RU2219369C2

RU2219369C2 - Air flow energy converter

Info

Publication number: RU2219369C2
Application number: RU2000132493A
Authority: RU
Inventors: А.В. Темников; Ю.В. Новолодская
Original assignee: Темников Алексей Витальевич; Новолодская Юлия Витальевна
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2000-12-25
Publication date: 2003-12-20

Abstract

FIELD: wind power engineering. SUBSTANCE: invention relates to devices converting air flow energy into rotation transmitted to electric generator. According to invention, air flow energy converter containing large diameter disks, blades, central axle, bearing and supports is provided additionally with large movable gears, small central fixed gear, sprockets and chain drive. Disks on which blades are arranged on end axle are rigidly secured on central axle. EFFECT: increased efficiency and power output of converter. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к устройствам, преобразующим энергию потока воздуха во вращательное движение, передаваемое на электрогенератор. The invention relates to wind energy, and in particular to devices that convert the energy of the air flow into rotational motion transmitted to an electric generator.

Известен преобразователь энергии потока воздуха (ветроэнергетическая установка), содержащий диски большого диаметра, лопасти (пропеллеры), центральную ось (вал), подшипники и опоры (см., например, RU 2107836 С1, кл. F 03 D 5/00, 27.03.1998, фиг.1), по совокупности существенных признаков принятый за ближайший аналог изобретения (прототип). A known energy flow energy converter (wind turbine) containing large diameter disks, blades (propellers), a central axis (shaft), bearings and bearings (see, for example, RU 2107836 C1, class F 03 D 5/00, 27.03. 1998, FIG. 1), in terms of essential features, adopted for the closest analogue of the invention (prototype).

Недостатками преобразователя энергии являются низкий КПД и малая мощность установки из-за низкого КПД преобразования пропеллерами энергии ветра. The disadvantages of the energy converter are low efficiency and low power of the installation due to the low efficiency of the conversion of wind energy by propellers.

Технический результат, заключающийся в повышении КПД и мощности преобразователя, обеспечивается за счет того, что преобразователь энергии потока воздуха, содержащий диски большого диаметра, лопасти, центральную ось, подшипники и опоры, согласно изобретению дополнительно содержит большие подвижные шестерни, малую центральную неподвижную шестерню, звездчатые шестерни и цепную передачу, а диски, на которых на концевых осях расположены лопасти, жестко укреплены на центральной оси. The technical result, which consists in increasing the efficiency and power of the converter, is ensured due to the fact that the energy flow energy converter containing large diameter disks, blades, a central axis, bearings and bearings, according to the invention further comprises large movable gears, a small central stationary gear, star gears and chain transmission, and disks on which blades are located on the end axes are rigidly mounted on the central axis.

На концевых осях лопастей, с внешней стороны дисков, жестко укреплены звездчатые шестерни, связанные при помощи цепной передачи с звездчатыми шестернями, расположенными на больших подвижных шестернях. On the end axes of the blades, on the outer side of the disks, star gears are rigidly fixed, connected by chain transmission with star gears located on large movable gears.

Большие подвижные шестерни входят в зацепление с малой центральной неподвижной шестерней. Large movable gears mesh with a small central stationary gear.

Большие подвижные шестерни при вращении дисков обегают малую центральную неподвижную шестерню половиной своей окружности и при помощи звездчатых шестерен и цепной передачи автоматически располагают лопасти под некоторым оптимальным углом атаки к набегающему потоку воздуха. When the discs rotate, large mobile gears run around the small central stationary gear with half of their circumference, and with the help of star gears and chain transmission, the blades automatically position the blades at some optimal angle of attack to the incoming air flow.

На фиг.1 представлен преобразователь энергии потока воздуха, общий вид;
на фиг.2 - преобразователь энергии потока, фронтальный вид.Figure 1 shows the energy converter of the air flow, General view;
figure 2 - Converter energy flow, front view.

