RU2474725C2 - Роторный ветродвигатель с ветронаправляющим экраном - Google Patents
Роторный ветродвигатель с ветронаправляющим экраном Download PDFInfo
- Publication number
- RU2474725C2 RU2474725C2 RU2011113870/06A RU2011113870A RU2474725C2 RU 2474725 C2 RU2474725 C2 RU 2474725C2 RU 2011113870/06 A RU2011113870/06 A RU 2011113870/06A RU 2011113870 A RU2011113870 A RU 2011113870A RU 2474725 C2 RU2474725 C2 RU 2474725C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind
- blades
- screen
- wind turbine
- powered engine
- 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
- Y02E10/728—Onshore wind turbines
-
- 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
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для получения механической или электрической энергии. Роторный ветродвигатель содержит вращающуюся ветротурбину, расположенную внутри ветронаправляющего экрана, состоящего из отдельных лопаток, поворачивающихся на своих осях и ориентированных на лопасти ветротурбины. Лопатки снабжены рычагами, концы которых объединены общей гибкой тягой. Ветродвигатель снабжен управляющей поворотной платформой, содержащей совмещенные в одном узле и закрепленные на оси платформы с возможностью поворота в вертикальной плоскости флюгер и стабилизатор с наклонной плоскостью, причем стабилизатор через упорный подшипник соединен дополнительной тягой с общей тягой рычагов лопаток экрана. Изобретение обеспечивает увеличение коэффициента использования энергии ветра и КПД ветродвигателя, позволяя максимально использовать энергию низкопотенциального ветра, а также ветра с непостоянными характеристиками и направлением. 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к роторным установкам, использующим кинетическую энергию ветра для получения механической или электрической энергии.
Известны подобные роторные конструкции, содержащие ветронаправляющие аппараты с флюгером и экранирующими обечайками [1, 2, 3, 4], либо с конфузорно-диффузорным каналом [5, 6].
В данных установках используется только часть кинетической энергии ветра, определяемой его скоростью и площадью ометания поверхности ветронаправляющих аппаратов. Конструкции последних и конструкции роторов (ветротурбин) внутри ветронаправляющих аппаратов кинематически объединены и не позволяют увеличивать площадь ветрозахвата (площадь ометания) без переделки всего сооружения.
Кроме того, такого рода установки достаточно громоздки, обладают большой инерцией, а их ветронаправляющие аппараты (экраны) не реагируют на частые изменения направления ветра, что снижает общий коэффициент использования энергии ветра.
Наиболее близким по технической сути (прототипом) является «Ветродвигатель» [7], содержащий вращающуюся роторную турбину, расположенную внутри системы ветронаправляющих экранов, каждый из которых имеет возможность свободно поворачиваться вокруг своей оси в пределах сектора, образованного подвижными и неподвижными стопорами.
В данном устройстве ветрозахват осуществляется с наружной поверхности, определяемой габаритами ветронаправляющего экрана, и поток направляется на лопасти ветротурбины под заданным стопорами углом.
Недостатками прототипа являются:
1. Конструкции ветротурбины и ветронаправляющего экрана взаимозависимы и не позволяют увеличить площадь ометания без переделки всей конструкции, поскольку крайние положения каждой лопатки экрана в пространстве определяют размер лопасти турбины.
2. Сложно выполнить в конструкции задачу автоматического перемещения подвижных стопоров к неподвижным стопорам и обратно при частых изменениях скорости ветра для точного регулирования числа оборотов ветротурбины.
3. Лопатки экрана свободно вращаются на своих осях, поэтому при частых изменениях направления ветра лопатки экрана, ударяясь поочередно о стопоры, будут, кроме того, создавать шумовые помехи.
Задачей изобретения является повышение коэффициента использования энергии ветра.
Поставленная задача достигается тем, что в роторный ветродвигатель с ветронаправляющим экраном, содержащий вращающуюся ветротурбину, расположенную внутри экрана, состоящего из отдельных лопаток, поворачивающихся на своих осях и ориентированных на лопасти ветротурбины, причем лопатки снабжены рычагами, концы которых объединены общей гибкой тягой, введена управляющая поворотная платформа, содержащая совмещенные в одном узле и закрепленные на оси платформы с возможностью поворота в вертикальной плоскости флюгер и стабилизатор с наклонной плоскостью, а стабилизатор через упорный подшипник соединен дополнительной тягой с общей тягой рычагов лопаток экрана.
Угол поворота лопаток ветронаправляющего экрана зависит от угла наклона стабилизатора с наклонной плоскостью, а угол наклона последнего зависит от силы ветра. Изменение направления ветра одновременно отслеживается флюгером ветродвигателя. Использование энергии низкопотенциальных слабых ветров может обеспечиваться увеличением длины лопаток экрана, т.е. его диаметра, что увеличивает площадь ометания поверхности.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый ветродвигатель отличается наличием управляющей поворотной от действия ветра платформой, оснащенной флюгером и стабилизатором с наклонной плоскостью. Это позволяет:
- увеличивать площадь ометания поверхности экрана, что, в свою очередь, увеличит поток ветра на размещенную внутри экрана ветротурбину;
- регулировать силу ветра с помощью стабилизатора и, соответственно, число оборотов ветротурбины;
- одновременно отслеживать направление потока флюгером и ослабление (усиление) потока стабилизатором с наклонной плоскостью.
На фигуре представлен роторный ветродвигатель с ветронаправляющим экраном и управляющей поворотной платформой. Ось ветродвигателя располагается перпендикулярно направлению ветра в вертикальном или горизонтальном положении.
