RU2151322C1 - Ветродвигатель - Google Patents
Ветродвигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2151322C1 RU2151322C1 RU99101262/06A RU99101262A RU2151322C1 RU 2151322 C1 RU2151322 C1 RU 2151322C1 RU 99101262/06 A RU99101262/06 A RU 99101262/06A RU 99101262 A RU99101262 A RU 99101262A RU 2151322 C1 RU2151322 C1 RU 2151322C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- platform
- disk
- wind
- shaft
- 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)
Abstract
Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к устройствам для преобразования энергии ветра в электрическую. Технический результат заключается в стабилизации скорости вращения выходного вала независимо от скорости ветра и достигается тем, что в ветродвигателе, содержащем корпус, вал и колесо с лопастями, установленными с возможностью поворота относительно их осей, у корневой части которых закреплены рычаги с катками, взаимодействующие с диском, жестко закрепленным с флюгером и шарнирно установленным на валу, ветродвигатель снабжен дополнительно центробежным регулятором скорости вращения, платформой, установленной с возможностью вертикального перемещения относительно диска, и стержнем, взаимодействующим с платформой и ползуном центробежного регулятора скорости вращения, а также наклонными пластинами, с помощью которых платформа шарнирно соединена с диском, при этом платформа перекрывает половину диска, граница раздела которых совпадает с плоскостью флюгера. 2 ил.
Description
Изобретение относится к устройствам для преобразования энергии текучей среды и может быть использовано в ветроэлектрогенераторах.
Известно устройство для использования энергии текучей среды, содержащее колесо с лопастями, установленными с возможностью поворота относительно их осей. При этом каждая лопасть разделена осью на две части с неравными площадями [1].
Однако известное устройство работает только под водой при постоянном направлении течения воды. Это ограничивает возможность его применения, в частности, в ветроэнергетических установках, где направление ветра часто меняется.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является устройство для использования энергии текучей среды, принятое в качестве прототипа [2].
Прототип содержит вал, установленный с возможностью вращения на основании, закрепленный на валу корпус с плоскими лопастями, поворотными относительно осей, снабженными рычагами. На концах рычагов установлены катки. При этом устройство снабжено флюгером и жестко связанным с ним кулачковым диском, шарнирно установленным на валу и взаимодействующим с катками. Рычаги с катками взаимодействуют с продольной поверхностью кулачкового диска и в результате лопасти принудительно меняют свою ориентацию.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, является то, что скорость вращения вала пропорциональна скорости ветра, которая меняется в широких пределах. Это ограничивает возможность его применения в электрогенераторах.
Задача заявляемого изобретения заключается в синхронизации скорости вращения выходного вала ветродвигателя.
Технический результат при осуществлении изобретения заключается в том, что стабилизируется скорость вращения вала двигателя вне зависимости от диапазона изменения скорости ветра. Это расширяет возможности его применения в ветроэлектрогенераторах.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что ветродвигатель, содержащий корпус, вал и колесо с лопастями, установлен с возможностью поворота относительно их осей. У корней части осей закреплены рычаги с катками, взаимодействующие с диском, на котором жестко закреплен флюгер и шарнирно установлен на валу. Введены следующие дополнительные признаки.
Ветродвигатель снабжен центробежным регулятором скорости вращения, платформой, установленной с возможностью вертикального перемещения относительно диска, и стержнем, взаимодействующим с платформой и ползуном центробежного регулятора скорости вращения.
Кроме того, двигатель снабжен наклонными пластинами, с помощью которых платформа шарнирно соединена с диском, при этом платформа перекрывает половину диска, граница раздела которых совпадает с плоскостью флюгера.
На фиг. 1 представлена конструкция ветродвигателя в сечении А-А. На фиг. 2 - вид сверху по фиг. 1.
Ветродвигатель содержит вал 1, установленный с возможностью вращения на основании 2, закрепленный на валу корпус 3 с плоскими лопастями 4, поворотными относительно осей 5, снабженными рычагами 6, на концах которых установлены катки 7. При этом двигатель снабжен флюгером 8 и жестко связанным с ним диском 9, шарнирно установленным на валу и взаимодействующим с катками. Кроме того, ветродвигатель содержит центробежный регулятор скорости вращения 10, платформу 11, установленную с возможностью вертикального перемещения относительно диска, и стержень 12, взаимодействующий с ползуном 13 центробежного регулятора скорости вращения. Двигатель снабжен также наклонными пластинами 14, с помощью которых платформа шарнирно соединена с диском.
