RU2449168C2 - Rotor blade of wind-powered engine with variable angular momentum - Google Patents
Rotor blade of wind-powered engine with variable angular momentum Download PDFInfo
- Publication number
- RU2449168C2 RU2449168C2 RU2010128132/06A RU2010128132A RU2449168C2 RU 2449168 C2 RU2449168 C2 RU 2449168C2 RU 2010128132/06 A RU2010128132/06 A RU 2010128132/06A RU 2010128132 A RU2010128132 A RU 2010128132A RU 2449168 C2 RU2449168 C2 RU 2449168C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- flywheel
- axis
- self
- blade
- Prior art date
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
Description
Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для превращения энергии ветра в механическую энергию.The invention relates to energy and can be used to convert wind energy into mechanical energy.
Решение может быть применено в рабочих колесах ветроэнергетических установок.The solution can be applied in the impellers of wind power plants.
Известна конструкция лопасти, входящая в состав ветроколеса с двумя степенями свободы роторов, содержащая горизонтальный вал и жестко связанную с ним радиально расположенную лопасть в виде свободно вращающегося вингротора (ротора Савониуса) (см. статью Б.Н.Кондрашов, В.Г.Медокс, Е.Б.Бычкунова «О некоторых аэродинамических демонстрациях в курсе общей физики». Межвузовский научный сборник. Вопросы прикладной физики, СГУ, Вып.5, 1999, с.23-25).A known blade design, which is part of a wind wheel with two degrees of freedom of the rotors, contains a horizontal shaft and a radially located blade rigidly connected to it in the form of a freely rotating wing rotor (Savonius rotor) (see article B.N. Kondrashov, V.G. Medoks, EB Bychkunova “On some aerodynamic demonstrations in the course of general physics.” Interuniversity scientific collection. Issues of Applied Physics, SSU,
Известны лопасти в виде роторов Магнуса. входящих в состав ветроколеса ветродвигателя, работающего за счет эффекта Магнуса. Причем лопасти располагаются радиально по отношению к горизонтально расположенному рабочему валу. В конструкцию лопастей включены рабочие цилиндры с торцовыми аэродинамическими шайбами привода вращения цилиндров и электрогенератор. Приводы выполнены в виде роторов типа Савониуса, которые установлены на осях вращения цилиндров и жестко связанны с ними (см. патент РФ №2189494, МПК F03D 1/00).Known blades in the form of Magnus rotors. included in the wind turbine of a wind turbine operating due to the Magnus effect. Moreover, the blades are located radially with respect to the horizontally located working shaft. The design of the blades includes working cylinders with end aerodynamic washers of the cylinder rotation drive and an electric generator. The drives are made in the form of Savonius-type rotors that are mounted on the axes of rotation of the cylinders and are rigidly connected with them (see RF patent No. 2189494,
Известны лопасти, входящие в состав рабочего колеса прецессирующего ветродвигателя с тремя степенями свободы самовращающихся роторов с горизонтальным расположением рабочего вала и радиальным расположением роторных лопастей, снабженного механизмом внешнего силового воздействия, одним из назначений которого является компенсация переменных гироскопических сил, действующих на роторные лопасти рабочего колеса (см. патент РФ №2338922, МПК F03D 1/00).The blades are known, which are part of the impeller of a precessing wind turbine with three degrees of freedom of self-rotating rotors with a horizontal arrangement of the rotor blades and a radial arrangement of rotor blades equipped with an external force mechanism, one of the purposes of which is to compensate for the variable gyroscopic forces acting on the rotor blades of the impeller ( see RF patent No. 2338922,
Известны роторные лопасти, входящие в состав ветроколеса прецессирующего ветродвигателя, с тремя степенями свободы и с вертикальным расположением рабочего вала и радиальным расположением самовращающихся роторов, например роторов Савониуса (см. патент РФ №2351794, МПК F03D 1/02).Known rotor blades, which are part of the wind wheel of a precessing wind turbine, with three degrees of freedom and with a vertical arrangement of the working shaft and a radial arrangement of self-rotating rotors, for example, Savonius rotors (see RF patent No. 2351794,
