RU2359151C1 - Ветродвигатель - Google Patents
Ветродвигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2359151C1 RU2359151C1 RU2007149163/06A RU2007149163A RU2359151C1 RU 2359151 C1 RU2359151 C1 RU 2359151C1 RU 2007149163/06 A RU2007149163/06 A RU 2007149163/06A RU 2007149163 A RU2007149163 A RU 2007149163A RU 2359151 C1 RU2359151 C1 RU 2359151C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- spokes
- pin
- wind
- tangential
- Prior art date
Links
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
Abstract
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии. Ветродвигатель содержит вал, на котором укреплена симметричная система радиальных спиц вала, размещенную на валу подвижную втулку-цапфу, на которой укреплена симметричная система радиальных спиц втулки-цапфы, аналогичная системе спиц вала, соединенный с цапфой механизм перемещения втулки-цапфы вдоль вала. Концы спиц вала и спиц втулки-цапфы шарнирно и попарно соединены друг с другом посредством тангенциальных кинематических звеньев. На каждой указанной паре спиц натянуты полотнища легко деформируемого материала, образуя парусную лопасть-крыло ветродвигателя, причем длина тангенциальных кинематических звеньев такова, что при передвижении втулки-цапфы вдоль вала угол наклона тангенциальных кинематических звеньев к оси вала изменяется в заданном диапазоне. Полотнища легко деформируемого материала выполнены из упругой эластичной ткани. Изобретение обеспечивает возможность регулирования угла атаки лопастей в процессе работы ветродвигателя, а также самоустановку ветродвигателя на ветер. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано как двигатель для приведения в действие электрогенератора и выработки электроэнергии с использованием наиболее экологически безопасного источника - энергии ветра.
Известна классическая схема ветроэнергетической установки, использованная, например, в изделии американской фирмы «Roralight». В состав установки входит трехлопастное ветроколесо, снабженное центробежным регулятором и приводом поворота лопастей, коллекторный электрогенератор, расположенный позади ветроколеса, стойка с поворотной опорой и хвостовое оперение флюгерного типа для установки ветроколеса на ветер (Е.М.Фатеев. Ветродвигатели и ветроустановки. М.: «Огиз - сельхозгиз», 1948, с.255). Недостатком данного технического решения является его низкий коэффициент полезного действия и сравнительно большие габариты.
Известно ветроколесо по патенту RU №2006124135 (2008.01.20), содержащее множество равномерно расположенных лучевых валов, закрепленных на оси вращения, совпадающей с направлением ветра, на которых расположены паруса, каждый из которых прикреплен передней кромкой к соответствующему лучевому валу, отличающееся тем, что на свободном конце каждого лучевого вала закреплен кронштейн в плоскости, перпендикулярной оси лучевого вала, и каждый парус верхней кромкой соединяет лучевой вал, к которому он прикреплен передней кромкой, со свободным концом кронштейна, закрепленного на соседнем лучевом валу, при этом такое соединение лучевого вала с кронштейном соседнего лучевого вала осуществляется последовательно по периметру. В данном аналоге не предусматривается регулирование геометрических параметров ветроколеса в зависимости от силы ветра, что является непременным условием эффективной работы ветродвигателя в широком диапазоне ветрового напора и эта особенность аналога является его недостатком.
Наиболее близким к изобретению по совокупности существенных признаков, т.е. аналогом-прототипом, является ветродвигатель по патенту RU №93028850 (1995.11.27). Ветродвигатель характеризуется тем, что его лопасти установлены на рабочем колесе с возможностью поворота в плоскости вращения рабочего колеса и стопорятся упорами в рабочем и пассивном положениях. Дополнительными отличиями предложенного ветродвигателя являются амортизация упоров, выполнение лопастей из эластичного материала, закрепленного на каркасе, снабженном при необходимости дополнительными жесткими связями, установка на тыльной стороне лопастей парашютов с фиксаторами их положения относительно лопастей. Парашюты выполнены в виде шарнирно закрепленных на тыльной стороне лопастей щитков или в виде парусов из мягкой ткани. У аналога-прототипа возможность регулирования угла атаки лопастей на ветер также не предусмотрена, поэтому использование ветродвигателя с максимальной эффективностью в условиях различного ветрового напора невозможно, так же как и у предыдущего аналога.
Изобретение имеет своей целью усовершенствование ветроэнергетического оборудования. При использовании изобретения достигаются следующие технические результаты:
1. Обеспечивается возможность регулирования угла атаки лопастей в процессе работы ветродвигателя.
2. Достигается самоустановка ветродвигателя на ветер.
