RU2165034C2 - Windmill rotating about vertical axis - Google Patents

Windmill rotating about vertical axis Download PDF

Info

Publication number
RU2165034C2
RU2165034C2 RU97112088/06A RU97112088A RU2165034C2 RU 2165034 C2 RU2165034 C2 RU 2165034C2 RU 97112088/06 A RU97112088/06 A RU 97112088/06A RU 97112088 A RU97112088 A RU 97112088A RU 2165034 C2 RU2165034 C2 RU 2165034C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wind
blades
cylindrical
rigid part
cylindrical body
Prior art date
Application number
RU97112088/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97112088A (en
Inventor
Майед Эль Марри Сакр
Original Assignee
Майед Эль Марри Сакр
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Майед Эль Марри Сакр filed Critical Майед Эль Марри Сакр
Publication of RU97112088A publication Critical patent/RU97112088A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2165034C2 publication Critical patent/RU2165034C2/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/062—Rotors characterised by their construction elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D15/00—Transmission of mechanical power
    • F03D15/10—Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/02—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having a plurality of rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
    • F03D3/0409—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels surrounding the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/10—Combinations of wind motors with apparatus storing energy
    • F03D9/11—Combinations of wind motors with apparatus storing energy storing electrical energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/28—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being a pump or a compressor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/70—Application in combination with
    • F05B2220/706—Application in combination with an electrical generator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F05B2240/211—Rotors for wind turbines with vertical axis
    • F05B2240/215—Rotors for wind turbines with vertical axis of the panemone or "vehicle ventilator" type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F05B2240/221—Rotors for wind turbines with horizontal axis
    • 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
    • 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
    • Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: wind-power engineering. SUBSTANCE: windmill has rotor capable of rotating under wind action about vertical axis relative to horizon and rotary shaft coupled with rotor for setting it in rotary motion by means of mentioned rotor to convey energy imparted to rotor by wind; according to invention, rotor has hollow cylindrical body whose side walls are mainly formed by blades installed in vertical position so as to admit wind inside hollow cylindrical body and to set it in rotary motion together with rotary shaft coupled with this cylindrical body. EFFECT: enhanced power and efficiency of blades, facilitated maintenance and mounting operations. 9 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение касается ветряного двигателя с вращением вокруг вертикальной оси. The present invention relates to a wind turbine with rotation around a vertical axis.

Вот уже в течение многих лет потребности в энергии для хозяйственных нужд постоянно возрастают, тогда как используемые в настоящее время источники энергии в основной своей массе представляют собой истощаемые и невозобновляемые или загрязняющие окружающую среду источники. For many years now, energy requirements for household needs have been steadily increasing, while the currently used energy sources, for the most part, are exhaustible and non-renewable or polluting the environment.

Для того чтобы иметь возможность не только получить дополнительную энергию, но и предохранить от загрязнения окружающую среду, постоянно проводятся многочисленные исследования, направленные на разработку систем, позволяющих производить энергию естественными и экологически чистыми способами. In order to be able not only to obtain additional energy, but also to protect the environment from pollution, numerous studies are constantly carried out aimed at developing systems that allow the production of energy in natural and environmentally friendly ways.

Ветровая энергия, которая представляет собой часть энергии, возникающей в результате движения воздуха по отношению к земле, и которая может быть перехвачена и преобразована в другие виды энергии при помощи некоторого вращающегося под действием ветра ротора, представляет собой один из таких естественных и не загрязняющих окружающую среду источников энергии. Wind energy, which is part of the energy resulting from the movement of air relative to the earth, and which can be intercepted and converted into other types of energy using some rotor rotating under the influence of wind, is one of these natural and non-polluting sources of energy.

Энергия ветра используется человеком с незапамятных времен в ветряных мельницах, предназначенных для размола зерна. Значительно позже были найдены возможности преобразования энергии ветра в электрическую энергию при помощи электрических генераторов, вращаемых ветряками. Однако, эта форма энергии не получила широкого распространения вследствие малой производительности и низкого коэффициента полезного действия ветряных энергетических установок. Wind energy has been used by man since time immemorial in windmills designed for grinding grain. Much later, the possibilities were found to convert wind energy into electrical energy using electric generators rotated by windmills. However, this form of energy is not widespread due to low productivity and low efficiency of wind power plants.

Известны два типа ветряных двигателей. Наибольшее распространение получили ветряные двигатели первого типа, в которых ротор под действием ветра вращается вокруг некоторой горизонтальной оси. Эти ветряные двигатели были объектом многочисленных исследований, направленных на их совершенствование. Такие ветряные двигатели могут быть использованы, например, для подзарядки аккумуляторных батарей или для производства электрической энергии. Two types of wind turbines are known. The most widespread are the first type of wind engines, in which the rotor rotates around a certain horizontal axis under the influence of wind. These wind turbines have been the subject of numerous studies aimed at improving them. Such wind turbines can be used, for example, to recharge batteries or to produce electrical energy.

