RU2280192C2 - Wind converter - Google Patents

Wind converter Download PDF

Info

Publication number
RU2280192C2
RU2280192C2 RU2001109743/06A RU2001109743A RU2280192C2 RU 2280192 C2 RU2280192 C2 RU 2280192C2 RU 2001109743/06 A RU2001109743/06 A RU 2001109743/06A RU 2001109743 A RU2001109743 A RU 2001109743A RU 2280192 C2 RU2280192 C2 RU 2280192C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blades
generator
mechanically connected
wind
shaft
Prior art date
Application number
RU2001109743/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001109743A (en
Inventor
Вениамин Яковлевич Вейнберг (RU)
Вениамин Яковлевич Вейнберг
Original Assignee
Вениамин Яковлевич Вейнберг
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 Вениамин Яковлевич Вейнберг filed Critical Вениамин Яковлевич Вейнберг
Priority to RU2001109743/06A priority Critical patent/RU2280192C2/en
Publication of RU2001109743A publication Critical patent/RU2001109743A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2280192C2 publication Critical patent/RU2280192C2/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: wind power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to devices converting energy of air flow into electric energy in which blades are used as driven member. Proposed wind converter contains blades mechanically connected with electric generator. Shaft of generator is mechanically connected with blades and housing of generator is mechanically connected with blades of opposite make as compared with blades mechanically coupled with generator shaft. Housing of generator is installed for rotation in wind converter.
EFFECT: increased efficiency of wind converter.
3 cl, 7 dwg

Description

Ветровой преобразователь относится к ветроэнергетике, а именно к преобразователям энергии движения воздуха в электрическую энергию, где в качестве приводного элемента используются лопасти.A wind converter refers to wind energy, namely, converters of the energy of air movement into electrical energy, where blades are used as a drive element.

Известен ветровой преобразователь, содержащий лопасти, механически связанные с генератором электрической энергии (см., например, RU, 2079703 С1, кл. F 03 D 3/00, 20.05.1997), по совокупности существенных признаков принятый за ближайший аналог изобретения (прототип).Known wind transducer containing blades mechanically connected with an electric energy generator (see, for example, RU, 2079703 C1, class F 03 D 3/00, 05/20/1997), the set of essential features adopted for the closest analogue of the invention (prototype) .

Недостатками известного устройства являются его ограниченные функциональные возможности и низкий коэффициент полезного действия (КПД).The disadvantages of the known device are its limited functionality and low coefficient of performance (COP).

Технический результат, заключающийся в повышении коэффициента полезного действия (КПД), обеспечивается за счет того, что в ветровом преобразователе, содержащем лопасти, механически связанные с генератором электрической энергии, согласно изобретению вал генератора электрической энергии механически связан с лопастями, а корпус генератора механически связан с лопастями противоположного исполнения по сравнению с лопастями, механически связанными с валом генератора, при этом корпус генератора установлен в ветровом преобразователе с возможностью вращения. Выход генератора электрически связан с его нагрузкой через коллектор, механически связанный с ним. Ветровой преобразователь дополнительно снабжен управляющим крылом флюгера.The technical result, which consists in increasing the efficiency (EFFICIENCY), is ensured due to the fact that in a wind transducer comprising blades mechanically connected to an electric energy generator, according to the invention, the shaft of the electric energy generator is mechanically connected to the blades, and the generator case is mechanically connected to blades of the opposite design compared to blades mechanically connected to the generator shaft, while the generator housing is installed in a wind transducer with ozhnostyu rotation. The generator output is electrically connected to its load through a collector mechanically coupled to it. The wind converter is additionally equipped with a weather vane control wing.

Ветровой преобразователь поясняется следующими чертежами:The wind converter is illustrated by the following drawings:

на фиг.1 и фиг.2 изображена принципиальная схема устройства;figure 1 and figure 2 shows a schematic diagram of a device;

на фиг.3 изображена принципиальная схема устройства с чашкообразными лопастями;figure 3 shows a schematic diagram of a device with a cup-shaped blades;

на фиг.4 изображен ветровой преобразователь с чашкообразными лопастями, вид сверху;figure 4 shows a wind transducer with cup-shaped blades, top view;

на фиг.5 и фиг.6 изображен флюгерный вариант устройства;figure 5 and figure 6 shows the vane version of the device;

на фиг.7 изображен пример комплексного решения лопастной части устройства.figure 7 shows an example of a comprehensive solution of the blade part of the device.

Ветровой преобразователь содержит.Wind converter contains.