Однако для роторных ветродвигателей с двумя и тремя степенями свободы роторов и горизонтальным расположением главного вала и вертикальной ориентацией плоскости рабочего колеса возникает переменная гироскопическая сила, действующая на роторную лопасть в направлении, перпендикулярном плоскости вращения рабочего колеса, т.е. вдоль направления горизонтальной оси рабочего вала ветродвигателя, возникающая за счет того, что направление вектора силы тяжести, действующей на вращающийся вокруг собственной оси ротор, не совпадает по направлению (за исключением крайнего верхнего и крайнего нижнего положений) с направлением вектора момента импульса ротора, которая дважды меняет свое направление за один оборот рабочего колеса, относительно горизонтальной оси, что приводит к быстрому износу подшипников как рабочего вала, так и вращающихся роторов, и как результат, повышенной вибрации рабочего колеса, в целом.However, for rotor wind turbines with two and three degrees of freedom of the rotors and the horizontal arrangement of the main shaft and the vertical orientation of the plane of the impeller, a variable gyroscopic force arises acting on the rotor blade in a direction perpendicular to the plane of rotation of the impeller, i.e. along the direction of the horizontal axis of the working shaft of the wind turbine, which arises due to the fact that the direction of the gravity vector acting on the rotor rotating around its own axis does not coincide in direction (with the exception of the extreme upper and extreme lower positions) with the direction of the rotor angular momentum vector, which is twice changes its direction in one revolution of the impeller, relative to the horizontal axis, which leads to rapid wear of bearings of both the working shaft and rotating rotors, and as a result, increased vibration of the impeller as a whole.
Для ветродвигателей с двумя степенями свободы, а в случае, даже не значительного отклонения оси вращения ротора от вертикальной плоскости, возникающая сила прецессии ротора уменьшает аэродинамическую силу Магнуса, действующую на ротор. Введение же механизма внешнего воздействия усложняет конструкцию и более пригодно для прециссирующих роторных ветродвигателей с тремя степенями свободы, в которых рабочее движение ветроколеса осуществляется за счет гироскопических сил, а не силы Магнуса.For wind turbines with two degrees of freedom, and in the case of not even a significant deviation of the axis of rotation of the rotor from the vertical plane, the resulting precession force of the rotor reduces the aerodynamic force of Magnus acting on the rotor. The introduction of an external action mechanism complicates the design and is more suitable for precision rotary wind turbines with three degrees of freedom, in which the working movement of the wind wheel is carried out due to gyroscopic forces rather than Magnus forces.
Для роторных ветродвигателей с тремя степенями свободы и вертикальным расположением главного вала основное рабочее движение осуществляется за счет сил прецессии, а она связана с угловой скоростью вращения ротора-маховика, которая меняется в зависимости от скорости набегающего на самовращающийся ротор потока воздуха и может не быть оптимальной для прецессии роторов, особенно при небольших скоростях набегающего потока.For rotor wind turbines with three degrees of freedom and a vertical arrangement of the main shaft, the main working movement is due to precession forces, and it is associated with the angular speed of rotation of the rotor-flywheel, which varies depending on the speed of the air flow incident on the self-rotating rotor and may not be optimal for rotor precession, especially at low free flow speeds.
Известен ротор, разработанный в Гёттингенской лаборатории Германии в 1923 году, в котором электродвигатель располагается внутри ротора, статор двигателя сцеплен с ротором, а ротор электродвигателя, с осью вращения, причем ротор и статор электродвигателя могут вращаться вокруг общей оси независимо друг от друга (Л.Прандтль. Эффект Магнуса и ветряной корабль, пер. с нем., журнал Успехи физических наук, T.V, Вып.1-2, 1925, с.1-27).The rotor developed at the Göttingen Laboratory in Germany in 1923 is known, in which the electric motor is located inside the rotor, the stator of the motor is coupled to the rotor, and the rotor of the electric motor is rotated, and the rotor and stator of the electric motor can rotate around a common axis independently of each other (L. Prandtl, The Magnus Effect and a Windship, Translated from German, Uspekhi Fizicheskikh Nauk, TV, Issue 1-2, 1925, pp. 1-27).