Ко второму типу относятся ветряные двигатели, у которых ротор под действием ветра вращается относительно вертикальной оси, но где лопасти установлены под некоторым специально подобранным углом, что позволяет такому ветряному двигателю вращаться при возникновении ветра. Ветряные двигатели этого типа используются главным образом для производства электрической энергии. The second type includes wind engines in which the rotor rotates relative to the vertical axis under the influence of wind, but where the blades are mounted at some specially selected angle, which allows such a wind engine to rotate when a wind occurs. This type of wind turbine is mainly used for the production of electrical energy.

Хотя эти ветряные двигатели производят энергию естественного характера и не загрязняют окружающую среду, они так и не получили достаточно широкого распространения, в частности, из-за того, что они еще и сегодня обладают множеством недостатков, часть из которых будет перечислена ниже. Although these wind turbines produce natural energy and do not pollute the environment, they have not received widespread distribution, in particular, due to the fact that they still have many shortcomings, some of which will be listed below.

Эти ветряные двигатели требуют больших площадей на местности для их вращения, поскольку их лопасти, хотя и немногочисленные, охватывают достаточно большую поверхность. Вследствие этого ветряные двигатели такого типа не могут быть установлены на местности близко друг к другу. These wind turbines require large areas on the ground for their rotation, since their blades, although not numerous, cover a fairly large surface. As a result, wind turbines of this type cannot be installed in close proximity to each other.

Лопасти таких ветряных двигателей должны быть очень большими и очень широкими для того, чтобы двигатель развивал достаточно большую мощность. The blades of such wind turbines must be very large and very wide so that the engine develops a sufficiently large power.

Ветряные двигатели могут быть использованы только на открытых пространствах, где ветры имеют достаточную скорость для приведения лопастей во вращение. Wind turbines can only be used in open spaces, where the winds have sufficient speed to bring the blades into rotation.

Зоны лопастей, омываемые ветром, слишком малы по отношению к их объему, в результате чего их эффективность ограничена. The areas of the blades washed by the wind are too small in relation to their volume, as a result of which their effectiveness is limited.

Движение лопастей в воздушной среде ограничивает скорость их вращения. The movement of the blades in the air limits the speed of their rotation.

Вращение ветряного двигателя относительно вертикальной оси не позволяет использовать большое количество лопастей, поскольку это вызывает возмущения во вращательном движении. The rotation of the wind engine relative to the vertical axis does not allow the use of a large number of blades, since this causes disturbances in the rotational motion.

По причине большой высоты таких ветряных двигателей оказывается невозможным осуществлять операции технического обслуживания непосредственно на них. Следовательно, требующий технического обслуживания ветряной двигатель должен быть демонтирован для проведения соответствующих операций на земле, что делает операции технического обслуживания весьма дорогостоящими. Due to the high altitude of such wind turbines, it is impossible to carry out maintenance operations directly on them. Therefore, a maintenance-driven wind turbine must be dismantled for appropriate ground operations, which makes maintenance operations very expensive.

Направление ветра имеет большое влияние на вращение лопастей таких ветряных двигателей. The direction of the wind has a great influence on the rotation of the blades of such wind turbines.

Если ветры дуют с резкими порывами, механическая прочность лопастей ветряных двигателей может оказаться недостаточной, что может привести к их разрушению, поскольку они закреплены на втулке только одним своим концом и их поверхность, подвергающаяся воздействию сильного ветра, недостаточно укреплена. If the winds blow with sudden gusts, the mechanical strength of the blades of the wind engines may be insufficient, which can lead to their destruction, since they are fixed to the sleeve with only one of its ends and their surface exposed to strong winds is not sufficiently strengthened.

Направление вращения лопастей ветряного двигателя зависит от направления ветра. Это означает, что вращение лопастей может происходить в двух противоположных направлениях. Понятно, что это неудобно для нормальной выработки электрической энергии, поскольку требует применения специальных дополнительных устройств, обеспечивающих возможность нормального функционирования электрического генератора при любом направлении вращения лопастей, что снижает эффективность ветряного двигателя. The direction of rotation of the blades of the wind engine depends on the direction of the wind. This means that the rotation of the blades can occur in two opposite directions. It is clear that this is inconvenient for the normal generation of electric energy, since it requires the use of special additional devices that enable the normal functioning of the electric generator in any direction of rotation of the blades, which reduces the efficiency of the wind engine.

Цель данного изобретения состоит в том, чтобы предложить ветряной двигатель, который не имеет перечисленных выше недостатков, присущих известным ветряным двигателям. The purpose of this invention is to provide a wind turbine that does not have the disadvantages listed above inherent in known wind turbines.

Ветряной двигатель в соответствии с предлагаемым изобретением содержит ротор, способный вращаться под действием ветра вокруг своей вертикальной оси по отношению к земле, и поворотный вал, который может быть приведен во вращательное движение упомянутым ротором и который способен передавать механическую энергию, полученную ротором (см. FR 2298706 A, 24.09.1976, фиг. 1) - прототип. A wind turbine in accordance with the invention comprises a rotor capable of rotating under the influence of wind around its vertical axis with respect to the earth, and a rotary shaft that can be rotationally driven by said rotor and which is capable of transmitting mechanical energy received by the rotor (see FR 2298706 A, 09.24.1976, Fig. 1) is a prototype.