Сущность изобретения заключается в следующем: ветродвигатель, содержащий вал, на котором укреплена симметричная система радиальных спиц вала, содержащий размещенную на валу подвижную втулку-цапфу, на которой укреплена симметричная система радиальных спиц втулки-цапфы, аналогичная системе спиц вала, содержащий соединенный с цапфой механизм перемещения втулки-цапфы вдоль вала, при том что концы спиц вала и спиц втулки-цапфы шарнирно и попарно соединены друг с другом посредством тангенциальных кинематических звеньев, а на каждой указанной паре спиц натянуты полотнища легкодеформируемого материала, образуя парусную лопасть - крыло ветродвигателя, причем длина тангенциальных кинематических звеньев такова, что при передвижении втулки-цапфы вдоль вала, угол наклона тангенциальных кинематических звеньев к оси вала изменяется в заданном диапазоне.
Обозначенная сущность изобретения связана с заявленными техническими результатами следующим образом соответственно:
1. Осевое перемещение втулки-цапфы по валу с помощью механизма перемещения будет сопровождаться изменением конфигурации жесткой пространственной конструкции, образованной спицей вала, спицей втулки-цапфы, соединяющим их тангенциальным кинематическим звеном и участком вала, расположенным между точкой присоединения спицы вала к валу и спицей втулки-цапфы к втулке-цапфе. Втулка-цапфа при этом будет поворачиваться относительно вала, причем жесткость конструкции будет обеспечена осевой фиксацией ее в определенном положении на валу. Эта конструкция, являющаяся каркасом парусной лопасти-крыла, будет обеспечивать увеличение угла атаки парусной лопасти-крыла при передвижении втулки-цапфы навстречу ветру и, соответственно, уменьшение угла атаки при передвижении втулки-цапфы в направлении ветра.
2. Полотнище легкодеформируемого материала, образующее лопасть крыло ветродвигателя при регулировании угла атаки, подвергается различной степени деформации в центральной и периферийной частях крыла. При минимальных значениях угла атаки средняя часть полотнища оказывается натянутой в меньшей степени, чем периферийная. При этом вся система крыльев ветродвигателя приобретает свойства фокусировать ветровой поток к центру, т.е. центр давления на ветродвигатель смещается в подветренную сторону, что обеспечивает самоустановку его «на ветер».
На чертеже изображен ветродвигатель.
Ветродвигатель содержит вал (1), на котором укреплена симметричная система радиальных спиц вала (2). На валу размещается подвижная втулка-цапфа (3), имеющая возможность линейно перемещаться вдоль вала (1) и поворачиваться относительно этого вала. На втулке-цапфе (3), в свою очередь, также укреплена симметричная система (4) радиальных спиц втулки-цапфы, аналогичная системе (2) спиц вала. Концы спиц (2) вала и спиц (4) втулки-цапфы шарнирно и попарно соединены друг с другом посредством одинаковых тангенциальных кинематических звеньев (5), а между каждой указанной парой спиц натянуто полотнище (6) упругой эластичной ткани, укрепленное на спицах (2) и (4), образуя одну лопасть-крыло ветродвигателя. Со втулкой-цапфой (3) соединен рычаг перемещения и фиксации втулки-цапфы вдоль вала (1).
Ветродвигатель функционирует следующим образом. Подвижная втулка-цапфа (3), зафиксированная на валу (1) в определенном положении с помощью рычага (7), определяет конфигурацию жесткой пространственной конструкции, элемент которой, образованный спицей (2) вала, спицей (4) втулки-цапфы, соединяющим их тангенциальным кинематическим звеном (5) и участком вала (1), расположенным между точкой присоединения спицы вала к валу и спицей втулки-цапфы к втулке-цапфе, является каркасом лопасти-крыла. При передвижении втулки-цапфы (3) вдоль вала с помощью рычага (7) изменяются геометрические параметры всей конфигурации, т.е. изменяется в заданном диапазоне угол наклона тангенциальных кинематических звеньев к оси вала, что, в свою очередь, изменяет натяжение полотна и угол атаки крыла-паруса. При этом втулка-цапфа (3), ведомая рычагом (7) и всем каркасом лопасти-крыла, поворачивается относительно вала (1) на определенный угол. Поскольку полотнище (6) ткани, образующее крыло ветродвигателя при регулировании угла атаки, подвергается различной степени относительной деформации в центральной и периферийной частях крыла, то средняя часть полотнища (6) оказывается натянутой в меньшей степени, чем периферийная. При этом вся система крыльев ветродвигателя приобретает свойства фокусировать ветровой поток к центру. Как показывают расчеты, это повышает коэффициент использования ветрового потока и смещает центр давления в подветренную сторону, что обеспечивает самоустановку ветродвигателя «на ветер».