Однако роторы Гёттингенской лаборатории не являются самовращающимися и требуют внешнего привода и применения специальных оригинальных конструкций электродвигателей малого внешнего диаметра с одновременным, независимым друг от друга вращением ротора и статора и оригинальным способом крепления электродвигателя внутри ротора.However, the rotors of the Göttingen Laboratory are not self-rotating and require an external drive and the use of special original designs of electric motors of small external diameter with simultaneous, independent of each other rotation of the rotor and stator and an original way of fixing the electric motor inside the rotor.
Задачей изобретения является создание роторной лопасти с изменяющимся моментом количества движения для увеличения долговечности рабочего колеса с помощью снижения вибрации лопасти и создания оптимальных условий для использования как аэродинамических, так и гироскопических эффектов в роторных ветродвигателях с двумя и тремя степенями свободы роторов.The objective of the invention is the creation of a rotor blade with a changing angular momentum to increase the durability of the impeller by reducing the vibration of the blade and creating optimal conditions for using both aerodynamic and gyroscopic effects in rotor wind turbines with two and three degrees of freedom of the rotors.
Технический результат заключается в повышении долговечности, надежности и улучшении тяговых характеристик роторных лопастей, входящих в состав ветродвигателей с двумя и тремя степенями свободы роторов, использующих для своего движения, как только эффект Магнуса, эффект прецессии, так и сочетание эффекта Магнуса с эффектом прецессии.The technical result consists in increasing the durability, reliability and improving the traction characteristics of the rotor blades, which are part of the wind turbines with two and three degrees of freedom of the rotors, which use the Magnus effect, the precession effect, and the combination of the Magnus effect with the precession effect for their movement.
Поставленная задача достигается тем, что роторная лопасть с изменяющимся моментом количества движения, согласно решению, содержит самовращающийся ротор, расположенный на оси, на которой дополнительно расположен, по крайней мере, один маховик, обеспечивающий изменение момента количества движения системы ротор-маховик, относительно оси вращения и кинематически связанный с ротором.The problem is achieved in that the rotor blade with a changing angular momentum, according to the solution, contains a self-rotating rotor located on an axis on which at least one flywheel is located, providing a change in the angular momentum of the rotor-flywheel system relative to the axis of rotation and kinematically coupled to the rotor.
Ось ротора и маховика может быть выполнена с возможностью жесткого крепления к рабочему валу ветродвигателя, при этом кинематическая связь обеспечивает вращение маховика и ротора в противоположных по отношению друг к другу направлениях, а момент количества движения маховика и ротора относительно общей оси вращения равен 0.The axis of the rotor and the flywheel can be made with the possibility of rigid fastening to the working shaft of the wind turbine, while the kinematic connection ensures the rotation of the flywheel and the rotor in opposite directions to each other, and the angular momentum of the flywheel and rotor relative to the common axis of rotation is 0.
Ось ротора и маховика соединены с подошвой, имеющей возможность изменять свое положение относительно рабочего вала ветродвигателя, при этом кинематическая связь обеспечивает вращение маховика и ротора в одну сторону с разными скоростями.The axis of the rotor and the flywheel are connected to the sole, which has the ability to change its position relative to the working shaft of the wind turbine, while the kinematic connection ensures the rotation of the flywheel and the rotor in one direction at different speeds.
Кинематическая связь может быть осуществлена посредством ременной передачи, обеспечивающей вращение маховика и ротора в противоположных по отношению друг к другу направлениях или зубчатой передачи.Kinematic communication can be carried out by means of a belt drive, providing rotation of the flywheel and the rotor in opposite directions to each other or of a gear transmission.
Роторная лопасть содержит разобщающую фрикционную центробежную муфту, расположенную между самовращающимся ротором и маховиком.The rotor blade contains a decoupling friction centrifugal clutch located between the self-rotating rotor and the flywheel.
