RU2272932C2

RU2272932C2 - Vane device

Info

Publication number: RU2272932C2
Application number: RU2000130479/06A
Authority: RU
Original assignee: Вейнберг Вениамин Яковлевич
Priority date: 2000-12-06
Filing date: 2000-12-06
Publication date: 2006-03-27

Abstract

FIELD: wind power engineering.

SUBSTANCE: vane device comprises vanes kinematically connected with the generator of electric power and load connected with the generator. The device is made of a wind vane with directing stem. The load is mounted on the movable member of the stem for permitting rotation.

EFFECT: enhanced efficiency and improved design.

7 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано в лопастных устройствах, преобразующих кинетическую энергию ветра в электрическую или какую-либо другую энергию.The invention relates to the field of wind energy and can be used in blade devices that convert the kinetic energy of the wind into electrical or any other energy.

Известно лопастное устройство, содержащее лопасти, кинематически связанные с генератором электрической энергии, нагрузку, электрически связанную с генератором, при этом оно выполнено в виде флюгера с направляющим хвостовиком (см., например, SU, 1787206 A3, кл. F 03 D 1/00, 07.01.1993) по совокупности существенных признаков принятое за ближайший аналог изобретения (прототип). Недостатками известного устройства являются низкий КПД и невысокая надежность.A blade device is known that contains blades kinematically connected to an electric energy generator, a load electrically connected to the generator, and it is made in the form of a weather vane with a guiding shaft (see, for example, SU, 1787206 A3, class F 03 D 1/00 , 01/07/1993) the combination of essential features adopted for the closest analogue of the invention (prototype). The disadvantages of the known devices are low efficiency and low reliability.

Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного действия (КПД) устройства и совершенствовании конструкции и обеспечивается тем, что в лопастном устройстве, содержащем лопасти, кинематически связанные с генератором электрической энергии, нагрузку, электрически связанную с генератором, при этом оно выполнено в виде флюгера с направляющим хвостовиком, согласно изобретению нагрузка установлена на подвижной части его корпуса, например, на той его части, которая закреплена на штативе, с возможностью вращения.The technical result consists in increasing the efficiency (efficiency) of the device and improving the design and is ensured by the fact that in a blade device containing blades kinematically connected to an electric energy generator, the load is electrically connected to the generator, while it is made in the form of a weather vane with a guide the shank, according to the invention, the load is mounted on the movable part of its housing, for example, on that part that is mounted on a tripod, with the possibility of rotation.

Нагрузка выполнена в виде источника света, например, в виде лампочки.The load is made in the form of a light source, for example, in the form of a light bulb.

Источник света выполнен направленного свечения, причем это свечение направлено на хвостовик, на лопасти.The light source is made of directional glow, and this glow is directed to the shank, to the blades.

На хвостовике и лопастях выполнено светонакопительное или светоотражательное покрытие.A light-accumulating or reflective coating is made on the shank and blades.

По меньшей мере один источник света установлен на по меньшей мере одном хвостовике.At least one light source is mounted on at least one shank.

По меньшей мере один хвостовик выполнен в виде по меньшей мере одного источника света, электрически связанного с генератором электрической энергии.At least one shank is made in the form of at least one light source electrically connected to an electric energy generator.

На фиг.1 изображено лопастное устройство (общий вид) с нагрузкой (лампочкой), установленной на патрубке;Figure 1 shows a blade device (General view) with a load (bulb) mounted on the pipe;

на фиг.2 изображен хвостовик лопастного устройства с нагрузкой, выполненной в форме стрелки;figure 2 shows the shank of the blade device with a load made in the shape of an arrow;

на фиг.3 изображен хвостовик, внутри которого установлена спираль накаливания;figure 3 shows the shank, inside of which an incandescent spiral is installed;

на фиг.4 изображен хвостовик в виде газоразрядной лампы;figure 4 shows the shank in the form of a discharge lamp;

на фиг.5 изображен вид А-А по фиг.1;figure 5 shows a view aa of figure 1;

на фиг.6 изображена обращенная схема генератора;figure 6 shows the reversed circuit of the generator;

на фиг.7 изображена электрическая схема генератора;figure 7 shows the electrical circuit of the generator;

на фиг.8 изображена электрическая схема генератора с параллельным возбуждением.on Fig depicts an electrical circuit of a generator with parallel excitation.

