RU2106523C1 - Film windmill - Google Patents
Film windmill Download PDFInfo
- Publication number
- RU2106523C1 RU2106523C1 RU94038732A RU94038732A RU2106523C1 RU 2106523 C1 RU2106523 C1 RU 2106523C1 RU 94038732 A RU94038732 A RU 94038732A RU 94038732 A RU94038732 A RU 94038732A RU 2106523 C1 RU2106523 C1 RU 2106523C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind
- film
- electricity
- piezoelectric film
- blades
- Prior art date
Links
Images
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
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к применению возобновляемых источников энергии, в частности ветра и изменений температуры окружающей среды для извлечения электрической энергии. The invention relates to the use of renewable energy sources, in particular wind and ambient temperature changes for the extraction of electrical energy.
Известны различные типы ветродвигателей, где лопатки установлены так, чтобы максимально использовать давление ветра. Это достигается тем, что лопастям придают веретенообразную форму и устанавливают их соответственно на общей оси (см. Казневский В.П. Аэродинамика в природе и технике. М., Просвещение, 1985, с. 32-94). Various types of wind motors are known where the blades are mounted so as to maximize the use of wind pressure. This is achieved by the fact that the blades are attached to a fusiform shape and set them respectively on a common axis (see Kaznevsky VP Aerodynamics in nature and technology. M., Education, 1985, pp. 32-94).
В последнее время появились ветродвигатели с вертикальной осью и лопастями цепного очертания, где конец одной лопасти соединяется с началом другой, образуя кольцо (см. Дэвис А., Шуберт Р. Альтернативные источники энергии в строительном проектировании. М., СИ, 1983, с. 97-97). Recently, wind turbines with a vertical axis and chain-shaped blades have appeared, where the end of one blade connects to the beginning of another, forming a ring (see Davis A., Schubert R. Alternative energy sources in building design. M., SI, 1983, p. 97-97).
Есть также варианты использования работы лопастей ветродвигателя за счет энергии воздушных потоков над зданиями (см. Энергоактивные здания/Под ред. Э.В.Сарнацкого, Н.П.Селиванова. М., СИ, 1988, с. 69-72). There are also options for using the operation of the wind turbine blades due to the energy of air flows over buildings (see Energy-Active Buildings / Edited by E.V. Sarnatsky, N.P. Selivanov. M., SI, 1988, pp. 69-72).
Однако во всех этих конструкциях используется только давление воздушных потоков для получения электричества. However, in all of these designs, only air pressure is used to generate electricity.
Прототипом предлагаемого изобретения является ветродвигатель с лопастями, обтянутыми тканью, бумагой или другими материалами (см. Дэвис А., Шуберт Р. Альтернативные источники). The prototype of the invention is a wind turbine with blades covered with fabric, paper or other materials (see Davis A., Schubert R. Alternative sources).
Недостатками такой конструкции являются следующие моменты:
- в отсутствии ветра ветродвигатель не работает, т.е. не производит электроэнергии;
- поверхности лопастей служат только для восприятия ветра и передачи момента на ось генератора.The disadvantages of this design are the following points:
- in the absence of wind, the wind turbine does not work, i.e. does not produce electricity;
- the surfaces of the blades serve only for the perception of the wind and the transmission of torque to the axis of the generator.
Изобретение направлено на получение дополнительной электроэнергии за счет использования в качестве источника энергии изменений температуры окружающего воздуха. The invention is aimed at obtaining additional electricity through the use of ambient temperature changes as an energy source.
Это достигается тем, что в предлагаемом ветродвигателе, с лопастями, обтянутыми мягким эластичным материалом, лопасти выполнены из пьезопленки (например, из поливинилиденфторида), которая стянута по краям термочувствительными элементами из сплава с "обратным эффектом памяти формы" (например, из нитинола) на двух крепежных кольцах. This is achieved by the fact that in the proposed wind turbine, with the blades covered with soft elastic material, the blades are made of piezoelectric film (for example, polyvinylidene fluoride), which is pulled together along the edges by heat-sensitive elements made of an alloy with an "inverse shape memory effect" (for example, of nitinol) on two fixing rings.