Лопасти 1 установлены на обойме 2, например приварены к ней, при металлическом исполнении обоих, причем обойма 2 запрессована на валу 3 электрического генератора 4, на корпусе которого запрессована обойма 5 с установленными на ней лопастями 6, например, приваренными к ней противоположного исполнения по отношению к исполнению лопастей 1. К корпусу генератора 4 при помощи фланцев 7 установлен шток 8, противоположный конец которого, при помощи подшипников 9, установлен с возможностью вращения в обойме 10, которая закреплена на штативе 11, например приварена к нему. Штатив 11 при помощи подпятника 12, к которому он может быть приварен, закреплен на станине 13, расположенной, например, на крыше здания. На штоке 8 закреплена, например запрессована, втулка 14 из изоляционного материала, на которой установлены токопроводящие кольца 15, электрически связанные с выходом генератора 4, например с его якорем, кольца 15 могут быть связаны с индуктором генератора 4, например с обмоткой возбуждения. К кольцам 15 контактно присоединены щетки 16, к которым подсоединены электропровода 17, связывающие их с нагрузкой генератора 4 (на чертеже не показана). К кольцам 15, связанным с обмоткой возбуждения генератора 4, могут быть подсоединены электропровода, связывающие их с источником тока питающего эту обмотку, например с блоком питания, но, в качестве индуктора генератора 4, могут быть использованы и постоянные магниты. Втулка 14, кольца 15, щетки 16 в сборе представляют собой электрический коллектор, который можно назвать основным коллектором через который осуществляется электрическая связь выхода генератора 4 с его нагрузкой, например с лампочкой или электронагревателем. Можно сказать также, что электрический коллектор механически связан с корпусом генератора 4.The blades 1 are mounted on a ferrule 2, for example, are welded to it, with a metal version of both, and the ferrule 2 is pressed onto the shaft 3 of the electric generator 4, on the housing of which the ferrule 5 is mounted with the blades 6 mounted on it, for example, welded to it with the opposite design with respect to for the execution of the blades 1. To the generator housing 4 by means of flanges 7 a rod 8 is installed, the opposite end of which, with the help of bearings 9, is mounted for rotation in a holder 10, which is mounted on a tripod 11, for example, Varena him. The tripod 11 by means of a thrust bearing 12, to which it can be welded, is mounted on a frame 13, located, for example, on the roof of the building. A sleeve 14 of insulating material is fixed on the rod 8, for example, is pressed in, on which conductive rings 15 are mounted, electrically connected to the output of the generator 4, for example, with its armature, the rings 15 can be connected to the inductor of the generator 4, for example, with an excitation winding. To the rings 15, brushes 16 are connected in contact, to which electric wires 17 are connected, connecting them to the load of the generator 4 (not shown in the drawing). To the rings 15 connected with the excitation winding of the generator 4, electric wires can be connected, connecting them to the current source supplying this winding, for example, to the power supply, but, as the inductor of the generator 4, permanent magnets can also be used. The sleeve 14, the ring 15, the brush assembly 16 are an electric collector, which can be called the main collector through which the output of the generator 4 is electrically connected to its load, for example, with a bulb or electric heater. We can also say that the electric collector is mechanically connected with the housing of the generator 4.

Обойма 5 с лопастями 6 может быть установлена и на штоке 8, механически связанном с корпусом генератора 4.The holder 5 with the blades 6 can be installed on the rod 8, mechanically connected with the housing of the generator 4.

В качестве лопастей 1 и 6 могут быть использованы закрепленные на штоках 18 чашкообразные лопасти 19 и закрепленные на штоках 20 противоположного исполнения чашкообразные лопасти 21. При этом штоки 18 закреплены на обойме 2, например приварены к ней, а штоки 20 закреплены на обойме 5, например приварены к ней.As the blades 1 and 6, cup-shaped blades 19 fixed on the rods 18 and cup-shaped blades fixed on the rods 20 of the opposite execution can be used 21. The rods 18 are fixed on the yoke 2, for example, welded to it, and the rods 20 are fixed on the yoke 5, for example welded to it.