Лопастное устройство содержит лопасти 1, закрепленные на обойме 2, которая установлена (например запрессована) на корпусе генератора 3 электрической энергии, а именно на корпусе его ротора 4, в котором установлены постоянные магниты 5 (например, приклеены к нему). Ротор 4 при помощи подшипников 6 установлен на корпусе статора 7, в котором выполнена обмотка 8, намотанная на катушку 9 с установленным в ее центре металлическим стержнем 10. К корпусу статора 7 при помощи фланца 11 установлен патрубок 12, к которому он приварен, от катушки 9 отходят провода 13, связывающие начало и конец обмотки 8 с лампочкой 14 или другой нагрузкой, например электронагревателем, который в дальнейшем рассматриваться не будет. Корпус 15 лампочки 14 установлен на патрубке 12, например приварен к нему, при этом, лампочка 14 может иметь линзу 16. На конце патрубка 12 выполнен сплющенный фланец 17 и в сплюснутой его части выполнены отверстия, через которые заклепками на патрубке 12 закреплен хвостовик 18, который может быть также приварен к окончанию патрубка 12. Лампочка 14 может быть выполнена с направленным свечением, и оно может быть направлено в сторону лопастей 1 или в сторону хвостовика 18, которые могут быть покрыты светонакопительной или светоотражательной краской, но лампочка 14 может быть направлена в любую другую сторону.The blade device contains blades 1, mounted on a holder 2, which is installed (for example, pressed) on the housing of the electric energy generator 3, namely on the housing of its rotor 4, in which the permanent magnets 5 are installed (for example, glued to it). The rotor 4 with bearings 6 is mounted on the stator housing 7, in which a winding 8 is made, wound on a coil 9 with a metal rod 10 installed in its center. A pipe 12 to which it is welded is mounted to the stator housing 7 using a flange 11, from the coil 9, wires 13, connecting the beginning and end of the winding 8 with the bulb 14 or other load, such as an electric heater, which will not be considered in the future, go off. The housing 15 of the bulb 14 is mounted on the pipe 12, for example, is welded to it, while the lamp 14 may have a lens 16. At the end of the pipe 12 a flattened flange 17 is made and holes are made in its flattened part, through which the shank 18 is fixed with rivets on the pipe 12, which can also be welded to the end of the pipe 12. The bulb 14 can be made with directional glow, and it can be directed towards the blades 1 or toward the shank 18, which can be coated with light-accumulating or reflective paint, but bud 14 can be sent to any other party.

Горизонтальный патрубок 12 установлен на вертикальном штоке 19, например приварен к нему, а нижняя часть штока 19 соединена через опорный подшипник 20 со штоком 21 штатива 22 с возможностью вращения вокруг его оси. Шток 21 может быть приварен к штативу 22, который устанавливается на корпусе 23 какого-либо устройства, например на крыше какого-нибудь строения или на почве.The horizontal pipe 12 is mounted on a vertical rod 19, for example, welded to it, and the lower part of the rod 19 is connected through a thrust bearing 20 to the rod 21 of the tripod 22 with the possibility of rotation around its axis. The rod 21 can be welded to a tripod 22, which is mounted on the housing 23 of any device, for example on the roof of a building or on the soil.

Лампочки 14 могут быть установлены непосредственно на хвостовике 18 и в целом составлять форму стрелки.The bulbs 14 can be mounted directly on the shank 18 and generally form an arrow.

Направляющий хвостовик 18 (направляющее крыло) может быть выполнен в виде светильника или лампочки, имеющей форму хвостовика из прозрачного материала, например стекла, внутри которого, в вакууме, установлена спираль 24 накаливания, к которой подведены провода 13.The guide shank 18 (guide wing) can be made in the form of a lamp or bulb having the shape of a shank of a transparent material, such as glass, inside of which, in vacuum, an incandescent spiral 24 is installed, to which wires 13 are connected.

Хвостовик 18 может быть выполнен в виде газоразрядной лампы, имеющей его форму. В этом случае его корпус выполняется из прозрачного материала, например из стекла, во внутренней части которого установлены электроды 25 и 26, к которым подведены провода 13, стартер 27 и дроссель (не показан) который может быть вделан в патрубок 12.The shank 18 can be made in the form of a discharge lamp having its shape. In this case, its body is made of a transparent material, for example, glass, in the inner part of which electrodes 25 and 26 are installed, to which wires 13, a starter 27 and a throttle (not shown) can be inserted into the pipe 12.

Может быть использована и обращенная схема генератора. На периферийной части его корпуса 28 расположены катушки 9 с обмотками 8, являющиеся в данном примере якорем, а ротор 4, выполненный в данном случае из постоянных магнитов 5 и являющийся индуктором, закреплен на валу 29, например приклеен к нему. На валу 29, с внешней стороны корпуса 28, установлены лопасти 1 при помощи обоймы 2, например запрессованы на нем. Вал 29 установлен на корпусе 28 через подшипники 6 с возможностью вращения вокруг своей оси.A reversed generator circuit may also be used. On the peripheral part of its body 28, there are coils 9 with windings 8, which in this example are an armature, and the rotor 4, made in this case of permanent magnets 5 and which is an inductor, is mounted on a shaft 29, for example, glued to it. On the shaft 29, on the outer side of the housing 28, the blades 1 are mounted using a clip 2, for example, are pressed onto it. The shaft 29 is mounted on the housing 28 through bearings 6 with the possibility of rotation around its axis.