Предлагаемый ветряной двигатель отличается тем, что его ротор содержит полый внутри корпус, имеющий в целом цилиндрическую форму, стенки которого в основном сформированы лопатками, расположенными вертикально таким образом, чтобы движущийся поток воздуха или ветер имел возможность войти внутрь упомянутого полого цилиндрического корпуса для того, чтобы привести этот корпус во вращательное движение и, следовательно, привести во вращение упомянутый поворотный передаточный вал, с которым он связан. The proposed wind engine is characterized in that its rotor contains a hollow inside the body, having a generally cylindrical shape, the walls of which are mainly formed by blades arranged vertically so that a moving air stream or wind could enter inside the said hollow cylindrical body so that bring this housing into rotational motion and, therefore, bring into rotation the aforementioned rotary transmission shaft with which it is connected.

Этот полый внутри цилиндрический корпус может содержать один или несколько наложенных друг на друга и жестко связанных между собой цилиндрических элементов, причем каждый из этих элементов содержит нижнюю круглую жесткую часть и верхнюю круглую жесткую часть, между которыми закреплены в вертикальном положении лопатки, образующие упорядоченную совокупность или ряд лопаток. This cylindrical body hollow inside may contain one or more cylindrical elements superimposed on each other and rigidly interconnected, each of these elements containing a lower circular rigid part and an upper circular rigid part, between which the blades are fixed in a vertical position, forming an ordered set or row of blades.

В предпочтительном варианте реализации этот полый внутри цилиндрический корпус имеет в своем составе, по меньшей мере, один первый цилиндрический элемент, содержащий нижний круглый и жесткий элемент, центр которого жестко связан с передаточным поворотным валом, и верхнюю круглую и жесткую часть, между которыми закреплены в вертикальном положении лопатки, образующие первую упорядоченную совокупность или ряд лопаток. In a preferred embodiment, this hollow cylindrical body comprises at least one first cylindrical element comprising a lower circular and rigid element, the center of which is rigidly connected to the transmission rotary shaft, and an upper circular and rigid part, between which are fixed in the vertical position of the scapula, forming the first ordered set or row of scapulae.

Этот полый внутри цилиндрический корпус дополнительно может иметь в своем составе второй цилиндрический элемент, содержащий нижнюю круглую и жесткую часть, жестко связанную с упомянутой верхней круглой и жесткой частью первого цилиндрического элемента, и верхнюю круглую и жесткую часть, между которыми закреплены в вертикальном положении лопатки, образующие вторую упорядоченную совокупность или ряд лопаток, располагающийся над первым рядом лопаток. This hollow cylindrical body inside may additionally comprise a second cylindrical element comprising a lower circular and rigid part rigidly connected to said upper circular and rigid part of the first cylindrical element and an upper circular and rigid part, between which the blades are fixed in a vertical position, forming a second ordered set or row of vanes located above the first row of vanes.

Верхняя круглая и жесткая часть первого цилиндрического элемента и нижняя круглая и жесткая часть второго цилиндрического элемента могут представлять собой один и тот же круглый и жесткий элемент. The upper circular and rigid part of the first cylindrical element and the lower circular and rigid part of the second cylindrical element can be the same round and rigid element.

Этот полый внутри цилиндрический корпус дополнительно может иметь в своем составе и третий цилиндрический элемент, содержащий нижнюю круглую и жесткую часть, жестко связанную с упомянутой верхней круглой и жесткой частью второго цилиндрического элемента, и верхний круглый и жесткий элемент, между которыми закреплены в вертикальном положении лопатки, образующие третью упорядоченную совокупность или ряд лопаток, располагающийся над упомянутым вторым рядом лопаток. This hollow inside the cylindrical body may additionally include a third cylindrical element containing a lower circular and rigid part rigidly connected with the said upper circular and rigid part of the second cylindrical element, and an upper circular and rigid element between which the blades are fixed in the vertical position forming a third ordered set or row of vanes located above said second row of vanes.

Верхняя круглая и жесткая часть второго цилиндрического элемента и нижняя круглая и жесткая часть третьего цилиндрического элемента могут представлять собой один и тот же круглый и жесткий элемент. The upper circular and rigid portion of the second cylindrical element and the lower circular and rigid portion of the third cylindrical element may be the same circular and rigid element.

Нижняя круглая и жесткая часть первого цилиндрического элемента в предпочтительном варианте реализации представляет собой сплошной диск. The lower circular and rigid portion of the first cylindrical element in the preferred embodiment is a solid disk.

В предпочтительном варианте реализации предлагаемого изобретения упомянутый поворотный вал, приводимый во вращательное движение в результате вращения полого цилиндрического корпуса с лопатками под действием ветра, воздействует на зубчатую передачу для того, чтобы сформировать движение, пригодное для использования в целях приведения в действие того или иного механического устройства или для выработки электрической энергии. In a preferred embodiment of the invention, said rotary shaft driven by rotational movement as a result of rotation of a hollow cylindrical body with blades under the influence of wind acts on a gear train in order to form a motion suitable for use in order to actuate one or another mechanical device or to generate electrical energy.

