RU2168060C1

RU2168060C1 - Windwheel unit

Info

Publication number: RU2168060C1
Application number: RU99126097/06A
Authority: RU
Inventors: Ф.Д. Байрамов; Н.С. Галимов; Р.Ф. Ибрагимов
Original assignee: Галимов Наиль Салихович
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2001-05-27

Abstract

FIELD: wind-power engineering. SUBSTANCE: windwheel unit has air intake with adjustable vertical blades and windwheel with blades. Novelty is that windwheel is mounted inside air intake and its blades are semi-circle structures with their ends secured to upper and lower rings; lower ring is supported by alignment rollers made for rotation at speed higher than that of windwheel. Energy converters are attached to their axles. Vacuum pumps are mounted above and below windwheel. EFFECT: enhanced operating efficiency of unit. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для получения энергии. The invention relates to wind energy and can be used to generate energy.

Известен роторный вертикально-осевой ветродвижитель, содержащий вертикальную ось вращения и вертикальные крылообразные лопасти, которые снабжены механизмом их поворота для изменения угла установки, содержащем тяги, связанные с лопастями, при этом ветродвижитель выполнен с нижней и верхней дисковыми шайбами, ось которых совпадает с вертикальной осью вращения ротора, на нижних торцах лопастей установлены фиксаторы их положения с возможностью их взаимодействия с отверстиями, которые выполнены в этих шайбах, а упомянутый механизм поворота лопастей выполнен с установленным на нижней шайбе элементом по форме усеченного конуса, закрепленным на оси ротора, при этом каждая из вышеуказанных тяг подпружинена на одном концевом участке и выполнена со сферическим элементом, касающимся поверхности вышеуказанного конусного элемента, а на другом посредством штанги шарнирно связана с передней кромкой этой лопасти (1). Known rotary vertical-axial wind turbine containing a vertical axis of rotation and vertical wing-shaped blades, which are equipped with a rotation mechanism for changing the installation angle containing traction associated with the blades, while the wind turbine is made with lower and upper disc washers, the axis of which coincides with the vertical axis rotor rotations, at the lower ends of the blades mounted clamps of their position with the possibility of their interaction with the holes that are made in these washers, and the said mechanism rotates This blade is made with a truncated cone-shaped element mounted on the lower washer, mounted on the axis of the rotor, each of the above rods being spring-loaded at one end section and made with a spherical element touching the surface of the above conical element, and pivotally connected to the other on the other leading edge of this blade (1).

Известен также роторно-вертикально-осевой ветродвижитель, содержащий несколько крылообразных лопастей на вертикальной оси соединенных дисковыми шайбами, в которых выполнены отверстия для вхождения фиксаторов положения лопастей, имеется механизм поворота лопастей, включающий усеченный конус, закрепленный на оси в нижней части ротора и тяги, скользящие по поверхности конуса на шарах, при этом тяги снабжены пружинами, лопасти могут посредством механизма поворота устанавливаться под разными углами атаки (2). A rotor-vertical-axial wind turbine is also known, containing several wing-shaped blades on the vertical axis connected by disk washers, in which holes are made for the entry of the position of the blades, there is a rotation mechanism of the blades, including a truncated cone, mounted on an axis in the lower part of the rotor and traction, sliding on the surface of the cone on the balls, while the rods are equipped with springs, the blades can be set using different rotation angles of attack (2).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является известное вихревое устройство башенного типа, выполненное в виде полого цилиндра с регулируемыми вертикальными лопатками, и установлено на выходном сечении турбины, внутри которой расположено ветроколесо с лопатками (3). The closest in technical essence and the achieved effect is the known tower-type vortex device, made in the form of a hollow cylinder with adjustable vertical blades, and is installed on the output section of the turbine, inside of which a wind wheel with blades is located (3).

Недостатком устройства является наличие дополнительного воздухонаправляющего устройства турбины, которое усложняет конструкцию устройства, уменьшает диаметр ветроколеса, снижая эффективность его работы. The disadvantage of this device is the presence of an additional air guide device of the turbine, which complicates the design of the device, reduces the diameter of the wind wheel, reducing its efficiency.

Изобретение направлено на повышение эффективности работы устройства. The invention is aimed at improving the efficiency of the device.

Для этого в известном вихревом устройстве, содержащем воздухозаборник, выполненный в виде полого цилиндра с регулируемыми лопатками, ветроколесо с лопатками, ветроколесо расположено внутри воздухозаборника, а его лопасти в сечении выполнены в виде полуокружности, концы которых прикреплены к верхнему и нижнему кольцам, нижнее из которых опирается на центрирующие ролики, выполненные с возможностью вращения со скоростью, большей скорости вращения ветрового колеса, и к осям которых подключены преобразователи энергии, а сверху и снизу ветроколеса расположены разрежители. To do this, in a known vortex device containing an air intake made in the form of a hollow cylinder with adjustable blades, a wind wheel with vanes, the wind wheel is located inside the air intake, and its blades in cross section are made in the form of a semicircle, the ends of which are attached to the upper and lower rings, the lower of which relies on centering rollers, made with the possibility of rotation with a speed greater than the speed of rotation of the wind wheel, and to the axes of which are connected energy converters, and from above and below okoles are thinners.

На фиг. 1 изображена предлагаемая ветроустановка; на фиг. 2 - сечение по А-А. In FIG. 1 shows a proposed wind turbine; in FIG. 2 - section along aa.