Ветровой преобразователь может быть снабжен управляющим крылом флюгера. В этом примере, обойма 10 крепится на промежуточном штативе 22, противоположный конец которого закреплен через подшипник 23 на обойме 24, с возможностью вращения вокруг своей оси, при этом обойма 24 закреплена на штативе 11. На промежуточном штативе 22 может быть установлена промежуточная изолирующая втулка 25 с закрепленными на ней токопроводящими кольцами 26, контактно соприкасающимися со щетками 27 с подведенными к ним проводами 17 и щетками 28 с подведенными к ним электропроводами 29, соединяющими их с нагрузкой генератора 4. На промежуточном штативе 22 может быть закреплено управляющее крыло 30 флюгера, или иначе его можно назвать управляющим хвостом.The wind converter may be equipped with a weather vane control wing. In this example, the yoke 10 is mounted on an intermediate tripod 22, the opposite end of which is secured through the bearing 23 to the yoke 24, with the possibility of rotation around its axis, while the yoke 24 is mounted on a tripod 11. An intermediate insulating sleeve 25 can be mounted on the intermediate tripod 22 with conductive rings 26 fixed on it, in contact with brushes 27 with wires 17 connected to them and brushes 28 with electric wires 29 connected to them, connecting them to the load of generator 4. At the intermediate staff ve 22 can be mounted control wing 30 weathervanes, or else it may be called a control tail.

На промежуточной втулке 25 могут быть закреплены дополнительные кольца 31, электрически соединенные с кольцами 26 перемычками 32, контактно соприкасаемыми со щетками 28, такое исполнение электрического коллектора, состоящего из деталей втулки 25, колец 26 щеток 27 и 28, позволяет вращаться промежуточному штативу 22 без соприкосновения щеток 27 и 28. Электрический коллектор в данном примере можно назвать промежуточным коллектором, через который и основной коллектор происходит электрическая связь генератора 4 с его нагрузкой. Через этот же коллектор может происходить связь с источником тока для обмотки возбуждения генератора 4. Можно сказать также, что промежуточный электрический коллектор кинематически или механически связан с корпусом генератора 4.On the intermediate sleeve 25, additional rings 31 can be fixed, electrically connected to the rings 26 by jumpers 32 in contact with the brushes 28, this embodiment of the electric collector, consisting of parts of the sleeve 25, rings 26 of the brushes 27 and 28, allows the intermediate tripod 22 to rotate without contact brushes 27 and 28. The electric collector in this example can be called an intermediate collector, through which the main collector is the electrical connection of the generator 4 with its load. Through the same collector, a connection can take place with the current source for the excitation winding of the generator 4. It can also be said that the intermediate electrical collector is kinematically or mechanically connected to the housing of the generator 4.

В общем можно сказать, что лопасти 1 и 19 механически соединены с валом 3 электрического генератора 4, а лопасти 6 и 21 механически соединены с корпусом электрического генератора, закрепленного в ветровом преобразователе с возможностью вращения вокруг своей оси.In general, it can be said that the blades 1 and 19 are mechanically connected to the shaft 3 of the electric generator 4, and the blades 6 and 21 are mechanically connected to the body of the electric generator fixed in the wind transducer with the possibility of rotation around its axis.

Возможно комплексное выполнение устройства, в котором лопасти 1 закреплены на горизонтальном первичном вале 33, стяжка 34 соединена с обоймой 35 через подшипник 36. Обойма 35 закреплена на первичном валу 33, противоположный конец которой соединен с обоймой 37 через подшипник 38, соединенный с вертикально расположенным валом 3. Окончания валов 33 и 3 соединены через коническую зубчатую передачу 39, а на штоке 8 закреплена обойма 5 с установленными на ней штоками 20 с чашкообразными лопастями 21. Управляющее крыло 30 в данном случае может быть закреплено на обойме 37.A complex embodiment of the device is possible, in which the blades 1 are mounted on a horizontal primary shaft 33, the coupler 34 is connected to the yoke 35 through the bearing 36. The yoke 35 is mounted on the input shaft 33, the opposite end of which is connected to the yoke 37 through a bearing 38 connected to a vertically located shaft 3. The ends of the shafts 33 and 3 are connected through a bevel gear 39, and a yoke 5 is fixed to the rod 8 with the rods 20 mounted on it with cup-shaped blades 21. In this case, the control wing 30 can be fixed to clip 37.

Под понятием противоположного исполнения для лопастей 1 и 6 подразумевается противоположное расположение передних и задних граней у лопастей 1 по отношению к их расположению у лопастей 6, что позволяет им вращаться от одного и того же потока воздуха в противоположные стороны относительно друг друга.The concept of the opposite design for blades 1 and 6 means the opposite arrangement of the front and rear faces of the blades 1 with respect to their location at the blades 6, which allows them to rotate from the same air flow in opposite directions relative to each other.