Роторная лопасть содержит раму жесткости, скрепленную с подошвой лопасти и являющейся дополнительной точкой опоры для оси ротора.The rotor blade contains a frame of rigidity, bonded to the sole of the blade and which is an additional support point for the axis of the rotor.
Маховик расположен соосно с самовращающимся ротором, внутри него, и связан с самовращающимся ротором передаточным механизмом, который может изменять как направление вращения маховика, так и скорость его вращения.The flywheel is located coaxially with the self-rotating rotor, inside it, and is connected to the self-rotating rotor by a transmission mechanism that can change both the direction of rotation of the flywheel and the speed of its rotation.
Роторная лопасть содержит генератор электрического тока, жестко связанный с самовращающимся ротором, и электродвигатель, электрически соединенный с генератором и приводящий во вращение маховик, жестко связанный с электродвигателем.The rotor blade contains an electric current generator rigidly connected to the self-rotating rotor, and an electric motor electrically connected to the generator and driving the flywheel, rigidly connected to the electric motor.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен общий вид роторной лопасти для ветроколеса с двумя степенями свободы и горизонтальным расположением рабочего вала и ременной передачей крутящего момента от самовращающегося ротора к маховику (вид сбоку); на фиг.2 приведена конструкция лопасти, аналогичной предыдущей, но привод от ротора к маховику осуществляется шестеренчатой (зубчатой) передачей; на фиг.3 приведена конструкция лопасти, аналогичной изображенной на фиг.2, но в конструкцию лопасти включена центробежная фрикционная муфта и рама жесткости; на фиг.4 приведена конструкция лопасти, в которой ротор жестко связан с электрогенератором, вырабатывающим электроэнергию для вращения электродвигателя, вращающего маховик; на фиг.5 представлена конструкция лопасти, в которой лопасть и маховик представляют собой соосную конструкцию, причем маховик расположен внутри лопасти, гдеThe invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a general view of a rotor blade for a wind wheel with two degrees of freedom and horizontal arrangement of the working shaft and belt transmission of torque from a self-rotating rotor to a flywheel (side view); figure 2 shows the design of the blade, similar to the previous one, but the drive from the rotor to the flywheel is carried out by gear (gear) transmission; figure 3 shows the design of the blade, similar to that shown in figure 2, but the centrifugal friction clutch and the stiffness frame are included in the design of the blade; figure 4 shows the design of the blade, in which the rotor is rigidly connected with an electric generator that generates electricity to rotate the electric motor that rotates the flywheel; figure 5 presents the design of the blade, in which the blade and the flywheel are a coaxial design, and the flywheel is located inside the blade, where
1 - ось ротора;1 - axis of the rotor;
2 - самовращающийся ротор;2 - self-rotating rotor;
3 - ведущий шкив;3 - a leading pulley;
4 - ведомый шкив;4 - driven pulley;
5 - маховик;5 - flywheel;
6 - подошва лопасти;6 - the sole of the blade;
7 - ось промежуточных шкивов;7 - an axis of intermediate pulleys;
8 - первый промежуточный шкив;8 - the first intermediate pulley;
9 - второй промежуточный шкив;9 - the second intermediate pulley;
10 - ведущая шестерня;10 - pinion gear;
11 - паразитная шестерня;11 - spurious gear;
12 - первая промежуточная шестерня;12 - the first intermediate gear;
13 - вторая промежуточная шестерня;13 - the second intermediate gear;
14 - ось промежуточных шестерен;14 - the axis of the intermediate gears;
15 - ведомая шестерня;15 - driven gear;
16 - фрикционная центробежная муфта;16 - friction centrifugal clutch;
17 - рама жесткости;17 - stiffness frame;
18 - электрогенератор;18 - electric generator;
19 - электродвигатель;19 - an electric motor;
20 - кожух-обтекатель.20 - cowling.