Ветроустановка состоит из ветроколеса 1, расположенного внутри воздухозаборника 2 с регулируемыми вертикальными лопатками 3, верхнего и нижнего разрежителей потока 4, трех роликов 5 и опорных стоек 6. The wind turbine consists of a wind wheel 1 located inside the air intake 2 with adjustable vertical blades 3, upper and lower flow diluents 4, three rollers 5 and support legs 6.

Ветроколесо 1 имеет цилиндрическую форму с вертикальной осью вращения и собрано из лопастей 7, выполненных в сечении в виде полуокружностей. Концы лопастей 7 прикреплены к верхнему 8 и нижнему 9 кольцам. Верхняя центральная ось 10 служит для подвески на подшипнике 11 и центровки ветроколеса 1. Нижнее кольцо 8 установлено с возможностью вращения на трех роликах 5, которые одновременно выполняют роль редуктора и съемника энергии. The wind wheel 1 has a cylindrical shape with a vertical axis of rotation and is assembled from blades 7 made in cross section in the form of semicircles. The ends of the blades 7 are attached to the upper 8 and lower 9 rings. The upper central axis 10 is used for suspension on the bearing 11 and alignment of the wind wheel 1. The lower ring 8 is mounted for rotation on three rollers 5, which simultaneously act as a gearbox and energy stripper.

Скорость вращения роликов 5 больше скорости вращения ветрового колеса 1. К осям 13 роликов подключены преобразователи энергии 14. The speed of rotation of the rollers 5 is greater than the speed of rotation of the wind wheel 1. To the axes 13 of the rollers are connected energy converters 14.

Воздухозаборник 2 предназначен для направления потока ветра только на вогнутую сторону лопастей 7, исключая сопротивление потока на лопасти, идущие против потока ветра. Замедление или остановка ротора осуществляется регулированием угла установки лопаток 3 воздухозаборника 2. The air intake 2 is designed to direct the wind flow only to the concave side of the blades 7, excluding the flow resistance to the blades going against the wind flow. Slowing or stopping the rotor is done by adjusting the angle of installation of the blades 3 of the air intake 2.

Разрежители 4, расположены с нижнего и верхнего торца ветроколеса 1 и представляют собой сужающие элементы 12, предназначенные для уменьшения давления на торцах ветроколеса 1 и тем самым позволяют усилить исходящий поток воздуха изнутри ветрового колеса 1. The spacers 4 are located at the lower and upper ends of the wind wheel 1 and are constricting elements 12 designed to reduce pressure at the ends of the wind wheel 1 and thereby increase the outgoing air flow from the inside of the wind wheel 1.

Лопасти 7, выполненные в виде полуокружности, одновременно воспринимают импульс воздушного потока и создают микровихри, образующие впоследствии большого вихря внутри ветроколеса 1. Направление вихря совпадает с направлением вращения ветроколеса 1, а это в свою очередь сопутствует усилению входящего через лопатки 3 воздушного потока, который приводит к усилению вращающего момента ветроколеса 1. The blades 7, made in the form of a semicircle, simultaneously receive the momentum of the air flow and create microvortices, which subsequently form a large vortex inside the wind wheel 1. The direction of the vortex coincides with the direction of rotation of the wind wheel 1, and this in turn accompanies the amplification of the air flow entering through the vanes 3, which leads to increase the torque of the wind wheel 1.

Установленные по окружности ролики 5 приводов съемника энергии позволяют исключить из ветроустановки - редуктор. The rollers of the 5 drives of the energy stripper installed around the circumference allow excluding the gearbox from the wind turbine.

Устройство работает следующим образом. Поток воздуха поступает внутрь установки, проходя между лопатками 3 воздухозаборника 2 и попадает на лопасти ветроколеса 1. В результате взаимодействия лопастей 7 с потоком воздуха возникают аэродинамические силы, действующие на лопасти 7, направленные по касательной к окружности вектроколеса 1. Под действием этих сил ветроколесо 1 приводится во вращение. Поступивший вовнутрь ветроколеса 1 воздушный поток направляется наружу через верхний и нижний разрежители 4. Таким образом кинетическая энергия потока воздуха преобразуется в механическую энергию вращающегося ветроколеса 1. The device operates as follows. The air flow enters the installation, passing between the blades 3 of the air intake 2 and enters the blades of the wind wheel 1. As a result of the interaction of the blades 7 with the air flow, aerodynamic forces act on the blades 7 directed tangentially to the circumference of the wind wheel 1. Under the influence of these forces, the wind wheel 1 driven into rotation. The air flow received inside the wind wheel 1 is directed outward through the upper and lower rarefiers 4. Thus, the kinetic energy of the air stream is converted into the mechanical energy of the rotating wind wheel 1.

Источники информации
1. Патент РФ N 2096259, М.кл. B 63 H 9/00, 02.06, 13/00, 1/04, 1/10.Sources of information
1. RF patent N 2096259, M.cl. B 63 H 9/00, 02.06, 13/00, 1/04, 1/10.

2. Заявка N 93051920/11. 2. Application N 93051920/11.

3. Ветроэнергетика. -М.: Энергоатомиздат. 1982 г., стр. 32. 3. Wind power. -M .: Energoatomizdat. 1982, p. 32.

Claims

1. Wind turbine containing an air intake with adjustable vertical blades, a wind wheel with blades, characterized in that the wind wheel is located inside the air intake, and its blades in cross section are made in the form of a semicircle, the ends of which are attached to the upper and lower rings, the lower of which rests on the centering rollers made with the possibility of rotation with a speed greater than the speed of rotation of the wind wheel, and to the axes of which are connected the energy converters, and above and below the wind wheel are located ezhiteli.

2. Wind turbine according to claim 1, characterized in that the rarefiers are made in the form of tapering elements.