Ветряной двигатель по данному изобретению в предпочтительном варианте реализации используется для выработки электрической энергии, для заряда аккумуляторных батарей или для приведения в действие насоса. The wind turbine of the present invention in a preferred embodiment is used to generate electric energy, to charge batteries or to drive a pump.

Теперь предлагаемое изобретение будет описано более подробно со ссылками на приведенную в приложении в качестве примера единственную фигуру. Now, the invention will be described in more detail with reference to a single figure given in the appendix as an example.

На этой единственной фигуре схематически представлен предпочтительный вариант реализации ветряного двигателя в соответствии с предлагаемым изобретением. This single figure schematically shows a preferred embodiment of a wind turbine in accordance with the invention.

На приведенной в приложении фигуре ветряной двигатель в соответствии с предлагаемым изобретением содержит полый внутри корпус 1 в целом цилиндрической формы, боковые стенки которого образованы лопатками 2a, 2b, 2c, установленными в вертикальном положении таким образом, чтобы движущийся поток атмосферного воздуха, или ветер, мог войти внутрь упомянутого полого цилиндрического корпуса для того, чтобы привести этот корпус 1 во вращательное движение и, следовательно, привести во вращательное движение поворотный передаточный вал 3, с которым этот корпус жестко связан. In the figure given in the appendix, the wind engine in accordance with the invention comprises a generally hollow inside body 1 of cylindrical shape, the side walls of which are formed by blades 2a, 2b, 2c, mounted in a vertical position so that a moving stream of atmospheric air, or wind, can to enter inside the aforementioned hollow cylindrical housing in order to bring this housing 1 into rotational motion and, therefore, to rotate the rotary transmission shaft 3, with which ie the housing is rigidly connected.

В приведенном на фигуре схематическом примере реализации ветряного двигателя в соответствии с данным изобретением этот полый внутри цилиндрический корпус 1 состоит из трех цилиндрических элементов 4, 5 и 6. In the figure, a schematic example of the implementation of a wind turbine in accordance with this invention, this hollow inside the cylindrical body 1 consists of three cylindrical elements 4, 5 and 6.

Первый цилиндрический элемент 4 содержит нижний круглый и жесткий элемент 7, центр которого жестко связан с поворотным приводным валом 3, и верхнюю круглую и жесткую часть 8, между которыми закреплены в вертикальном положении лопатки 2а, образующие первый ряд лопаток. The first cylindrical element 4 comprises a lower circular and rigid element 7, the center of which is rigidly connected to the rotary drive shaft 3, and an upper circular and rigid part 8, between which the blades 2a are fixed in an upright position, forming the first row of blades.

В этом примере реализации упомянутый нижний круглый и жесткий элемент 7 первого цилиндрического элемента представляет собой сплошной диск. Однако, в других возможных случаях реализации этот нижний круглый и жесткий элемент первого цилиндрического элемента может представлять собой круглый элемент со спицами, содержащий втулку, жестко связанную с приводным поворотным валом 3. In this embodiment, said lower round and rigid member 7 of the first cylindrical member is a solid disk. However, in other possible cases of implementation, this lower circular and rigid element of the first cylindrical element may be a circular element with spokes, containing a sleeve rigidly connected to the drive rotary shaft 3.

Второй цилиндрический элемент 5 содержит нижнюю круглую и жесткую часть 9, жестко связанную с верхней круглой и жесткой частью 8 первого цилиндрического элемента 4, и верхнюю круглую и жесткую часть 10, между которыми закреплены в вертикальном положении лопатки 2b, образующие второй ряд лопаток, располагающийся над первым рядом лопаток 2a. The second cylindrical element 5 comprises a lower circular and rigid part 9, rigidly connected with the upper circular and rigid part 8 of the first cylindrical element 4, and an upper circular and rigid part 10, between which the blades 2b are fixed in a vertical position, forming a second row of blades located above the first row of blades 2a.

Третий цилиндрический элемент 6 содержит нижнюю круглую и жесткую часть 11, жестко связанную с верхней круглой и жесткой частью 10 второго цилиндрического элемента 5, и верхнюю круглую и жесткую часть 12, между которыми закреплены в вертикальном положении лопатки 2c, образующие третий ряд лопаток, располагающийся над вторым рядом лопаток 2b. The third cylindrical element 6 comprises a lower circular and rigid part 11, rigidly connected with the upper circular and rigid part 10 of the second cylindrical element 5, and an upper circular and rigid part 12, between which the blades 2c are fixed in a vertical position, forming a third row of blades located above second row of blades 2b.

Здесь следует отметить, что верхняя круглая и жесткая часть 8 первого цилиндрического элемента 4 и нижняя круглая и жесткая часть 9 второго цилиндрического элемента 5, которые жестко связаны между собой, могут представлять собой два различных круглых элемента, жестко прикрепленных друг к другу, либо один общий круглый элемент. It should be noted here that the upper circular and rigid part 8 of the first cylindrical element 4 and the lower circular and rigid part 9 of the second cylindrical element 5, which are rigidly interconnected, can be two different circular elements rigidly attached to each other, or one common round element.