Ветродвигатель работает следующим образом.
Неподвижное основание 2 обеспечивает необходимую высоту расположения ветродвигателя для эффективной и безопасной его работы.
Вал 1 шарнирно установлен на основании 2, имеет вертикальное положение и возможность свободного вращения.
Корпус 3 двигателя установлен на валу неподвижно. Это может быть обеспечено с помощью шпонки, штифта или шлицевого их соединения. Таким образом, корпус 3 вращается совместно с вертикальным валом 1 относительно неподвижной платформы 2.
По периферии корпуса на одинаковом расстоянии друг от друга шарнирно устанавливаются не менее трех лопастей 4. На фиг. 1 ветродвигатель имеет шесть лопастей, установленные через 360o/N = 60 градусов, где N - число лопастей.
Каждая из лопастей имеет свою ось 5. Оси разделяют плоскости лопастей 4 на две части с неравными площадями. Оси устанавливаются на корпусе 3 шарнирно, имеют радиальное направление и находятся в одной плоскости, перпендикулярной валу (см. фиг. 2).
Лопасти снабжены рычагами 6, закрепленными одними своими концами на осях 5 у корневой их части. На других концах рычагов установлены катки 7.
Ветродвигатель снабжен флюгером 8, жестко связанным с диском 9.
Диск 9 концентрично и шарнирно установлен на валу. Он имеет возможность вращения вокруг оси вместе с флюгером при изменении направления ветра.
На диске 9 шарнирно установлена платформа 11 с возможностью вертикального параллельного перемещения относительно диска.
Для этого служат три наклонные пластины 14. С помощью плоских шарниров (петель) пластины закреплены к платформе и диску. При соединении они образуют параллелограмм. При изменении наклона пластины в пределах x = 0-45o платформа перемещается от самого нижнего положения, совпадающего с плоскостью диска, до самого верхнего.
Линия, разделяющая границу раздела диска и краев платформы, совпадает с плоскостью флюгера 8. Пара наклонных пластин 14 установлена в указанной плоскости. Третья пластина образует противоположную сторону параллелограмма.
Под действием разности давлений потока ветра на две несимметричные половины лопастей рычаги с катками взаимодействуют с верхними поверхностями платформы и диска.
Флюгер 8 под давлением косого потока ветра устанавливается параллельно потоку и ориентирует диск 9 с платформой 11 с наклонными пластинами 14, установленными в диаметральной плоскости диска, совпадают с плоскостью флюгера, т.е. направлением потока ветра.
Рычаги с катками в результате взаимодействия с поверхностями платформы 11 и диска 9 принудительно меняют ориентацию лопастей 4. Лопасти с помощью рычагов 6, взаимодействующих с платформой, справа от диаметральной плоскости, располагаются перпендикулярно потоку, а левые лопасти, взаимодействующие с поверхностью диска, - параллельно потоку. При таком расположении лопастей ветроколесо приобретает левое (против часовой стрелки) вращение при взгляде сверху на фиг. 2.
Лопасти с каждым оборотом ветроколеса, поворачиваясь относительно своих продольных осей в пределах 0-90o, занимают наиболее выгодное положение и создают максимальный момент вращения.
Для синхронизации скорости вращения ветроколеса на валу 1 установлен центробежный регулятор скорости вращения 10. При увеличении скорости ветра скорость вращения вала 1 увеличивается и ползун 13 центробежного регулятора смещается вниз. В паз ползуна 13 входит Г-образная головка стержня 12 (см. фиг. 2).
Стержень прямоугольного сечения имеет возможность вертикального перемещения по отверстию через диск. Другой конец стержня упирается в платформу 11. Таким образом, ползун центробежного регулятора скорости вращения 10 через стержень 12 взаимодействует с платформой 11.
При слабом ветре ползун 13 и, следовательно, платформа 11 находится в самом верхнем положении. Взаимодействие платформы с рычагами 6 в этом случае принудительно устанавливают плоскости лопастей справа от диаметральной плоскости (см. фиг. 2) перпендикулярно потоку ветра.
При увеличении скорости ветра скорость вращения вала возрастает и ползун центробежного регулятора скорости вращения 10 смещается вниз. Это приводит к соответствующему смещению вниз стержня 12 и взаимодействующей с ним платформы 11.
