RU197500U1

RU197500U1 - CUP WIND

Info

Publication number: RU197500U1
Application number: RU2019139455U
Authority: RU
Inventors: Вадим Николаевич Федосеев; Виктор Александрович Емелин; Петр Игоревич Конышев; Игорь Александрович Свиридов; Ирина Александровна Зайцева
Priority date: 2019-12-03
Filing date: 2019-12-03
Publication date: 2020-05-12

Abstract

Чашечный ветряк, содержащий чашки, выполненные с возможностью создания через спицы крутящего момента на вертикальном валу, отличающийся тем, что спицы выполнены в виде несущих полых трубок, на краях которых закреплены чашки, имеющие форму полусфер со срезом в 20-30°, в центре которых выполнены отверстия, соединенные с несущими полыми трубками.Заявляемая полезная модель способствует снижению гидравлического сопротивления чашек, движущихся навстречу ветровому потоку, а также снижению турбулентности и повышению КПД работы устройства.Заявляемая полезная модель относится к ветроэнергетике. 2 ил.A cup windmill containing cups made with the possibility of generating torque through the spokes on a vertical shaft, characterized in that the spokes are made in the form of hollow tubes, on the edges of which cups are formed, having the shape of hemispheres with a slice of 20-30 °, in the center of which holes are made connected to the hollow hollow tubes. The inventive utility model helps to reduce the hydraulic resistance of cups moving towards the wind flow, as well as reduce turbulence and increase the efficiency of the device. The inventive utility model relates to wind energy. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области эксплуатации возобновляемых источников энергии, а именно к ветровой энергетике, и может быть использована для отопления индивидуальных строений, теплиц и т.д.The utility model relates to the field of exploitation of renewable energy sources, namely, wind energy, and can be used for heating individual buildings, greenhouses, etc.

Известен анемометр, у которого к вертикальной оси прикрепляются 3-4 полушария в виде чашек, которые вращаются вместе с осью вследствие того, что давление ветра больше на вогнутую сторону, чем на выпуклую [Пат. 2063045 Российская федерация, МПК G01Р 5/06. Анемометр / Балякин К.Н.; заявитель и патентообладатель Балякин К.Н. - №9393049075; заявл. 11.10.1993; опубл. 27.06.1996, Бюл. №17. - 5 с.: 3 ил.]An anemometer is known in which 3-4 hemispheres are attached to the vertical axis in the form of cups that rotate with the axis due to the fact that the wind pressure is more on the concave side than on the convex [Pat. 2063045 Russian Federation, IPC G01P 5/06. Anemometer / Balyakin K.N .; Applicant and patent holder Balyakin K.N. - No. 9393049075; declared 10/11/1993; publ. 06/27/1996, Bull. Number 17. - 5 p.: 3 ill.]

Данным изобретением поставлен технический результат - увеличение чувствительности анемометра. Он достигается тем, что предложен рабочий орган анемометра в виде ротора с дисками, между которыми располагаются S-образные лопасти в два яруса, при этом лопасти находятся под углом в 90° друг к другу. Вертикальная ось соединяется со счетным механизмом. Анемометр устанавливается на открытом месте. Под давлением ветра устройство начинает вращаться и передавать вращение счетному механизму.This invention set the technical result is an increase in the sensitivity of the anemometer. It is achieved by the fact that the working body of the anemometer is proposed in the form of a rotor with disks between which S-shaped blades are arranged in two tiers, while the blades are at an angle of 90 ° to each other. The vertical axis is connected to the counting mechanism. The anemometer is installed in an open area. Under wind pressure, the device begins to rotate and transmit rotation to the counting mechanism.

Недостатком данного устройства является малая чувствительность за счет разрежения возникающего при обтекании выпуклой стороны чашки.The disadvantage of this device is the low sensitivity due to the rarefaction that occurs when flowing around the convex side of the cup.