Кроме того, верхняя круглая и жесткая часть 10 второго цилиндрического элемента 5 и нижняя круглая и жесткая часть 11 третьего цилиндрического элемента 6, которые жестко связаны друг с другом, могут представлять собой либо два различных круглых элемента, жестко скрепленных между собой, либо один единственный общий круглый элемент. In addition, the upper circular and rigid part 10 of the second cylindrical element 5 and the lower circular and rigid part 11 of the third cylindrical element 6, which are rigidly connected to each other, can be either two different circular elements rigidly fastened to each other, or one single common round element.

Необходимо также отметить, что круглая жесткая часть 12, образующая верхнюю часть полого внутри цилиндрического корпуса 1, может представлять собой либо некоторый круглый элемент, например, типа кольца, оставляющий вершину упомянутого цилиндрического корпуса 1 открытой, либо круглый элемент типа сплошного диска, закрывающего вершину этого цилиндрического корпуса 1. It should also be noted that the round rigid part 12, forming the upper part of the hollow inside the cylindrical body 1, can be either some circular element, for example, a ring that leaves the top of the said cylindrical body 1 open, or a round element such as a solid disk covering the top of this cylindrical body 1.

Выше уже был описан в качестве примера ветряной двигатель в соответствии с предлагаемым изобретением, в котором цилиндрический корпус 1 имеет в своем составе первый цилиндрический элемент 4, поверх которого установлены и жестко связаны с ним второй цилиндрический элемент 5 и третий цилиндрический элемент 6, образующие вместе единый цилиндрический корпус данного ветряного двигателя. As described above, a wind turbine in accordance with the invention has already been described, in which the cylindrical body 1 comprises a first cylindrical element 4, on top of which a second cylindrical element 5 and a third cylindrical element 6 are mounted and rigidly connected with it, forming together a single The cylindrical body of this wind turbine.

Однако, здесь следует отметить, что упомянутый цилиндрический корпус 1 ветряного двигателя в соответствии с предлагаемым изобретением может также содержать и более двух цилиндрических элементов 5 и 6, установленных поверх упомянутого первого цилиндрического элемента 4. However, it should be noted here that said cylindrical housing 1 of a wind turbine in accordance with the invention may also comprise more than two cylindrical elements 5 and 6 mounted on top of said first cylindrical element 4.

Кроме того, цилиндрический корпус 1 ветряного двигателя в соответствии с предлагаемым изобретением может содержать, например, либо только один первый цилиндрический элемент 4, либо первый цилиндрический элемент 4 и второй цилиндрический элемент 5, располагающийся поверх упомянутого первого цилиндрического элемента и жестко связанный с ним. In addition, the cylindrical housing 1 of the wind engine in accordance with the invention may contain, for example, either only one first cylindrical element 4, or a first cylindrical element 4 and a second cylindrical element 5 located on top of said first cylindrical element and rigidly connected with it.

То обстоятельство, что в соответствии с предлагаемым изобретением имеется возможность устанавливать друг на друга и жестко связывать между собой несколько цилиндрических элементов, позволяет увеличить размеры данного цилиндрического корпуса 1 при сохранении достаточного уровня его механической прочности, а также позволяет обеспечить стабилизацию лопаток 2a, 2b, 2c при больших скоростях вращения цилиндрического корпуса 1 в случае сильного ветра. The fact that, in accordance with the invention, it is possible to install several cylindrical elements on top of each other and rigidly tie together, allows to increase the dimensions of this cylindrical body 1 while maintaining a sufficient level of its mechanical strength, and also allows stabilization of the blades 2a, 2b, 2c at high speeds of rotation of the cylindrical body 1 in the case of strong wind.

Кроме того, это позволяет улучшить захват ветра цилиндрическим корпусом, вследствие чего увеличивается центробежная сила и прочность по отношению к этой силе. In addition, this improves the capture of wind by a cylindrical body, as a result of which the centrifugal force and strength with respect to this force are increased.

И еще, упомянутое выше обстоятельство повышает эффективность данного ветряного двигателя, поскольку необходимо отметить, что чем большие размеры имеет упомянутый цилиндрический корпус ветряного двигателя, тем большую мощность он способен развить. Кроме того, упомянутое обстоятельство также облегчает техническое обслуживание данного ветряного двигателя. And yet, the aforementioned circumstance increases the efficiency of this wind turbine, since it must be noted that the larger the said cylindrical housing of the wind turbine is, the greater the power it can develop. In addition, this circumstance also facilitates the maintenance of this wind turbine.

Количество используемых в данном ветряном двигателе лопаток меняется в зависимости от предъявляемых к нему требований и будет увеличиваться при увеличении диаметра его цилиндрического корпуса. The number of blades used in this wind turbine varies depending on the requirements for it and will increase with an increase in the diameter of its cylindrical body.