При этом взаимодействие платформы с рычагами устанавливают плоскости лопастей под углом к направлению потока ветра.
Эффективная площадь лопастей, создающих момент вращения, уменьшается, что приводит к уменьшению и скорости вращения вала двигателя.
Таким образом устанавливается динамическое равновесие, при котором ветроколесо вращается с относительной постоянной скоростью вращения независимо от диапазона изменения скорости вращения.
Изменяя массу центробежных грузов и размеры плеч регулятора скорости вращения, а также величины относительного подъема платформы, можно достичь различных скоростей и точности синхронизации вращения ветродвигателя.
Предложенная конструкция ветродвигателя повышает чувствительность к слабым потокам ветра и производительность работы устройства.
Синхронизация скорости вращения ветроколеса расширяет диапазон возможных применений ветроколеса, позволяет использовать его в ветроэлектрогенераторах.
Источники информации, использованные при составлении заявки:
1. Патент СССР N 11093. М.кл5 F 03 B 3/14, 1926 г.
1. Патент СССР N 11093. М.кл5 F 03 B 3/14, 1926 г.
2. Алиев А.С., Челябов И.М., Чумаков С.А. Устройство для преобразования энергии текучей среды. Патент России по заявке 4897568/29, 1990 г. (прототип).
Claims (1)
- Ветродвигатель, содержащий корпус, вал и колесо с лопастями, установленными с возможностью поворота относительно их осей, у корневой части которых закреплены рычаги с катками, взаимодействующие с диском, на котором жестко закреплен флюгер и шарнирно установлен на валу, отличающийся тем, что снабжен дополнительно центробежным регулятором скорости вращения, платформой, установленной с возможностью вертикального перемещения относительно диска, и стержнем, взаимодействующим с платформой и ползуном центробежного регулятора скорости вращения, а также, наклонными пластинами, с помощью которых платформа шарнирно соединена с диском, при этом платформа перекрывает половину диска, граница раздела которых совпадает с плоскостью флюгера.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99101262/06A RU2151322C1 (ru) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Ветродвигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99101262/06A RU2151322C1 (ru) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Ветродвигатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2151322C1 true RU2151322C1 (ru) | 2000-06-20 |
Family
ID=20214971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99101262/06A RU2151322C1 (ru) | 1999-01-18 | 1999-01-18 | Ветродвигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2151322C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD53Z (ru) * | 2007-12-26 | 2010-02-28 | Виктор ИВАНОВ | Силовая ветроустановка |
-
1999
- 1999-01-18 RU RU99101262/06A patent/RU2151322C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MD53Z (ru) * | 2007-12-26 | 2010-02-28 | Виктор ИВАНОВ | Силовая ветроустановка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4359311A (en) | Wind turbine rotor | |
US5518367A (en) | Cross-wind-axis wind turbine | |
US6069409A (en) | Wind powered generator apparatus | |
US7347660B2 (en) | Cross-flow wind turbine | |
US8858177B2 (en) | Fluid turbine | |
SE8301551L (sv) | Vindturbintorndempning sasom gensvar pa rorelse | |
AU2013349621A1 (en) | Vertical axis turbine | |
NZ203146A (en) | Wind-generator with horizontal rotor axis and auxiliary vanes to control pitch/speed | |
GB1456128A (en) | Device for converting fluid flow kinetic enerby into rotational kinetic energy | |
RU2151322C1 (ru) | Ветродвигатель | |
RU2153599C1 (ru) | Ветродвигатель | |
JPS63120869A (ja) | 風水力回転体 | |
JPS63120868A (ja) | 風水力回転体 | |
JPS59141773A (ja) | 水車 | |
RU2088799C1 (ru) | Ротор ветродвигателя | |
KR101355467B1 (ko) | 수직축 방식의 풍력발전장치 | |
RU2009369C1 (ru) | Ветряной двигатель | |
SU1663225A1 (ru) | Ротор ветродвигател с горизонтальной осью вращени | |
RU2079703C1 (ru) | Ветряной двигатель | |
FR2543225A1 (fr) | Moteur hydraulique dit " helice spherique " | |
RU2461733C9 (ru) | Ветроагрегат | |
RU2688623C2 (ru) | Водоветровой двигатель | |
RU2029885C1 (ru) | Ветродвигатель | |
KR890005066Y1 (ko) | 풍차 발전장치(風車 發電裝置) | |
CA1263940A (en) | Vertical axis wind turbine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060119 |