За прототип принят наиболее близкий к заявляемому устройству по технической сущности и достигаемому результату чашечный ветряк Антей [Пат. 2689504 Российская Федерация, МПК F03D 3/06, F03D 3/04, F03D 7/06. Чашечный ветряк Антей / Софронов А.И.; заявитель и патентообладатель Софронов А.И. - №2017120689; заявл. 13.06.2017; опубл. 28.05.2019, Бюл. №16. - 6 с.: 3 ил.], включающий корпус, распорки, жестко соединенные с корпусом и закрепленные в земле, чашки, выполненные с возможностью создания через рычаг спиц крутящего момента на вертикальном валу, установленном с возможностью вращения в подшипниках и передачи вращения через коническую зубчатую передачу на горизонтальный вал редуктора, а затем на вал генератора, и тормоз. Ветряк выполнен с конусными усилителями мощности воздействующего ветрового потока, которые установлены на жестко закрепленные в земле опоры по диаметру вращения чашек и ориентированы по направлениям розы ветров, а оси конусных усилителей направлены по касательной к окружности вращения центра чашек. Полезная модель направлена на увеличение мощности ветряка.For the prototype adopted the closest to the claimed device in terms of technical nature and the achieved result Antaeus cup windmill [Pat. 2689504 Russian Federation, IPC F03D 3/06, F03D 3/04, F03D 7/06. Cup windmill Antey / Sofronov A.I .; Applicant and patent holder A. Sofronov - No. 2017120689; declared 06/13/2017; publ. 05/28/2019, Bull. No. 16. - 6 p.: 3 ill.], Comprising a housing, spacers rigidly connected to the housing and fixed in the ground, cups made with the possibility of creating through the lever spokes of torque on a vertical shaft mounted for rotation in bearings and transmitting rotation through a conical gear transmission to the horizontal shaft of the gearbox, and then to the generator shaft, and the brake. The windmill is made with conical power amplifiers of the acting wind flow, which are mounted on supports fixed in the diameter of rotation of the cups and are oriented in the directions of the wind rose, and the axis of the conical amplifiers are tangent to the circle of rotation of the center of the cups. The utility model is aimed at increasing the power of a windmill.

Ветровой воздушный поток, проходя через постепенно уменьшающееся проходное отверстие усилителя 12, сжимается, набирает скорость и выходит из него мощной, ускоренной струей. Струя, попадая на открытую концентрирующую поверхность чашки 6, собирается ею в одну равнодействующую силу. Под действием этой силы, чашки, двигаясь по кругу, создают через рычаг спиц 5 крутящий момент на вертикальном вале 3. Вал, свободно вращаясь в подшипниковых узлах 10, передает через коническую зубчатую передачу 7 вращение на горизонтальный вал 4 редуктора 9, а затем на вал генератора 11. Начитается работа ветряка.The wind air stream, passing through a gradually decreasing passage opening of the amplifier 12, is compressed, picks up speed and leaves it with a powerful, accelerated jet. The jet, falling on the open concentrating surface of the cup 6, is collected by it into one resultant force. Under the action of this force, the cups, moving in a circle, create a torque through a spokes lever 5 on a vertical shaft 3. The shaft, freely rotating in the bearing units 10, transmits rotation through a bevel gear 7 to the horizontal shaft 4 of the gearbox 9, and then to the shaft generator 11. The operation of the windmill begins.

Недостатками известного ветряка являются сложность изготовления, установка дополнительных устройств, а также чашка, движущаяся навстречу ветровому потоку, тормозящаяся разрежением, образующимся в полости чашки за счет обтекающего потока.The disadvantages of the known windmill are the difficulty of manufacturing, installation of additional devices, as well as a cup moving towards the wind flow, inhibited by the vacuum formed in the cavity of the cup due to the flow around.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является, снижение гидравлического сопротивления чашки, движущейся навстречу ветровому потоку, а также снижение турбулентности и повышение КПД работы устройства.The technical result of the claimed utility model is to reduce the hydraulic resistance of a cup moving towards the wind flow, as well as reducing turbulence and increasing the efficiency of the device.