Цилиндрический корпус ветряного двигателя в соответствии с предлагаемым изобретением может быть изготовлен из различных материалов, но отвечающих одному единственному требованию, которое состоит в том, чтобы соответствующий материал имел достаточно высокую прочность на растяжение при возможно меньшем удельном весе. The cylindrical housing of the wind engine in accordance with the invention can be made of various materials, but meeting one single requirement, which is that the corresponding material has a sufficiently high tensile strength with the lowest possible specific gravity.

Действительно, используемые для изготовления элементов ветряного двигателя в соответствии с предлагаемым изобретением конструкционные материалы должны иметь достаточно высокую механическую прочность для того, чтобы надежно противостоять давлению максимально сильного ветра, возможного в данной местности, и изменениям давления воздуха внутри упомянутого цилиндрического корпуса этого двигателя, и эти конструкционные материалы должны быть достаточно легкими для того, чтобы эффективно использовать наибольшую часть количества движения образующего ветер потока атмосферного воздуха с тем, чтобы обеспечить наилучшую эффективность данного ветряного двигателя. Indeed, the structural materials used to manufacture the elements of the wind engine in accordance with the invention must have a sufficiently high mechanical strength in order to reliably withstand the pressure of the strongest wind possible in a given area and the changes in air pressure inside the said cylindrical body of this engine, and these structural materials should be light enough to effectively use the largest amount of movement I forming air flow from the wind in order to ensure the best performance of the wind turbine.

Упомянутые выше лопатки ветряного двигателя в соответствии с предлагаемым изобретением могут быть установлены в его цилиндрическом корпусе под некоторым специфическим углом таким образом, чтобы в случае, когда поток воздуха будет входить внутрь упомянутого цилиндрического корпуса, приводя его во вращательное движение, там создавалась определенная разность давлений между двумя частями этого цилиндрического корпуса, что будет увеличивать скорость его вращения и, следовательно, развиваемую данным ветряным двигателем мощность. The aforementioned blades of a wind turbine in accordance with the invention can be installed in its cylindrical body at a specific angle so that when a stream of air enters the said cylindrical body, causing it to rotate, a certain pressure difference is created between two parts of this cylindrical body, which will increase the speed of its rotation and, therefore, the power developed by this wind turbine.

Ветряной двигатель в соответствии с предлагаемым изобретением имеет множество преимуществ по сравнению с известными и эксплуатирующимися в настоящее время ветряными двигателями. Ниже эти преимущества будут сформулированы более конкретно. The wind turbine in accordance with the invention has many advantages over the known and currently operating wind turbines. Below, these advantages will be formulated more specifically.

Упомянутый цилиндрический корпус предлагаемого ветряного двигателя под действием ветра вращается вокруг своей вертикальной оси, что позволяет существенно сократить размеры пространства, необходимого для его функционирования. Таким образом, по сравнению с существующими конструкциями ветряных двигателей на одной и той же площади можно использовать большее количество ветряных двигателей и более эффективно использовать энергию ветра, а следовательно, и производить больше полезных видов энергии, например, электрической. Mentioned cylindrical body of the proposed wind engine under the action of the wind rotates around its vertical axis, which can significantly reduce the size of the space required for its operation. Thus, in comparison with existing designs of wind turbines on the same area, it is possible to use a larger number of wind turbines and use wind energy more efficiently and, therefore, produce more useful types of energy, for example, electric.

Поскольку лопатки цилиндрического корпуса предлагаемого ветряного двигателя закреплены в вертикальном положении, все они установлены под одним и тем же углом по всей их высоте, что обеспечивает наилучшие условия захвата ветра и, следовательно, повышение эффективности данного ветряного двигателя. Since the blades of the cylindrical body of the proposed wind turbine are mounted in a vertical position, they are all installed at the same angle over their entire height, which provides the best conditions for trapping wind and, therefore, increasing the efficiency of this wind turbine.

Вследствие того, что лопатки предлагаемого ветряного двигателя располагаются в вертикальном положении, имеется возможность установить большее число таких лопаток, чем в существующих конструкциях ветряных двигателей, что позволяет увеличить количество воздуха, используемого для приведения данного ветряного двигателя во вращательное движение, вследствие чего повышается эффективность использования воздушных течений или ветра. Due to the fact that the blades of the proposed wind turbine are located in a vertical position, it is possible to install a larger number of such blades than in existing designs of wind engines, which allows to increase the amount of air used to bring this wind turbine into rotational motion, thereby increasing the efficiency of using air currents or wind.

Поскольку цилиндрический корпус предлагаемого ветряного двигателя может вращаться вокруг своей вертикальной оси, он приводится во вращательное движение при любом направлении ветра. Таким образом, направление ветра не оказывает никакого влияния на вращение данного ветряного двигателя. Since the cylindrical body of the proposed wind engine can rotate around its vertical axis, it is rotationally driven in any direction of the wind. Thus, the direction of the wind has no effect on the rotation of a given wind turbine.