Преобразователь энергии потока воздуха содержит диски 2 большого диаметра, жестко укрепленные на центральной подвижной оси 3. Между дисками 2 расположены лопасти 5, имеющие концевые оси 6, вращающиеся в подшипниках 7, расположенных в отверстиях в дисках 2. На концевых осях 6 жестко укреплены звездчатые шестерни 11, расположенные с внешней стороны дисков 2. С внешней стороны дисков 2 подвижно укреплены большие шестерни 8, которые входят в зацепление с малой центральной неподвижной шестерней 9, жестко связанной с втулкой 10. Центральная ось 3 вращается в подшипниках 4, расположенных во втулках 10, находящихся в верхней части опор 1. Этих опор 1 всего две. На больших подвижных шестернях 8 жестко укреплены звездчатые шестерни 13, при помощи цепной передачи 12 взаимосвязанные с звездчатыми шестернями 11 на концевых осях 6 лопастей 5. Большие подвижные шестерни 8 имеют диаметр вдвое больший, чем малая центральная неподвижная шестерня 9, и при вращении дисков 2 обегают эту малую неподвижную шестерню 9 половиной своей окружности, и при помощи цепной передачи 11-12-13 передают вращение лопастям 5, автоматически располагая их в каждый момент вращения под определенным, оптимальным углом атаки к набегающему потоку воздуха. Лопасти 5 прямые, поэтому набегающий поток воздуха воздействует на них по всей плоскости одинаково. The energy flow converter contains a large diameter 2 discs rigidly fixed to the central movable axis 3. Between the discs 2 there are blades 5 having end axles 6 that rotate in bearings 7 located in the holes in the discs 2. The star gears are rigidly mounted on the end axles 6 11, located on the outer side of the disks 2. On the outer side of the disks 2, large gears 8 are movably fixed, which engage with a small central stationary gear 9, rigidly connected to the sleeve 10. The central axis 3 rotates Xia bearing 4 disposed in bushings 10 in the upper part of support 1. These poles 1 only two. On the large movable gears 8, the star gears 13 are rigidly fixed, using a chain drive 12 interconnected with the star gears 11 on the end axes of the 6 blades 5. The large movable gears 8 have a diameter twice as large as the small central stationary gear 9, and run around the disks 2 this small stationary gear 9 half of its circumference, and with the help of a chain transmission 11-12-13 transmit the rotation of the blades 5, automatically placing them at each moment of rotation under a certain, optimal angle of attack to the incident Air flow. The blades 5 are straight, so the incoming air flow affects them all over the plane equally.

На концах центральной подвижной оси 3 с внешней стороны опор 1 жестко укреплены шкивы 14, которые при помощи клиноремней 15 передают вращательное движение центральной оси 3 на шкив генератора электрического тока 16. At the ends of the central movable axis 3, from the outside of the supports 1, pulleys 14 are rigidly fixed, which, using a V-belt 15, transmit the rotational movement of the central axis 3 to the pulley of the electric current generator 16.

Преобразователь энергии потока воздуха работает следующим образом. The energy converter of the air flow operates as follows.

Поток воздуха набегает фронтально на лопасти 5 справа или слева. Нижняя часть лопасти 5 располагается параллельно потоку воздуха и обтекается сверху и снизу без сопротивления. Другие лопасти 5 располагаются под некоторым углом атаки к потоку воздуха и чем выше расположены лопасти 5 на дисках 2, тем больший угол атаки они имеют относительно потока воздуха, верхняя лопасть 5 имеет угол атаки 90^o, то есть перпендикулярно к потоку воздуха. Это достигается тем, что большие подвижные шестерни 8, жестко связанные с лопастями 5 через цепную передачу 11-12-13, обегая при вращении диска 2 малую центральную неподвижную шестерню 9, автоматически располагают лопасти 5 под некоторым оптимальным углом атаки относительно потока воздуха. Шестерни 8 совершают полный оборот вокруг малой шестерни 9 половиной своей окружности.The air flow runs frontally on the blades 5 on the right or left. The lower part of the blade 5 is parallel to the air flow and flows from above and below without resistance. Other blades 5 are located at a certain angle of attack to the air flow and the higher the blades 5 are located on the disks 2, the greater the angle of attack they have relative to the air flow, the upper blade 5 has an angle of attack of 90 ^o , that is, perpendicular to the air flow. This is achieved by the fact that large movable gears 8, rigidly connected with the blades 5 through a chain gear 11-12-13, by rotating the small central stationary gear 9 while rotating the disk 2, automatically place the blades 5 at some optimal angle of attack relative to the air flow. Gears 8 make a complete revolution around a small gear 9 half of its circumference.

Поворот лопастей 5 посредством кинематической связи 8-9-11-12-13 приводит к вращению центральной подвижной оси 3, которая с помощью шкивов 14 и клиноремней 15 передает вращательное движение на шкив электрогенератора 16, где полученную электроэнергию передают потребителям. The rotation of the blades 5 by means of a kinematic connection 8-9-11-12-13 leads to the rotation of the central movable axis 3, which with the help of pulleys 14 and V-belt 15 transmits rotational motion to the pulley of the generator 16, where the received electricity is transmitted to consumers.

Claims

1. The energy converter of the air flow, containing large-diameter disks, blades, a central axis, bearings and bearings, characterized in that it further comprises large movable gears, a small central stationary gear, sprocket gears and a chain gear, and disks, on which there are end axes the blades are located, rigidly fixed on the central axis.

2. The Converter according to claim 1, characterized in that on the end axes of the blades, on the outer side of the disks, the sprocket gears are rigidly fixed, connected by a chain drive with sprocket gears located on large movable gears.

3. The Converter according to claim 1, characterized in that the large movable gears mesh with a small central stationary gear.

4. The Converter according to claim 1, characterized in that the large movable gears rotate the disks around the small central stationary gear with half of their circumference and automatically use the sprocket gears and chain transmission to position the blades at some optimal angle of attack to the incoming air flow.