Эти термочувствительные элементы в зависимости от изменения температуры растягивают пьезопленку, которая при этом вырабатывает электричество. Термочувствительные элементы настроены на температуру от -30 до +30oC с интервалом 0,5-1oC.These temperature-sensitive elements, depending on the temperature change, stretch the piezo-film, which at the same time generates electricity. Thermosensitive elements are set to a temperature of -30 to +30 o C with an interval of 0.5-1 o C.
На фиг. 1 показан общий вид ветродвигателя; на фиг. 2 - конструкция термочувствительных элементов из сплава с обратным эффектом памяти формы (сокращ. ОЭПФ); на фиг. 3 - их поперечный разрез; на фиг. 4 - вид сверху на ветродвигатель; а на фиг. 5 - схема спиц крепежных колец при взгляде на конструкцию вдоль ее оси. In FIG. 1 shows a general view of a wind turbine; in FIG. 2 - design of heat-sensitive elements from an alloy with the opposite effect of shape memory (abbreviated. OEPF); in FIG. 3 - their cross section; in FIG. 4 is a top view of a wind turbine; and in FIG. 5 is a diagram of the spokes of the mounting rings when looking at the structure along its axis.
Номерами на чертеже обозначены: 1 - пьезопленка из поливинилиденфторида с напыленными на поверхности электродами в местах зажимов, 2 - крепежное колесо, 3 - термочувствительные элементы из сплава с ОЭПФ, 4 - центральная ось из диэлектрического материала (ось имеет возможность менять свою длину для обеспечения натяжения пьезопленки). The numbers on the drawing denote: 1 - a polyvinylidene fluoride piezoelectric film with electrodes deposited on the surface in the places of the clamps, 2 - a mounting wheel, 3 - heat-sensitive elements from an alloy with OEPF, 4 - a central axis of dielectric material (the axis has the ability to change its length to ensure tension piezo films).
Поливинилиденфторидная пленка (сокр. ПВДФ) 1 натянута на спицы крепежного колеса 2 с помощью термочувствительных элементов 3 из ОЭПФ. The polyvinylidene fluoride film (abbreviated as PVDF) 1 is stretched over the spokes of the
Крепежные кольца 2 установлены в оси 4 с возможностью совместного вращения и продольного перемещения вдоль оси 4. При этом ось 4 имеет раздвижное устройство (талреп) для натяжения пьезопленки 1. Спицы крепежных колец 2 выполнены изогнутыми, при этом на одном колесе спицы изогнуты в одном направлении, а на противоположном колесе - в противоположном (при установке на горизонтальную ось). Если же ось ветродвигателя расположена вертикально, то спицы крепежных колес 2 изогнуты в одну сторону. The
Пленочный ветродвигатель работает следующим образом:
- при наличии ветра работает как обычный ветродвигатель - за счет кручения передает энергию генератора, который перерабатывает ее в электрический ток,
- при наличии изменения температуры окружающей среды начинают срабатывать термочувствительные элементы из ЭОПФ 3, попеременно натягивая пьезопленку 1, заставляя ее давать электрический ток. Этот ток снимается с помощью металлических электродов, напыленных на разные стороны пленки в местах зажимов (см. фиг. 3 разрез 1-1). Надо добавить, что от обычного ветра пьезопленка также будет вибрировать и, то натягиваясь, то удлиняясь, также вырабатывать ток.The film wind turbine operates as follows:
- when there is wind, it works like a regular wind turbine - due to torsion it transfers the energy of the generator, which processes it into electric current,
- if there is a change in the ambient temperature, the thermosensitive elements from the EOPF 3 start to operate, alternately pulling the
По предварительным расчетам автора, пленочный ветродвигатель диаметром 50 см и длиной 1 м, в отсутствие ветра, но при изменении температуры может дать электрический ток напряжением до 100 В, мощностью до 150 Вт. К этому надо добавить ту мощность, которая будет сниматься при наличии ветра (аналогичная конструкция обычного ветродвигателя при скорости ветра порядка 30 км/ч дает энергию мощностью около 700 Вт. Газета "Есть идея" N 4 (23) 1994 г., с. 3). Сюда же надо добавить ту часть энергии (электрический ток), получаемой от пьезопленки от ветровой вибрации. Кроме того, есть сведения, что пьезопленка из ПВДФ выделяет электричество от действия прямых солнечных лучей, что составит еще несколько процентов дополнительной электрической энергии. According to preliminary calculations by the author, a film wind turbine with a diameter of 50 cm and a length of 1 m, in the absence of wind, but with a change in temperature, can produce an electric current of voltage up to 100 V, power up to 150 W. To this we must add the power that will be removed in the presence of wind (a similar design of a conventional wind turbine with a wind speed of about 30 km / h gives an energy of about 700 W. Newspaper "There is an idea" N 4 (23) 1994, p. 3 ) Here we must add that part of the energy (electric current) received from the piezoelectric film from wind vibration. In addition, there is evidence that the piezoelectric film from PVDF releases electricity from direct sunlight, which will make up several percent of additional electric energy.