Указанный технический результат достигается тем, что в чашечном ветряке, содержащем чашки, выполненные с возможностью создания через спицы крутящего момента на вертикальном валу, согласно полезной модели, спицы выполнены в виде несущих полых трубок, на краях которых закреплены чашки, имеющие форму полусфер со срезом в 20-30° градусов, в центре которых выполнены отверстия, соединенные с несущими полыми трубками.The specified technical result is achieved by the fact that in a cup windmill containing cups made with the possibility of creating torque through the spokes on a vertical shaft, according to a utility model, the spokes are made in the form of hollow tubes, on the edges of which are fixed cups having the shape of hemispheres with a cut in 20-30 ° degrees, in the center of which holes are made, connected to supporting hollow tubes.

Технический результат достигается за счет того, что при перетекании воздуха по полой трубке в чашку, движущуюся навстречу ветровому потоку, компенсируется разрежение, образующееся за счет вихревого потока, который появляется при обтекании чашек. Одновременно снижается турбулентность, тем самым снижается гидравлическое сопротивление и повышается общий КПД устройства.The technical result is achieved due to the fact that when air flows through a hollow tube into a cup moving towards the wind flow, the rarefaction formed due to the vortex flow that appears when the cups flow around is compensated. At the same time, turbulence is reduced, thereby reducing hydraulic resistance and increasing the overall efficiency of the device.

Полезная модель поясняется чертежами.The utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показано заявляемое устройство (горизонтальная проекция), а на фиг. 2 - заявляемое устройство (фронтальная проекция).In FIG. 1 shows the inventive device (horizontal projection), and in FIG. 2 - the claimed device (frontal projection).

Ветряк состоит из вертикального вала 1, размещенного под несущими полыми трубками 2, закрепленными на вертикальном валу 1. Чашки 3, выполненные со срезом в 20-30° градусов, крепятся на края несущих полых трубок 2. Ветровой воздушный поток, попадает в чашки 3 и переходит через центральное отверстие 4 в несущие полые трубки 2. Дальше поток воздуха перетекает в соседние чашки 3, которые расположены на противоположной стороне.The wind turbine consists of a vertical shaft 1, placed under the hollow tubes 2, mounted on the vertical shaft 1. Cups 3, made with a cut of 20-30 ° degrees, are mounted on the edges of the hollow tubes 2. The wind air flow enters the cups 3 and passes through the central hole 4 into the supporting hollow tubes 2. Further, the air flow flows into neighboring cups 3, which are located on the opposite side.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Ветровой воздушный поток попадает в вогнутую поверхность чашки, под действием силы тяги, появившейся в результате торможения воздушного потока и отбора от него части энергии. Часть воздушного потока проходит через центральное отверстие 4 в чашке 3 по несущей полой трубке 2 и попадает в центральное отверстие противоположной чашки 3, которая движется навстречу ветровому потоку выпуклой стороной. Воздушный поток, истекая из центрального отверстия 4 чашки 3, движущейся навстречу ветровому потоку, компенсирует разрежение, образующееся от вихревого потока, следующего за чашкой 3. За счет появившейся силы, описанной ранее, чашки 3 двигаются по кругу и раскручивают вертикальный вал 1. Вал, вращаясь, передает полученную энергию дальше по основным частям ветряка на генератор и начинает его работу.The wind air flow enters the concave surface of the cup, under the influence of traction, which appeared as a result of braking the air flow and the selection of part of the energy from it. Part of the air flow passes through the central hole 4 in the cup 3 along the hollow tube 2 and enters the central hole of the opposite cup 3, which moves towards the wind flow with the convex side. The air flow, flowing out of the central opening 4 of the cup 3, moving towards the wind flow, compensates for the vacuum generated from the vortex flow following the cup 3. Due to the emerging force described earlier, the cups 3 move in a circle and untwist the vertical shaft 1. Shaft, rotating, transfers the received energy further along the main parts of the windmill to the generator and starts its work.

Claims

A cup windmill containing cups made with the possibility of generating torque through the spokes on a vertical shaft, characterized in that the spokes are made in the form of hollow tubes, on the edges of which cups are formed, having the shape of hemispheres with a slice of 20-30 °, in the center of which holes are made connected to the supporting hollow tubes.