Поскольку в данном случае лопатки закреплены на двух своих концах, они оказываются значительно более эффективными и значительно более прочными, чем лопасти известных ветряных двигателей. Since in this case the blades are fixed at their two ends, they turn out to be much more efficient and much more durable than the blades of known wind engines.

В том случае, когда происходит движение потоков атмосферного воздуха, то есть дует ветер, он проникает внутрь цилиндрического корпуса и благодаря наличию лопаток приводит его во вращательное движение, в результате чего приводится во вращательное движение поворотный передаточный вал 3, который воздействует на зубчатую передачу 13 для того, чтобы сформировать движение, пригодное для использования либо с целью непосредственного приведения в действие того или иного механического устройства, либо для выработки электрической энергии. In the case when there is a movement of atmospheric air flows, that is, the wind blows, it penetrates into the cylindrical body and, thanks to the presence of blades, causes it to rotate, resulting in rotational movement of the rotary transmission shaft 3, which acts on the gear 13 in order to form a movement suitable for use either for the purpose of directly actuating a particular mechanical device, or for generating electrical energy.

Таким образом, ветряной двигатель в соответствии с предлагаемым изобретением может быть использован, например, для выработки электрической энергии, для заряда аккумуляторных батарей или для приведения в действие какого-либо насоса. Thus, the wind turbine in accordance with the invention can be used, for example, to generate electrical energy, to charge batteries or to drive a pump.

Claims (9)

1. Ветряной двигатель, содержащий ротор, способный вращаться под действием ветра вокруг своей вертикальной оси по отношению к горизонту, и поворотный вал, связанный с ротором с возможностью приведения его во вращательное движение этим ротором и приспособленный для передачи энергии, полученной этим ротором от ветра, отличающийся тем, что ротор содержит корпус, по существу, цилиндрической формы (1), полый внутри, боковые стенки которого образованы в основном лопатками (2а, 2b, 2с), установленными в вертикальном положении таким образом, чтобы ветер имел возможность войти в полый внутри цилиндрический корпус (1) и привести его во вращательное движение, а также поворотный передаточный вал (3), с которым этот цилиндрический корпус связан. 1. A wind engine containing a rotor capable of rotating under the influence of wind around its vertical axis with respect to the horizon, and a rotary shaft connected to the rotor with the possibility of bringing it into rotational motion by this rotor and adapted to transmit energy received by this rotor from the wind, characterized in that the rotor comprises a housing of a substantially cylindrical shape (1), hollow inside, the side walls of which are mainly formed by blades (2a, 2b, 2c) installed in a vertical position so that the wind p had an opportunity to enter inside the hollow cylindrical body (1) and bring it into a rotary motion and a rotary transmission shaft (3) with which the cylindrical body is connected. 2. Ветряной двигатель по п.1, отличающийся тем, что полый внутри цилиндрический корпус (1) содержит один или несколько цилиндрических элементов (4, 5, 6), установленных друг на друга и жестко связанных между собой, причем каждый из цилиндрических элементов содержит нижнюю круглую и жесткую часть и верхнюю круглую и жесткую часть, между которыми закреплены в вертикальном положении лопатки, образующие упорядоченный ряд лопаток. 2. A wind engine according to claim 1, characterized in that the cylindrical body (1) hollow inside contains one or more cylindrical elements (4, 5, 6) mounted on each other and rigidly interconnected, each of the cylindrical elements contains the lower circular and rigid part and the upper circular and rigid part, between which the blades are fixed in a vertical position, forming an ordered row of blades. 3. Ветряной двигатель по одному из п.1 или 2, отличающийся тем, что полый внутри цилиндрический корпус (1) имеет в своем составе, по меньшей мере, один первый цилиндрический элемент (4), содержащий нижний круглый и жесткий элемент (7), центральная часть которого жестко связана с поворотным передаточным валом (3), и верхнюю круглую и жесткую часть (8), между которыми закреплены в вертикальном положении лопатки (2а), образующие первый ряд лопаток. 3. A wind turbine according to one of claims 1 or 2, characterized in that the inside of the cylindrical body (1) has at least one first cylindrical element (4) comprising a lower circular and rigid element (7) , the central part of which is rigidly connected with the rotary transmission shaft (3), and the upper round and rigid part (8), between which the blades (2a) are fixed in the vertical position, forming the first row of blades. 4. Ветряной двигатель по п.3, отличающийся тем, что полый внутри цилиндрический корпус (1) имеет в своем составе дополнительно второй цилиндрический элемент (5), содержащий нижнюю круглую и жесткую часть (9), жестко связанную с верхней круглой и жесткой частью (8) первого цилиндрического элемента (4), и верхнюю круглую и жесткую часть (10), между которыми закреплены в вертикальном положении лопатки (2b), образующие второй ряд лопаток, размещенный над упомянутым первым рядом лопаток. 4. A wind engine according to claim 3, characterized in that the inside of the cylindrical body (1) additionally comprises a second cylindrical element (5) comprising a lower circular and rigid part (9) rigidly connected to the upper circular and rigid part (8) the first cylindrical element (4), and the upper circular and rigid part (10), between which the blades (2b) are fixed in a vertical position, forming a second row of blades placed above said first row of blades. 5. Ветряной двигатель по п.4, отличающийся тем, что верхняя круглая и жесткая часть (8) первого цилиндрического элемента (4) и нижняя круглая и жесткая часть (9) второго цилиндрического элемента (5) представляют собой одно целое. 5. A wind engine according to claim 4, characterized in that the upper circular and rigid part (8) of the first cylindrical element (4) and the lower circular and rigid part (9) of the second cylindrical element (5) are one. 6. Ветряной двигатель по одному из п.4 или 5, отличающийся тем, что полый внутри цилиндрический корпус (1) имеет в своем составе дополнительно третий цилиндрический элемент (6), содержащий нижнюю круглую и жесткую часть (11), жестко связанную с верхней круглой и жесткой частью (10) второго цилиндрического элемента (5), и круглый и жесткий верхний элемент (12), между которыми закреплены в вертикальном положении лопатки (2с), образующие третий ряд лопаток, размещенный над вторым рядом лопаток. 6. A wind turbine according to one of claims 4 or 5, characterized in that the inside of the cylindrical body (1) has an additional third cylindrical element (6) comprising a lower circular and rigid part (11) rigidly connected to the upper the round and rigid part (10) of the second cylindrical element (5), and the round and rigid upper element (12), between which the blades (2c) are fixed in vertical position, forming the third row of blades placed above the second row of blades. 7. Ветряной двигатель по п.6, отличающийся тем, что верхняя круглая и жесткая часть (10) второго цилиндрического элемента (5) и нижняя круглая и жесткая часть (11) третьего цилиндрического элемента (6) представляют собой одно целое. 7. A wind engine according to claim 6, characterized in that the upper circular and rigid part (10) of the second cylindrical element (5) and the lower circular and rigid part (11) of the third cylindrical element (6) are one. 8. Ветряной двигатель по одному из пп.3 - 7, отличающийся тем, что круглый и жесткий нижний элемент (7) первого цилиндрического элемента (4) представляет собой сплошной диск. 8. A wind turbine according to one of claims 3 to 7, characterized in that the round and rigid lower element (7) of the first cylindrical element (4) is a solid disk. 9. Ветряной двигатель по одному из пп.1 - 8, отличающийся тем, что поворотный приводной вал (3), приводимый во вращательное движение в результате вращения полого внутри цилиндрического корпуса (1), связан с зубчатой передачей (13) с обеспечением движения, пригодного для приведения в действие механического устройства или для выработки электрической энергии. 9. A wind turbine according to one of claims 1 to 8, characterized in that the rotary drive shaft (3), driven into rotational motion as a result of the rotation of the hollow inside the cylindrical body (1), is connected to the gear transmission (13) to ensure movement, suitable for actuating a mechanical device or for generating electrical energy.
RU97112088/06A 1996-10-15 1997-07-04 Windmill rotating about vertical axis RU2165034C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AE1996/154 1996-10-15
AE15496 1996-10-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97112088A RU97112088A (en) 1999-06-10
RU2165034C2 true RU2165034C2 (en) 2001-04-10