Аналогичный результат получается при выполнении противоположного исполнения лопастей 19 и 21, т.е. выпуклость лопастей 19 направлена в противоположную сторону по отношению к направлению выпуклости лопастей 21, что позволяет вращаться лопастям 19 в противоположную сторону относительно направления вращения лопастей 21 от одного и того же потока воздуха. В принципе, можно считать, что при комплексном решении лопастной части устройства, исполнения обычных лопастей 1 и лопастей 21 чашкообразной формы противоположны относительно друг другу, т.к. они, исполнения, должны обеспечивать вращение лопастей 1 в противоположную сторону по отношению к направлению вращения лопастей 21 чашкообразной формы.A similar result is obtained when performing the opposite execution of the blades 19 and 21, i.e. the convexity of the blades 19 is directed in the opposite direction with respect to the direction of convexity of the blades 21, which allows the blades 19 to rotate in the opposite direction relative to the direction of rotation of the blades 21 from the same air flow. In principle, it can be considered that with a complex solution of the blade part of the device, the execution of conventional blades 1 and cup-shaped blades 21 are opposite relative to each other, because they, the execution, must ensure the rotation of the blades 1 in the opposite direction with respect to the direction of rotation of the blades 21 cup-shaped.

Следует учесть также, что у лопастей 1 и 6 оси вращения совпадают, т.е. они соосны, аналогично соосны по осям вращения и лопасти 19 и 21.It should also be noted that for blades 1 and 6, the rotation axes coincide, i.e. they are coaxial, similarly aligned on the axes of rotation and the blades 19 and 21.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Под действием ветра лопасти 1 начинают вращаться, приводят во вращение вал 3, а лопасти 6 начинают вращаться под действием ветра в противоположную сторону по отношению к направлению вращения лопастей 1, приводя во вращение корпус генератора 4 в противоположную сторону по отношению к направлению вращения его вала 3, тем самым, якорь и индуктор генератора 4 начинают вращаться в противоположную сторону относительно друг друга, так как один из них связан с валом 3, а другой - с корпусом генератора 4. Тем самым КПД генератора 4 увеличивается в два раза, по сравнению с исполнением устройства с установленными лопастями только на валу 3, при неподвижном генераторе 4.Under the action of the wind, the blades 1 begin to rotate, rotate the shaft 3, and the blades 6 begin to rotate under the influence of wind in the opposite direction with respect to the direction of rotation of the blades 1, causing the generator body 4 to rotate in the opposite direction with respect to the direction of rotation of its shaft 3 thus, the armature and inductor of the generator 4 begin to rotate in the opposite direction relative to each other, since one of them is connected with the shaft 3, and the other with the body of the generator 4. Thus, the efficiency of the generator 4 is doubled Compared with the performance of the device with established only blades on the shaft 3, with a stationary generator 4.

Аналогично работают и лопасти 19 и 21, имеющие чашкообразную форму с вертикальной осью вращения.The blades 19 and 21, having a cup-shaped shape with a vertical axis of rotation, work similarly.

Электрический коллектор позволяет передавать вырабатываемую электроэнергию вращающимся генератором 4 его нагрузке, например лампочке или нагревателю.The electric collector allows the generated electricity to be transmitted by the rotating generator 4 to its load, for example a light bulb or heater.

При выполнении ветрового преобразователя, в котором лопасти 1 и лопасти 6 имеют две степени свободы движения, т.е. они могут вращаться вокруг своей горизонтальной оси и одновременно вокруг оси вращения промежуточного штатива 22, появляется необходимость в промежуточном электрическом коллекторе, который коммутирует электроэнергию, идущую от генератора 4 через основной коллектор к вспомогательному коллектору, а через него к нагрузке генератора 4.When performing a wind transducer in which the blades 1 and the blades 6 have two degrees of freedom of movement, i.e. they can rotate around their horizontal axis and at the same time around the axis of rotation of the intermediate tripod 22, there is a need for an intermediate electric collector that commutes the electricity coming from the generator 4 through the main collector to the auxiliary collector, and through it to the load of the generator 4.

Управляющее крыло 30 разворачивает лопасти 1 и 6 по ветру, вращая их вокруг оси промежуточного штатива 22.The control wing 30 turns the blades 1 and 6 in the wind, rotating them around the axis of the intermediate tripod 22.

При комплексном решении лопастной части устройства, лопасти 1 вращают вал 33, который через коническую передачу 39 передает вращающий момент валу 3, а лопасти 21 вращают корпус генератора 4 в противоположную сторону относительно его вала. Преимущество такого исполнения устройства заключается в исполнении только одного электрического коллектора при сохранении его флюгерной формы.In the complex solution of the blade part of the device, the blades 1 rotate the shaft 33, which transmits torque to the shaft 3 through the bevel gear 39, and the blades 21 rotate the housing of the generator 4 in the opposite direction relative to its shaft. The advantage of this embodiment of the device lies in the execution of only one electric collector while maintaining its vane shape.

