RU2331794C1

RU2331794C1 - Wind-driven motor

Info

Publication number: RU2331794C1
Application number: RU2006139120/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Гушкин (RU); Александр Александрович Гушкин
Original assignee: Александр Александрович Гушкин
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2006-11-07
Publication date: 2008-08-20
Also published as: RU2006139120A

Abstract

FIELD: electricity; motors and pumps.

SUBSTANCE: wind motor includes vertical axis, blades installed on vertical axis in radial direction and made in the form of rectangular frames with sailcloth. Top edge of sailcloth is attached to horizontal beam movable in vertical direction. Frame consists of upper and lower consoles and two vertical side supports. Side supports of frame are made as guides for horizontal beam ends and heads, with the said heads fixed at sailcloth sides at regular intervals. Winch for horizontal beam with sail cloth lifting is placed on upper console of horizontal beam, lower console of frame being provided with driven reel to pull sail cloth down. Also, wind motor is provided with latches to fix driven reel and horizontal beam position.

EFFECT: increase in wind motor efficiency factor due to reduction of braking moment.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в ветряных электростанциях.The invention relates to wind energy and can be used in wind power plants.

Известен парусный ветродвигатель (SU №1178931, F03D 3/00, 1985 г.), содержащий установленные на вертикальной оси четыре рамы с натянутыми на них опорными сетками и расположенные на рамах парусные лопасти, которые снабжены прямоугольными окнами с клапанами.Known sailing wind turbine (SU No. 1178931, F03D 3/00, 1985), containing four frames mounted on a vertical axis with supporting grids stretched over them and sailing blades located on the frames, which are provided with rectangular windows with valves.

Наиболее близким аналогом является парусно-щитовой ветродвигатель, содержащий вертикальную ось, установленные радиально на вертикальной оси лопасти, выполненные в виде прямоугольных рам с натянутой на них парусиной (RU №2187017, F03D 3/00, 2002 г.).The closest analogue is a sail-shield wind turbine containing a vertical axis mounted radially on the vertical axis of the blade, made in the form of rectangular frames with a canvas stretched over them (RU No. 2187017, F03D 3/00, 2002).

Парусина закреплена на рамах на расстоянии от оси, равном одной десятой ширины лопасти, что необходимо для беспрепятственного прохождения потока воздуха, устранения отрицательного избыточного давления на соседнюю лопасть и ее торможения. Вокруг лопастей подвижно установлены два дуговых щита - большой и малый, защищающих часть лопастей от потока воздуха. За счет поворота дуговых щитов обеспечивается регулировка ветродвигателя при изменении направления ветра и регулировка давления на лопасти при изменении скорости ветра.The canvas is fixed on the frames at a distance from the axis equal to one tenth of the blade width, which is necessary for the unhindered passage of the air flow, elimination of negative excess pressure on the adjacent blade and its braking. Around the blades, two arc shields are movably mounted - large and small, protecting part of the blades from the air stream. Due to the rotation of the arc shields, the wind motor is adjusted when the wind direction changes and the pressure on the blades when the wind speed changes.

Поток ветра с разной силой, но одновременно воздействует на все лопасти ветродвигателя, создавая не только необходимый момент вращения, но и противоположно направленный момент, вызывающий торможение, следствием чего является низкий КПД ветродвигателя. Подвижные дуговые щиты ветродвигателя имеют очень большую площадь и подвергаются мощной ветровой нагрузке, которая через систему роликов передается на два направляющих обода и может привести к их деформации.The wind flow with different strengths, but at the same time affects all the blades of the wind turbine, creating not only the necessary torque, but also the opposite direction, causing braking, resulting in low efficiency of the wind turbine. The movable arc shields of the wind turbine have a very large area and are subjected to a powerful wind load, which is transmitted through the system of rollers to two guide rims and can lead to their deformation.

Техническим результатом изобретения является повышение КПД ветродвигателя за счет уменьшения момента торможения.The technical result of the invention is to increase the efficiency of the wind turbine by reducing the braking torque.

Это достигается тем, что в парусном ветродвигателе, содержащем вертикальную ось, лопасти, установленные радиально на вертикальной оси и выполненные в виде прямоугольных рам с парусиной, согласно изобретению верхняя кромка парусины прикреплена к подвижной в вертикальном направлении горизонтальной балке, рама состоит из верхней и нижней консолей и двух вертикальных боковых стоек, боковые стойки рамы выполнены в виде направляющих для концов горизонтальной балки и грибков, периодически закрепленных на боковых сторонах парусины, на верхней консоли рамы размещена лебедка для поднятия горизонтальной балки с парусиной, а нижняя консоль рамы оснащена приводным барабаном для опускания парусины. Целесообразно оснастить ветродвигатель фиксаторами положения горизонтальной балки и барабана.This is achieved by the fact that in a sailing wind turbine containing a vertical axis, the blades mounted radially on the vertical axis and made in the form of rectangular frames with a canvas, according to the invention, the upper edge of the canvas is attached to a horizontal beam movable in a vertical direction, the frame consists of upper and lower consoles and two vertical side racks, the side racks of the frame are made in the form of guides for the ends of the horizontal beam and fungi, periodically fixed on the sides of the canvas, on the top the first console of the frame is a winch for raising a horizontal beam with a canvas, and the lower console of the frame is equipped with a drive drum for lowering the canvas. It is advisable to equip the wind turbine with clamps for the horizontal beam and drum.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где схематично показано: на фиг.1 - ветродвигатель, вид сверху; на фиг.2 - то же, вид спереди.The invention is illustrated by drawings, where is schematically shown: figure 1 - wind turbine, top view; figure 2 is the same front view.