Claims (2)
1. Ветродвигатель, содержащий вал, на котором укреплена симметричная система радиальных спиц вала, содержащий размещенную на валу подвижную втулку-цапфу, на которой укреплена симметричная система радиальных спиц втулки-цапфы, аналогичная системе спиц вала, содержащий соединенный с цапфой механизм перемещения втулки-цапфы вдоль вала, притом, что концы спиц вала и спиц втулки-цапфы шарнирно и попарно соединены друг с другом посредством тангенциальных кинематических звеньев, а на каждой указанной паре спиц натянуты полотнища легкодеформируемого материала, образуя парусную лопасть-крыло ветродвигателя, причем длина тангенциальных кинематических звеньев такова, что при передвижении втулки-цапфы вдоль вала угол наклона тангенциальных кинематических звеньев к оси вала изменяется в заданном диапазоне.
2. Ветроколесо по п.1, отличающееся тем, что полотнища легкодеформируемого материала выполнены из упругой эластичной ткани.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007149163/06A RU2359151C1 (ru) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Ветродвигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007149163/06A RU2359151C1 (ru) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Ветродвигатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2359151C1 true RU2359151C1 (ru) | 2009-06-20 |
Family
ID=41025958
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007149163/06A RU2359151C1 (ru) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Ветродвигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2359151C1 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2463473C1 (ru) * | 2011-04-11 | 2012-10-10 | Вадим Иванович Якимов | Крыльчато-парусная ветроэнергетическая установка |
MD4219C1 (ru) * | 2012-09-06 | 2013-11-30 | Технический университет Молдовы | Ветротурбина с горизонтальной осью |
RU2605478C2 (ru) * | 2012-04-13 | 2016-12-20 | Воббен Пропертиз Гмбх | Лопасть ротора ветровой энергетической установки |
RU2650016C2 (ru) * | 2015-03-23 | 2018-04-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Ветроколесо |
RU2653281C2 (ru) * | 2016-01-20 | 2018-05-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Ветроколесо |
US11428204B2 (en) | 2017-10-24 | 2022-08-30 | Wobben Properties Gmbh | Rotor blade of a wind turbine and method for designing same |
-
2008
- 2008-02-26 RU RU2007149163/06A patent/RU2359151C1/ru active
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2463473C1 (ru) * | 2011-04-11 | 2012-10-10 | Вадим Иванович Якимов | Крыльчато-парусная ветроэнергетическая установка |
RU2605478C2 (ru) * | 2012-04-13 | 2016-12-20 | Воббен Пропертиз Гмбх | Лопасть ротора ветровой энергетической установки |
US9759185B2 (en) | 2012-04-13 | 2017-09-12 | Wobben Properties Gmbh | Rotor blade for a wind power plant |
MD4219C1 (ru) * | 2012-09-06 | 2013-11-30 | Технический университет Молдовы | Ветротурбина с горизонтальной осью |
RU2650016C2 (ru) * | 2015-03-23 | 2018-04-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Ветроколесо |
RU2653281C2 (ru) * | 2016-01-20 | 2018-05-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Ветроколесо |
US11428204B2 (en) | 2017-10-24 | 2022-08-30 | Wobben Properties Gmbh | Rotor blade of a wind turbine and method for designing same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2359151C1 (ru) | Ветродвигатель | |
KR20120018332A (ko) | 풍력 터빈 | |
US20090324416A1 (en) | Wind turbine blades with multiple curvatures | |
DK2906819T3 (en) | Joined blade wind turbine rotor | |
US20100264663A1 (en) | Wind Turbine with Paired Generators | |
JP2004108330A (ja) | 風力発電用の風車 | |
CN108457795B (zh) | 自动变桨和失能保护的风力发电机风轮 | |
US9605650B2 (en) | Wind blades with mechanical elements for pretensioning in tension fabrics | |
US9133823B2 (en) | Vertical axis wind turbine | |
US8790069B2 (en) | Enclosed vertical axis fluid rotor | |
JP2020029853A (ja) | 揚力型垂直軸風車 | |
CN111173673A (zh) | 风力发电机 | |
RU2330966C2 (ru) | Винт-турбина | |
CN102162427B (zh) | 叶片倾角可调节的垂直轴风力机转子 | |
JP4875770B2 (ja) | 風車の半可撓架台 | |
CN201696216U (zh) | 风力发电机侧偏调速装置 | |
CN105840428A (zh) | 一种叶片带襟翼的自适应变桨垂直轴风力发电机 | |
KR101281047B1 (ko) | 풍력발전기용 접이식 날개장치 | |
KR101936154B1 (ko) | 양항력 복합 블레이드를 구비하는 수직축 풍력발전기 | |
JP2010261431A (ja) | 翼角調整機能付平板翼片持支持式(うちわ式)多翼プロペラ形風車(兼平板翼特性試験機) | |
WO2017021867A1 (en) | Oscillating wing power generator | |
WO2018235220A1 (ja) | 帆装置 | |
JP5342382B2 (ja) | 垂直軸風車 | |
JP2022108917A (ja) | 垂直軸風車 | |
US20100266383A1 (en) | Balanced sail wind turbine |