На фиг.1 приведен общий вид роторной лопасти для ветроколеса с двумя степенями свободы и горизонтальным расположением рабочего вала и ременной передачей крутящего момента от самовращающегося ротора 2 к маховику (вид сбоку). На подошве 6, с помощью которой лопасть жестко крепиться к бобышке рабочего вала, жестко закреплена ось ротора 1, на которой свободно вращается ротор, например ротор Савониуса, турбина Горлова или любой другой самовращающийся от набегающего потока воздуха ротор 2. С ротором 2 жестко скреплен ведущий шкив 3 прямой ременной передачи, передающий вращение первому промежуточному шкиву 8 и жестко связанному с ним второму промежуточному шкиву 9, свободно вращающихся на оси промежуточных шкивов 7, жестко соединенной с подошвой лопасти 6. Второй промежуточный шкив 9 связан перекрестной ременной передачей с ведомым шкивом 4, жестко связанным с маховиком 5, вращающимся вокруг оси ротора 1.Figure 1 shows a General view of a rotor blade for a wind wheel with two degrees of freedom and horizontal arrangement of the working shaft and belt transmission of torque from a self-rotating
На фиг.2 приведена конструкция лопасти, аналогичной предыдущей, но привод от ротора 2 к маховику 5 осуществляется шестеренчатой передачей, состоящей из ведущей шестерни 9, жестко связанной с ротором, паразитной шестерни 10 и жестко связанных между собой первой промежуточной шестерни 12, второй промежуточной шестерни 13 и ведомой шестерни 15, жестко связанной с маховиком 5.Figure 2 shows the design of the blade, similar to the previous one, but the drive from the
На фиг.3 приведена конструкция лопасти, аналогичной изображенной на фиг.2, но в конструкцию лопасти включена центробежная фрикционная муфта 16, расположенная между ротором 2 и ведущей шестерней 9, а оси лопасти - ось роторов 1 и ось промежуточных шестерен 14 имеют дополнительные точки опоры за счет введения рамы жесткости 17, жестко соединенной с подошвой лопасти 6.Figure 3 shows the design of the blade, similar to that shown in figure 2, but the centrifugal friction clutch 16, located between the
На фиг.4 приведена конструкция лопасти, в которой самовращающийся ротор 2 жестко связан с электрогенератором 18, энергия от которого, через электронный блок управления, не показанный на фигуре, передается на электродвигатель 19, жестко связанный с маховиком 5. Электронный блок управления позволяет устанавливать как направление вращения маховика, так и его скорость, что позволяет использовать данную конструкцию лопасти для любого типа роторного ветродвигателя как с двумя, так и с тремя степенями свободы, как с горизонтальным, так и с вертикальным расположением рабочего вала.Figure 4 shows the design of the blade, in which the self-rotating
На фиг.5 изображена лопасть роторного ветродвигателя с тремя степенями свободы роторов и вертикальным расположением рабочего вала, в котором основное рабочее движение осуществляется за счет прецессии роторов или роторов и маховиков, входящих в конструкцию лопасти, вокруг оси рабочего вала. В данной конструкции самовращающийся ротор 2 и маховик 5 представляют соосную конструкцию. Маховик 5 жестко скреплен с осью ротора 1 и ведомой шестерней 15, причем ось 1 свободно вращается одним концом в подшипниках подошвы лопасти 6, а другим концом в подшипниках рамы жесткости 17. Ротор 2 вращается в подшипниках того или иного типа вокруг маховика 5, который в этом случае является осью для ротора 2. С ротором 2 связана ведущая шестерня 10. Ведущая шестерня 10 связана через систему жестко связанных между собой первой 12 и второй 13 промежуточных шестерен, свободно вращающихся на оси промежуточных шестерен 14.Figure 5 shows the blade of a rotor wind turbine with three degrees of freedom of the rotors and the vertical location of the working shaft, in which the main working movement is due to the precession of the rotors or rotors and flywheels included in the design of the blade around the axis of the working shaft. In this design, the self-rotating
При использовании лопастей в ветродвигателях с тремя степенями свободы роторов и вертикальным расположением рабочего вала необходимо изменить направление вращения маховика, придав ему направление вращения ротора. Для этого перекрестную ременную передачу заменяют на прямую, а в шестеренчатой передаче исключают паразитные шестерни. В случае электрической передачи изменение направления вращения осуществляется за счет электронного блока.When using the blades in wind turbines with three degrees of freedom of the rotors and the vertical arrangement of the working shaft, it is necessary to change the direction of rotation of the flywheel, giving it the direction of rotation of the rotor. To do this, the cross belt drive is replaced with a direct one, and in the gear transmission, spurious gears are excluded. In the case of electric transmission, a change in the direction of rotation is carried out by the electronic unit.