Family

ID=3460572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97112088/06A RU2165034C2 (en) 1996-10-15 1997-07-04 Windmill rotating about vertical axis

Country Status (2)

Country Link
CH (1) CH691874A5 (en)
RU (1) RU2165034C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110067700B (en) * 2019-04-25 2020-10-02 曲阜师范大学 Wind power magnetic suspension vertical shaft seawater desalination system and control method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CH691874A5 (en) 2001-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6215199B1 (en) Wind-driven electrical energy generating device
AU2006271195B2 (en) Vertical Axis Windmill with Guiding Devices
AU2010339143B2 (en) Wind turbine
US5254876A (en) Combined solar and wind powered generator with spiral blades
US8464990B2 (en) Pole mounted rotation platform and wind power generator
US8894348B2 (en) Wind turbine
US9062655B2 (en) Wind turbine generators
WO2007045851A1 (en) A wind turbine
CN104514680A (en) Variable blade type tidal and wind power generator with increased generation efficiency
US20090285688A1 (en) Double wind turbine
RU2165034C2 (en) Windmill rotating about vertical axis
US20130119662A1 (en) Wind turbine control
US11754047B2 (en) Wave, wind and tidal energy generator
KR101882331B1 (en) Vertical wind power generator with multi blade
GB2432889A (en) A vertical axis wind generator
CN210509477U (en) Sail leaf type wind power generation device
JP2003222071A (en) Invention of darries wind turbine power generation setting a plurality of power generators and wind collecting panel
US9217421B1 (en) Modified drag based wind turbine design with sails
WO2022175720A1 (en) Power generation through wind and solar turbine using centrifugal force and polymer solar panels
KR101071128B1 (en) Wind power generator
RU2169858C1 (en) Planetary windmill electric generating plant
RU2065992C1 (en) Wind motor
RU2119094C1 (en) Windmill
GB2304381A (en) Wind-driven generator system
KR20070107580A (en) Wind power plant having a rotating wind-collecting device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100705

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20111220

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140705