Обмотки 9 могут быть соединены последовательно.The windings 9 can be connected in series.

В лопастном устройстве могут быть использованы различные генераторы, включая тот, принципиальная электрическая схема которого - с параллельным возбуждением. В этом примере обмотки якоря 30 через щетки 31 коллектора электрически связаны с обмоткой возбуждения 32. Последовательно ей установлено сопротивление 33 регулирующего реостата в цепи возбуждения, а параллельно лампочке 14 может быть установлен аккумулятор 34, который крепится, например, на патрубке 12 и последовательно ему установлена в электрической цепи пусковая кнопка 35. Здесь вал 29 электрического генератора 3 механически соединен с якорем 30 и через него якорь 30 связан с лопастями 1.In the blade device, various generators can be used, including one whose circuit diagram is parallel excitation. In this example, the armature windings 30 through the brushes 31 of the collector are electrically connected to the field winding 32. In series, the resistance 33 of the regulating rheostat is installed in the field circuit, and a battery 34 can be installed in parallel with the bulb 14, which is mounted, for example, on the pipe 12 and installed in series in the electric circuit, the start button 35. Here, the shaft 29 of the electric generator 3 is mechanically connected to the armature 30 and through it the armature 30 is connected to the blades 1.

Лопастное устройство работает следующим образом:The blade device operates as follows:

Ветер вращает лопасти 1, которые начинают вращать индуктор, например, постоянные магниты 5 или обмотки возбуждения 8, которые индуцируют ЭДС в обмотках статора 7, являющегося в данном случае якорем. При этом может использоваться и обращенная схема, в которой статор - индуктор, а ротор - якорь. В этом случае лопасти 1 кинематически связаны с якорем. ЭДС, вырабатываемая генератором электрической энергии 3, образует электрический ток в цепи нагрузки, и лампочка 14 загорается, при этом в этой цепи может быть установлен ограничитель напряжения или тока. Аккумулятор 34 может использоваться в пусковой момент как источник тока для обмотки возбуждения 32, при этом он заранее подзаряжается. Может использоваться комплекс индуцирующих средств, т.е. сочетание постоянных магнитов и обмотки возбуждения. Использование лампочек 14, установленных на хвостовике 18, или выполнение самого хвостовика 18 в виде светильника позволяет получить световой указатель направления потока воздуха, т.е. ветра.The wind rotates the blades 1, which begin to rotate the inductor, for example, permanent magnets 5 or field windings 8, which induce EMF in the windings of the stator 7, which in this case is an anchor. In this case, a reversed circuit can be used in which the stator is an inductor and the rotor is an armature. In this case, the blades 1 are kinematically connected with the anchor. The EMF generated by the electric energy generator 3 generates an electric current in the load circuit, and the lamp 14 lights up, and a voltage or current limiter can be installed in this circuit. The battery 34 can be used at the starting moment as a current source for field winding 32, while it is precharged. A complex of inducing agents, i.e. combination of permanent magnets and field winding. The use of bulbs 14 mounted on the shank 18, or the implementation of the shank 18 in the form of a lamp allows you to get a light indicator of the direction of air flow, i.e. the wind.

В конструкции лопастного устройства может использоваться несколько хвостовиков, которые также могут быть выполнены в виде светящегося элемента этого устройства, т.е. на них выполнены источники света - лампочки 14.In the design of the blade device, several shanks can be used, which can also be made in the form of a luminous element of this device, i.e. they are made of light sources - bulbs 14.

Подвижная часть лопастного устройства поворачивается при изменении направления ветра в его направлении вместе с генератором электрической энергии и его нагрузкой, например с источником света - лампочкой 14.The movable part of the blade device rotates when the wind direction changes in its direction together with the electric energy generator and its load, for example, with a light source - a bulb 14.

Claims

1. A blade device containing blades kinematically connected to an electric energy generator, a load electrically connected to the generator, while it is made in the form of a weather vane with a guiding shank, characterized in that the load is mounted on the movable part of its body, for example, on that part , which is mounted on a tripod, with the possibility of rotation.

2. The blade device according to claim 1, characterized in that the load is made in the form of a light source, for example in the form of a light bulb.

3. The blade device according to claim 2, characterized in that the light source is made of directional glow.

4. The blade device according to claim 3, characterized in that this glow is directed to the shank.

5. The blade device according to claim 3, characterized in that this glow is directed at the blades.

6. The blade device according to any one of claims 4 or 5, characterized in that the light-accumulating or reflective coating is made on the shank and blades.

7. The blade device according to claim 2, characterized in that at least one light source is mounted on at least one shank.

8. The blade device according to claim 2, characterized in that at least one shank is made in the form of at least one light source electrically connected to an electric energy generator.