Детали, ограничивающие осевые перемещения роторов, маховиков и шкивов, для простоты исключены из фигур.Parts restricting axial movement of rotors, flywheels and pulleys are excluded from the figures for simplicity.
На фигурах детали передач изображены в преувеличенно крупном масштабе.In the figures, transmission details are depicted on an exaggeratedly large scale.
Все детали передач могут быть закрыты кожухами-обтекателями 20, крепящимися к подошве ротора и раме жесткости.All parts of the gears can be closed by cowls-
Передаточное отношение во всех приводах выбирается с учетом оптимального использования применяемых в ветроколесе эффектов Магнуса, гироскопического эффекта или их сочетания.The gear ratio in all drives is selected taking into account the optimal use of the Magnus effects used in the wind wheel, gyroscopic effect, or a combination thereof.
Роторная лопасть для ветроколеса с двумя степенями свободы и горизонтальным расположением рабочего вала и ременной передачей крутящего момента от самовращающегося ротора к маховику (фиг.1) работает следующим образом.A rotor blade for a wind wheel with two degrees of freedom and a horizontal arrangement of the working shaft and belt transmission of torque from a self-rotating rotor to a flywheel (Fig. 1) works as follows.
Лопасть ориентируется на ветер, когда направление ветра перпендикулярно оси вращения роторов 1. Набегающий поток ветра раскручивает самовращающийся ротор 2, который через ведущий шкив 3, через прямую ременную передачу передает вращение на первый промежуточный шкив 8 жестко связанный с ним второй промежуточный шкив 9. Последний через перекрестную передачу передает вращение на ведомый шкив 4, жестко связанный с маховиком 5, который начинает вращаться в сторону, противоположную направлению вращения самовращающегося ротора 2. Причем передаточное отношение выбирается так, чтобы момент количества движения ротора 2 и маховика 5 относительно их общей оси вращения равнялся нулю.The blade is oriented to the wind when the wind direction is perpendicular to the axis of rotation of the
Аналогично вышеописанному, работает и лопасть по фиг.2. Единственное отличие в том, что крутящий момент от ротора 2 к маховику 5 осуществляется шестеренчатой передачей, состоящей из ведущей шестерни 10, жестко скрепленной с самовращающимся ротором 2, паразитной шестерни 10, промежуточных шестерен 12 и 13 и ведомой шестерни 15, жестко скрепленной с маховиком.Similarly to the above, the blade of FIG. 2 also works. The only difference is that the torque from the
Роторная лопасть по фиг.3 работает следующим образом.The rotor blade of figure 3 works as follows.
Лопасть ориентируется на ветер, когда направление ветра перпендикулярно оси вращения ротора 1. В исходном положении самовращающийся ротор 2 и маховик 5 разобщены между собой за счет фрикционной центробежной муфты 16. Раскрученный ветром ротор при достижении расчетной скорости включает фрикционную центробежную муфту 16 и через ведущую шестерню 10, паразитную шестерню 11, промежуточные шестерни первую 12 и вторую 13, а также ведомую шестерню 15 приводит в движение маховик 5. Маховик 5 начинает вращаться вокруг оси ротора 1 в противоположную по сравнению с ротором 2 сторону, с угловой скоростью, определяемой передаточным коэффициентом, при которой суммарный момент количества всех вращающихся вокруг оси роторов 1 деталей будет равен нулю.The blade is oriented to the wind when the wind direction is perpendicular to the axis of rotation of the
Роторная лопасть по фиг.4 работает следующим образом.The rotor blade of FIG. 4 operates as follows.