Технико-экономические преимущества предлагаемой конструкции состоят в возможности извлечения дополнительной электроэнергии и в возможности получения энергии в отсутствие ветра. Другим преимуществом является возможнось объединения нескольких ветродвигателей в одну батарею с целью увеличения отдачи мощности. Преимуществом является также то, что посадка такого ветродвигателя возможна как на вертикальную, так и на горизонтальную ось. Для этого необходимо перевернуть крепежные колеса, чтобы спицы были изогнуты в одну сторону (при установке на вертикальную ось) или в противоположные стороны (при установке ветродвигателя на горизонтальную ось). The technical and economic advantages of the proposed design consist in the possibility of extracting additional electricity and in the possibility of generating energy in the absence of wind. Another advantage is the possibility of combining several wind turbines into one battery in order to increase power output. An advantage is also that landing of such a wind turbine is possible both on the vertical and horizontal axis. To do this, turn the mounting wheels so that the spokes are bent to one side (when mounted on a vertical axis) or in opposite directions (when mounted to a horizontal axis).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94038732A RU2106523C1 (en) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | Film windmill |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94038732A RU2106523C1 (en) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | Film windmill |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94038732A RU94038732A (en) | 1996-12-10 |
RU2106523C1 true RU2106523C1 (en) | 1998-03-10 |
Family
ID=20161741
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94038732A RU2106523C1 (en) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | Film windmill |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2106523C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102787978A (en) * | 2012-06-20 | 2012-11-21 | 罗士武 | Double-effect piezoelectric wind wheel generator |
-
1994
- 1994-10-12 RU RU94038732A patent/RU2106523C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Казневский В.П., Аэродинамика в природе и технике. М.: Просвещение, 1985, с.92-94. 2. Девис А., Шуберт Р. Альтернативные источники энергии в строительном проектировании. МСИ, 1983, с.96-97. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102787978A (en) * | 2012-06-20 | 2012-11-21 | 罗士武 | Double-effect piezoelectric wind wheel generator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94038732A (en) | 1996-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2007207703B2 (en) | Wind turbine | |
JP2006509482A (en) | Mechanism for rotating the rotor, stator and power generator | |
RU98116814A (en) | DEVICE FOR ELECTRIC POWER SIGNAL GENERATION BASED ON THE USE OF WIND POWER | |
DE60222542D1 (en) | WIND TURBINE WITH A PLANET GEAR | |
JPS52127091A (en) | Portable generator | |
US4086023A (en) | Windmill | |
GB2474080A (en) | Rotor with variable helix blades | |
RU2106523C1 (en) | Film windmill | |
US4075847A (en) | Direct conversion of solar energy to mechanical energy | |
JPH11117850A (en) | Wind mill | |
US20090121484A1 (en) | Wind energy conversion using the magnus effect | |
JP2011021546A (en) | Shaft power generating device | |
JPH08177710A (en) | Power generating device | |
JPH07123639A (en) | Wind electrostatic generator | |
EP0331601A2 (en) | Wind generator | |
EP1331390A2 (en) | Vertical axis wind turbine | |
Schmidt et al. | PVF2 bimorphs as active elements in wind generators | |
JP3009252U (en) | Paddle type umbrella blade type windmill | |
KR101723712B1 (en) | a generating apparatus motor using DC motor | |
RU2013651C1 (en) | Wind-electric power plant | |
WO1997019474A1 (en) | Generating energy from piezoelectric effect | |
CN209800155U (en) | Multi-section rigid variable-cross-section beam generator and wave-activated generator | |
SU842216A1 (en) | Wind electric unit | |
JP2004027845A (en) | Windmill and wind power generator using it | |
RU2099595C1 (en) | Heat engine (options) and thermoelement |