К поворотной вертикальной оси 1 прикреплены радиально лопасти 2. Рама каждой лопасти состоит из верхней горизонтальной консоли 3, нижней горизонтальной консоли 4, двух стоек 5 и 6 и служит для размещения парусины 7. Верхняя кромка парусины прикреплена к горизонтальной балке 8, а к ее боковым кромкам периодически прикреплены грибки 9. Стойки 5 и 6 служат направляющими для подвижных по ним грибков 9 и концов горизонтальной балки 8. На верхней консоли 3 смонтирована лебедка 10, служащая для поднятия парусины. Тросы 11 лебедки прикреплены к горизонтальной балке 8. На нижней консоли 4 установлен приводной барабан 12, служащий для опускания парусины. Ветродвигатель может быть оснащен фиксаторами положения барабана и положения горизонтальной балки (фиксаторы на чертеже не показаны). При работе ветродвигателя в электростанциях привод генератора может осуществляться от вращающейся оси 1 через кинематическую передачу.Radially blades 2 are attached to the rotary vertical axis 1. The frame of each blade consists of an upper horizontal console 3, a lower horizontal console 4, two posts 5 and 6 and serves to place the canvas 7. The upper edge of the canvas is attached to the horizontal beam 8, and to its side fungi 9 are periodically attached to the edges. Racks 5 and 6 serve as guides for fungi 9 moving along them and the ends of the horizontal beam 8. A winch 10 is mounted on the upper console 3, which serves to raise the canvas. The winch cables 11 are attached to the horizontal beam 8. On the lower console 4, a drive drum 12 is installed, which serves to lower the canvas. The wind turbine can be equipped with clamps for the position of the drum and the position of the horizontal beam (clamps are not shown in the drawing). When operating a wind turbine in power plants, the generator can be driven from the rotating axis 1 through a kinematic transmission.

Работа парусного ветродвигателя осуществляется следующим образом. В исходном положении у лопастей, расположенных в зоне 13, парусина 7 поднята (показана сплошной линией на фиг.1). Здесь под действием силы ветра создается момент вращения ветродвигателя. У лопастей, расположенных в зоне 15 (слева на фиг.2), парусина опущена, вследствие чего момент торможения создается только от воздействия ветра на раму лопасти. В зонах 14 и 16 лопасти расположены под небольшим углом к ветру и не оказывают ему существенного сопротивления. Поэтому зона 14 используется для опускания парусины посредством наматывания ее на приводной барабан 12. В зоне 16 происходит поднятие парусины с помощью лебедки 10. После поднятия парусины приводной барабан и концы горизонтальной балки фиксируют, чтобы натяжение парусины ветром не воспринималось приводами барабана и лебедки. При сильном ветре парусина может быть поднята на меньшую высоту и зафиксирована в этом положении. Изменения направления ветра контролируются системой управления (не показана), которая обеспечивает соответствующее смещение зон поднятия и опускания парусины.The operation of a sailing wind turbine is as follows. In the initial position of the blades located in zone 13, the canvas 7 is raised (shown by a solid line in figure 1). Here, under the influence of wind force, the moment of rotation of the wind turbine is created. The blades located in zone 15 (on the left in FIG. 2), the canvas is lowered, as a result of which the braking moment is created only from the influence of wind on the blade frame. In zones 14 and 16, the blades are located at a slight angle to the wind and do not show significant resistance to it. Therefore, zone 14 is used to lower the canvas by winding it onto the drive drum 12. In zone 16, the canvas is raised using the winch 10. After raising the canvas, the drive drum and the ends of the horizontal beam are fixed so that the wind is not perceived by the drum and winch drives. With a strong wind, the canvas can be raised to a lower height and fixed in this position. Changes in the direction of the wind are controlled by a control system (not shown), which provides a corresponding shift in the zones of raising and lowering the canvas.

Для обеспечения плавного вращения ветродвигатель может быть оснащен инерционными элементами, например маховиком.To ensure smooth rotation, the wind turbine can be equipped with inertial elements, such as a flywheel.

Claims

1. Sailing wind turbine containing a vertical axis, blades mounted radially on a vertical axis and made in the form of rectangular frames with a canvas, characterized in that the upper edge of the canvas is attached to a horizontal beam movable in a vertical direction, the frame consists of an upper and lower console and two vertical side racks, side racks of the frame are made in the form of guides for the ends of the horizontal beam and fungi periodically fixed on the sides of the canvas, on the upper console of the frame is placed ebedka to raise the horizontal beam with canvas, and the bottom of the frame console is equipped with a driving drum for lowering the canvas.

2. The wind turbine according to claim 1, characterized in that it is equipped with clamps for the position of the drive drum and the horizontal beam.