Падающий на ротор 2 поток воздуха раскручивает самовращающийся ротор Савониуса и жестко связанный с ним электрогенератор 18, который начинает вырабатывать электроэнергию, передаваемую по проводникам электродвигателю 19, ротор которого сцеплен с маховиком 5. Скорость и направление вращения электродвигателя и маховика регулируется электронным блоком, расположенным между электрогенератором 18 и электродвигателем 19, таким образом, чтобы суммарный момент количества движения всех вращающихся вокруг оси, совпадающей с осью ротора 1, тел (самовращающегося ротора Савониуса 2, маховика 5, а также роторов, входящих в конструкцию электрогенератора 18 и электродвигателя 19) равнялся нулю, проводники и электронный блок управления на фиг.4, для простоты, не показаны.The air flow incident on the
Роторная лопасть по фиг.5 работает следующим образом.The rotor blade of FIG. 5 operates as follows.
Лопасть, входящая в состав ветроколеса, параллельного плоскости земли, и поток воздуха направлен вертикально вверх. Поток воздуха раскручивает ротор 2 вокруг оси роторов 1. Крутящий момент от раскрученного ротора 2, через жестко связанную с ним ведущую шестерню 10, передается через промежуточные шестерни 12 и 13, жестко связанные между собой и свободно вращающиеся вокруг оси промежуточных шестерен 14 на ведомую шестерню 15, жестко скрепленную с маховиком 5, в свою очередь жестко соединенным с осью роторов 1, свободно вращающуюся в подшипниках подошвы 6 и рамы жесткости 17, таким образом, маховик 5 начинает вращаться в ту же сторону, что и ротор 2, но с другой, угловой скоростью, зависящей от передаточного коэффициента передаточного механизма, определяемого из условия оптимальных требований к скорости прецессии ветроколеса.The blade, which is part of the wind wheel, parallel to the plane of the earth, and the air flow is directed vertically upward. The air flow spins the
При вращении роторов и маховиков в разных направлениях лопасти применяются в ветродвигателях с горизонтальным расположением рабочего вала и вертикальным расположением плоскости рабочего колеса, с роторами, имеющими две степени свободы.When the rotors and flywheels rotate in different directions, the blades are used in wind turbines with a horizontal arrangement of the impeller and a vertical arrangement of the plane of the impeller, with rotors having two degrees of freedom.
При вращении роторов и маховиков в одном направлении, но с разными скоростями, лопасти применяются в прецессирующих ветродвигателях с вертикальным расположением рабочего вала и горизонтальным расположением плоскости вращения рабочего колеса.When the rotors and flywheels rotate in the same direction, but with different speeds, the blades are used in precessing wind turbines with a vertical arrangement of the impeller and a horizontal arrangement of the plane of rotation of the impeller.
Переход от одного направления вращения маховиков по отношению к роторам к противоположному осуществляется изменением в конструкции той или иной передачи, например в роторной лопасти просто заменяется ремень перекрестной передачи на ремень прямой передачи.The transition from one direction of rotation of the flywheels with respect to the rotors to the opposite is carried out by a change in the design of a particular gear, for example, in a rotor blade, the cross gear belt is simply replaced by a direct gear belt.
