 8, при этом все пластины 6 одной стороной закреплены к материалу 4 с возможностью изгиба под действием ветра.The wind turbine consists of a vertical shaft 1 with four frames 2 attached to it, consisting of a rigid frame with cells 3, each of which is tightened with a flexible polymer-composite material 4, which has openings 5, which are covered by plates 6 with an acute and near angled angle the shaft 1 with sides 7 and 8, while all the plates 6 are fixed on one side to the material 4 with the possibility of bending under the influence of wind.

Ветродвигатель работает от ветра любого направлени . Под действием скоростного напора ветра одна полость в виде рамы 2, закрепленна на валу 1, устанавливаетс в положение, когда пластины 6 прижимаютс к гибкому полимерно-композиционному материалу 4 таким образом, что закрывают отверсти 5. Так как пластины 6 выполнены из полимерно-композиционною материала с ориентированными волокнами,то стороны 7 и 8, отогнутые на острый угол относительно плоскости прилегани , под действием статического давлени воздуха выпр мл ютс на материале 4 чейки 3 рамы 2, обеспечива плотное прилегание пластины б к отверстию 5. В результате данного соединени полимерно-композиционного материала 4, зат гивающего чейку 3 с отверстием 5, и полимерно-композиционного материала с ориентированными волокнами пластины 6 образуетс гибкий элемент рамы 2 (полости), переместившейс под действием скоростного напора ветра из одного выпуклого положени в другое.The wind turbine is powered by wind in any direction. Under the influence of high-speed wind pressure, one cavity in the form of a frame 2, mounted on the shaft 1, is set to the position where the plates 6 are pressed against the flexible polymer composite material 4 in such a way that the holes 5 are closed. Since the plates 6 are made of a polymer composite material with oriented fibers, then the sides 7 and 8, bent to an acute angle relative to the plane of abutment, under the influence of static air pressure are straightened on the material 4 of the cell 3 of the frame 2, providing a tight fit plate b to Hole 5. As a result of this connection of the polymer composite material 4, tightening the cell 3 with the hole 5, and the polymer composite material with oriented fibers of the plate 6, a flexible element of the frame 2 (cavity) is formed, which moved under the influence of high-speed wind pressure from one convex position to another.

В это врем на противоположной раме 2 пластины 6 под действием скоростного напора ветра, проход щего через отверстие 5, изгибаютс , занима флюгерное (горизонтальное ) положение, при этом кажда пластина 6 с отогнутыми в одном направлении на острый угол сторонами 7 и 8 благодар гибкости полимерно-композиционного материала с ориентированными волокнами создает конструкцию в виде расшир ющегос полусопла на выходе из отверсти 5. В результате ветер с повышенной скоростью 5 проходит через отверстие 5, создава перед ним зону разрежени , что способствует перемещению данной рамы 2 (лопасти) из нерабочего положени в рабочее с меньшим аэродинамическим сокращением.At this time, on the opposite frame 2, the plates 6 are bent under the influence of a high-pressure wind passing through the hole 5, occupying a vane (horizontal) position, with each plate 6 with the sides 7 and 8 bent in the same direction due to the flexibility of the polymer -composite material with oriented fibers creates a structure in the form of an expanding half nozzle at the exit of the hole 5. As a result, wind at an increased speed of 5 passes through the hole 5, creating a rarefaction zone in front of it, which facilitates the movement of this frame 2 (blade) from the idle position to the working one with less aerodynamic contraction.

0Ускоренный переход гибкой пластины 6 из флюгерного (горизонтального) положени в рабочее обеспечиваетс за счет того, что наличие отогнутой на острый угол ближний по отношению к валу край стороны 7The accelerated transition of the flexible plate 6 from the vane (horizontal) position to the working position is ensured by the fact that the edge of the side 7 proximal to the shaft is bent to an acute angle

5 пластины 6 устран ет изгибающее действие ветра при воздействии его на дальнюю отогнутую на острый угол сторону 8 пластины 6, т.е. одновременное воздействие ветра на дальнюю и ближнюю стороны пластины 6 не5 of the plate 6 eliminates the bending effect of the wind when it acts on the far side 8 of the plate 6, which is bent at an acute angle, i.e. simultaneous influence of wind on the far and near sides of the plate 6 is not

0 приводит к изгибу ее (пластина 6 выполнена из гибкого материала), а как бы раст гивает вследствие гибкости примен емого материала .В результате наличие двух загнутых на0 leads to its bending (the plate 6 is made of flexible material), and as it stretches due to the flexibility of the material used. As a result, the presence of two bent on

5 острый угол в одном направлении сторон 7 и 8 гибкой пластины б обеспечивает ускоренный переход ее из флюгерного положени в рабочее.5, an acute angle in one direction of the sides 7 and 8 of the flexible plate b provides an accelerated transition from the vane to the working position.

Предложенный карусельный ветродви0 гатель по сравнению с известными обеспечивает повышение эффективности работы в св зи с уменьшением аэродинамического сопротивлени движению лопасти (рамы) из нерабочего положени в рабочее. Импульс- 5 ный период под действием ветра при вращении карусельного ветродвигател , гибкого материала из одного положени в другое, особенно при атмосферных осадках с отрицательными температурами окружаю0 щей среды, когда возможно налипание на лопасти (раму) снега или обледенение, обеспечивает вибрационное разрушение пленочных образований как на пластине, так и в каждой чейке. В результате обеспечива5 етс надежность работы карусельного ветродвигател в измен ющихс погодно-климатических услови х.The proposed rotary wind turbine in comparison with the known ones provides an increase in operating efficiency in connection with a decrease in aerodynamic resistance to movement of the blade (frame) from the inoperative position to the working one. The 5-pulse period under the influence of wind during the rotation of the rotary wind turbine, flexible material from one position to another, especially during atmospheric precipitation with negative ambient temperatures, when it is possible to stick to snow blades (frame) or icing, provides vibration destruction of film formations as on the plate, and in every cell. As a result, the reliability of the carousel wind turbine under varying weather and climate conditions is ensured.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A rotary wind turbine comprising a vertical shaft and radial blades, each of which is made in the form of a frame attached to the shaft and mounted with the possibility of rotation of parallel plates, the edge of each of which is bent away from the shaft by an acute angle from its plane, characterized in that, in order to increase efficiency, each frame is coated with a polymer composite material and made in

in the form of a frame with cells, and each plate the edge of the plate closest to the shaft is bent

made of polymer-composite it has an acute angle from its plane with the images of a material with oriented fibers, narrowed with a curved removed edge, narrowed by the upper side in the cell, which is half-nozzle.