Claims (3)

1. Ветровой преобразователь, содержащий лопасти, механически связанные с генератором электрической энергии, отличающийся тем, что вал генератора электрической энергии механически связан с лопастями, а корпус генератора механически связан с лопастями противоположного исполнения по сравнению с лопастями, механически связанными с валом генератора, при этом корпус генератора установлен в ветровом преобразователе с возможностью вращения.1. A wind transducer comprising blades mechanically connected to an electric energy generator, characterized in that the shaft of the electric energy generator is mechanically connected to the blades, and the generator body is mechanically connected to the blades of the opposite design compared to the blades mechanically connected to the generator shaft, the generator housing is rotatably mounted in the wind converter. 2. Ветровой преобразователь по п.1, отличающийся тем, что выход генератора электрически связан с его нагрузкой через коллектор, механически связанный с ним.2. The wind converter according to claim 1, characterized in that the generator output is electrically connected to its load through a collector mechanically connected to it. 3. Ветровой преобразователь по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен управляющим крылом флюгера.3. The wind transducer according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a control wing of the weather vane.
RU2001109743/06A 2001-04-12 2001-04-12 Wind converter RU2280192C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001109743/06A RU2280192C2 (en) 2001-04-12 2001-04-12 Wind converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001109743/06A RU2280192C2 (en) 2001-04-12 2001-04-12 Wind converter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001109743A RU2001109743A (en) 2003-03-20
RU2280192C2 true RU2280192C2 (en) 2006-07-20

Family

ID=37028830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001109743/06A RU2280192C2 (en) 2001-04-12 2001-04-12 Wind converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2280192C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463475C2 (en) * 2010-04-08 2012-10-10 Ренат Кайдарович Абинаев Wind-driven power plant
RU2593572C1 (en) * 2015-07-20 2016-08-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Wind-driven power plant
RU2622728C1 (en) * 2016-06-14 2017-06-19 Руслан Михайлович Шадрин Wind power plant
RU2689504C2 (en) * 2017-06-13 2019-05-28 Анатолий Иванович Софронов Antey cup-type wind turbine
RU2738790C1 (en) * 2020-04-14 2020-12-16 Евгений Васильевич Бусыгин Rotor wind electric power converter (embodiments)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007117170A1 (en) * 2006-04-07 2007-10-18 Veniamin Yakovlevich Veinberg Wind converter

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463475C2 (en) * 2010-04-08 2012-10-10 Ренат Кайдарович Абинаев Wind-driven power plant
RU2593572C1 (en) * 2015-07-20 2016-08-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Wind-driven power plant
RU2622728C1 (en) * 2016-06-14 2017-06-19 Руслан Михайлович Шадрин Wind power plant
RU2689504C2 (en) * 2017-06-13 2019-05-28 Анатолий Иванович Софронов Antey cup-type wind turbine
RU2738790C1 (en) * 2020-04-14 2020-12-16 Евгений Васильевич Бусыгин Rotor wind electric power converter (embodiments)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5696413A (en) Reciprocating electric generator
US8253294B1 (en) Increased efficiency dual rotational electric motor/generator
PT1081376E (en) ASSEMBLY ASSEMBLY OF AN EOLIC TURBINE CONSTITUTED BY A BODY OF AN ELECTRIC GENERATOR, AND CORRESPONDING E-TURBINE
KR20110079716A (en) Wind turbine rotor and wind turbine
RU2280192C2 (en) Wind converter
JP2007215329A (en) Generator
RU2419726C2 (en) Sailing windmill
FR2401542A1 (en) SINGLE-PHASE SYNCHRONOUS MOTOR WITH SELF-START
RU2538101C2 (en) Disc inversion generator and wind power generating equipment including this generator
WO2007117170A1 (en) Wind converter
CN102767458B (en) Tidal current energy generator
WO2015079403A1 (en) Energy converting apparatus
US20110109101A1 (en) Insta Power
KR200491127Y1 (en) Wind direction-tracking power generator with electrical connection
CN115303459A (en) Self-powered underwater bionic robot driven by shape memory alloy
JP2005237128A (en) Energy conversion mechanism
CN114244094A (en) Multi-wind-direction self-adaptive electromagnetic-piezoelectric composite power generation device
RU2253747C2 (en) Energy converter
RU2276285C2 (en) Wind plant
RU2272932C2 (en) Vane device
CN114765401A (en) Wave power generation device and double-shaft wave power generation device
CN113472238B (en) Self-aligning bearing-free parallel type ultrasonic motor
JP5702015B1 (en) Drive device
RU2296882C2 (en) Energy converter (alternatives)
CN212381092U (en) Vibration motor

Legal Events

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

Effective date: 20070413