Заявляемый технический результат достигается, с одной стороны, за счет уменьшения вибрации роторов и, с другой стороны, создания оптимальных условий для работы прецессирующих ветродвигателей.The claimed technical result is achieved, on the one hand, by reducing the vibration of the rotors and, on the other hand, creating optimal conditions for the operation of precessing wind turbines.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010128132/06A RU2449168C2 (en) | 2010-07-08 | 2010-07-08 | Rotor blade of wind-powered engine with variable angular momentum |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010128132/06A RU2449168C2 (en) | 2010-07-08 | 2010-07-08 | Rotor blade of wind-powered engine with variable angular momentum |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010128132A RU2010128132A (en) | 2012-01-20 |
RU2449168C2 true RU2449168C2 (en) | 2012-04-27 |
Family
ID=45785110
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010128132/06A RU2449168C2 (en) | 2010-07-08 | 2010-07-08 | Rotor blade of wind-powered engine with variable angular momentum |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2449168C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4366386A (en) * | 1981-05-11 | 1982-12-28 | Hanson Thomas F | Magnus air turbine system |
RU2189494C2 (en) * | 1993-07-23 | 2002-09-20 | Военно-морская академия им. адмирала флота Советского Союза Н.Г.Кузнецова | Magnus-rotor windmill-electric generating plant |
DE102004046652A1 (en) * | 2004-09-25 | 2006-03-30 | Dessauer, Guido, Prof. Dr. | Wind energy system with Magnus Effect rotor and with linear thrust converted into rotary drive for generator |
RU2338922C2 (en) * | 2006-12-26 | 2008-11-20 | Борис Никанорович Кондрашов | Precession windmill with horizontal shaft |
RU2351794C1 (en) * | 2007-08-20 | 2009-04-10 | Борис Никанорович Кондрашов | Precessing vertical shaft windmill |
-
2010
- 2010-07-08 RU RU2010128132/06A patent/RU2449168C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4366386A (en) * | 1981-05-11 | 1982-12-28 | Hanson Thomas F | Magnus air turbine system |
RU2189494C2 (en) * | 1993-07-23 | 2002-09-20 | Военно-морская академия им. адмирала флота Советского Союза Н.Г.Кузнецова | Magnus-rotor windmill-electric generating plant |
DE102004046652A1 (en) * | 2004-09-25 | 2006-03-30 | Dessauer, Guido, Prof. Dr. | Wind energy system with Magnus Effect rotor and with linear thrust converted into rotary drive for generator |
RU2338922C2 (en) * | 2006-12-26 | 2008-11-20 | Борис Никанорович Кондрашов | Precession windmill with horizontal shaft |
RU2351794C1 (en) * | 2007-08-20 | 2009-04-10 | Борис Никанорович Кондрашов | Precessing vertical shaft windmill |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010128132A (en) | 2012-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2031273B1 (en) | Integrated medium-speed geared drive train | |
DK178420B1 (en) | Compact drive with gearshift | |
CN1161728A (en) | Multi-unit rotor blade system integrated wind turbine | |
ES2906450T3 (en) | Wind turbine with compact single-stage power train | |
RU2011128869A (en) | THE SYSTEM OF ROTATING IN AN OPPOSITE DIRECTIONS OF AIR SCREWS DRIVEN BY MOTION BY USING THE EPICYCLOIDAL MECHANISM, PROVIDING AN EQUATIBLE DISTRIBUTION OF THE TURNOIN TURBINS OF THE TURNOUS TURNOUS TURNOIN | |
US20160186584A1 (en) | Turbomachine impellor rotor with device for feathering the blades of the impellor | |
RU2449168C2 (en) | Rotor blade of wind-powered engine with variable angular momentum | |
JP2002339852A (en) | Wind power generation device | |
RU2351798C1 (en) | Wind-driver power plant | |
RU2351794C1 (en) | Precessing vertical shaft windmill | |
RU104252U1 (en) | WIND POWER PLANT | |
RU101740U1 (en) | ROTARY WIND WHEEL WITH COMBINED BLADES FOR A WIND ENGINE | |
CN103967693B (en) | Wave-activated power generation actuating device based on variation rigidity harmonic gear and control method thereof | |
CN102996351A (en) | Vertical-shaft wind turbine | |
RU2368797C2 (en) | Hydropower plant | |
JPH05231297A (en) | Wind power generating device | |
RU2543905C2 (en) | Wind-driven power plant | |
GB2476529A (en) | Vertical axis feathering vane wind turbine with fantail | |
RU2338922C2 (en) | Precession windmill with horizontal shaft | |
RU2420670C1 (en) | Counter-rotary wind-driven power plant (versions) | |
RU2721928C1 (en) | Wind-driven plant | |
RU2664639C2 (en) | Method for converting the kinetic energy of a air flow to a rotary movement of a blade | |
RU2118702C1 (en) | Windmill | |
RU2526127C2 (en) | Windmill with magnus effect (versions) | |
RU2430281C2 (en) | Transmission device of mechanical energy to impeller of electromechanical plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160709 |