Ветродвигатель содержит ветротурбину 1, лопатки 2 экрана, размещенные на своих осях 3 и имеющие рычаги 4, концы которых объединены общей гибкой тягой 5, соединенной, в свою очередь, с дополнительной тягой 6 управляющей поворотной платформы. Последняя содержит основание 7, размещенное на подшипниках 8, кронштейн 9, к которому на оси 10 закреплены стабилизатор с наклонной плоскостью 11 и флюгер 12, причем один конец стабилизатора соединен с дополнительной тягой через упорный подшипник 13, а другой его конец соединен с основанием платформы через амортизатор 14. Возвратная пружина 15 служит для фиксации исходного положения устройства.
Роторный ветродвигатель работает следующим образом.
При наличии рабочей скорости v ветра, последний проходит через окна, образованные открытыми лопатками 2 экрана, с одной стороны на ветротурбину 1 и, отработав на ней, выходит рассеянным потоком на противоположную сторону экрана. При усилении ветра возрастает его давление на наклонную плоскость стабилизатора 11, рычаг которого поворачивается на оси 10 и через упорный подшипник 13, дополнительную тягу 6 воздействует на общую для рычагов 4 гибкую тягу 5, растянув при этом пружину 15. Перемещаясь, тяга 5 одновременно поворачивает на определенный угол все лопатки 2, размещенные на своих осях 3, при этом изменяется направление потока, его энергетическая составляющая и скорость вращения ветротурбины 1.
При дальнейшем увеличении силы ветра, вплоть до буревого, произойдет еще больший поворот стабилизатора с наклонной плоскостью 11 до момента, когда лопатки 2 экрана полностью закроют образованные ими окна для прохождения ветра на ветротурбину 1, которая при этом останавливается, а экран превращается в замкнутый многоугольник.
При ослаблении ветра поворот в вертикальной плоскости стабилизатора уменьшается и ветротурбина вернется в одно из своих рабочих состояний. Для исключения ударов при резких порывах ветра используется амортизатор 14, подключенный между основанием 7 и стабилизатором 11.
Если направление ветра изменяется, то флюгер 12 и стабилизатор с наклонной плоскостью 11 посредством кронштейна 9 поворачивают основание 7 вокруг своей оси на подшипниках 8 на действующее направление ветра. Чтобы не происходило закручивания гибкой дополнительной тяги 6, проходящей по оси основания 7, задействован упорный подшипник 13.
Частые изменения направления - порывы ветра - происходят при ослаблении ветра, с одной стороны, и нарастании ветра - с другой. Для этого случая наиболее целесообразна конструкция совмещенной работы стабилизатора с наклонной плоскостью и флюгера, предлагаемая настоящим техническим решением, что увеличивает коэффициент использования энергии ветра.
Предлагаемое техническое решение позволяет также использовать ветротурбины небольших габаритов, что уменьшит их стоимость, а площадь ометания и, следовательно, большую энергию получать за счет неподвижного экрана с увеличенным диаметром (длиной направляющих лопаток).
Для получения очень большой поверхности ометания для концентрации слабых ветровых потоков и выработки необходимой мощности, оси 3 лопаток 2 экрана могут быть выполнены в виде укрепленных на поверхности земли столбов, а лопатки - в виде парусов соответствующей площади.
Данная конструкция позволяет максимально использовать энергию низкопотенциального ветра, а также ветра с непостоянными характеристиками и направлением.
Источники информации
1. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1467248, МПК F03D 3/04, «Роторный ветродвигатель» (аналог).
2. Патент США №4134707, кл. 415-4, опубл. 1979 г.
3. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №985402, МПК F03D 3/06, «Ветродвигатель» (аналог).
4. Патент Франции №2286954, МПК F03D 3/00, опубл. 1976 г.
5. Описание изобретения к патенту РФ №2231682, МПК F03D 3/02, «Ветродвигатель» (аналог).
6. Патент Германии №3715008А1, опубл. 01.12.88 г.(аналог).
7. Описание изобретения к патенту РФ №2074980, МПК F03D 3/04, «Ветродвигатель» (прототип).
Claims (1)
- Роторный ветродвигатель с ветронаправляющим экраном, содержащий вращающуюся ветротурбину, расположенную внутри экрана, состоящего из отдельных лопаток, поворачивающихся на своих осях и ориентированных на лопасти ветротурбины, отличающийся тем, что лопатки снабжены рычагами, концы которых объединены общей гибкой тягой, введена управляющая поворотная платформа, содержащая совмещенные в одном узле и закрепленные на оси платформы с возможностью поворота в вертикальной плоскости флюгер и стабилизатор с наклонной плоскостью, причем стабилизатор через упорный подшипник соединен дополнительной тягой с общей тягой рычагов лопаток экрана.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011113870/06A RU2474725C2 (ru) | 2011-04-08 | 2011-04-08 | Роторный ветродвигатель с ветронаправляющим экраном |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011113870/06A RU2474725C2 (ru) | 2011-04-08 | 2011-04-08 | Роторный ветродвигатель с ветронаправляющим экраном |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011113870A RU2011113870A (ru) | 2012-10-20 |
RU2474725C2 true RU2474725C2 (ru) | 2013-02-10 |
Family
ID=47144880
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011113870/06A RU2474725C2 (ru) | 2011-04-08 | 2011-04-08 | Роторный ветродвигатель с ветронаправляющим экраном |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2474725C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550993C2 (ru) * | 2013-08-08 | 2015-05-20 | Евгений Владимирович Житний | Ветродвигатель |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU5016A1 (ru) * | 1926-10-22 | 1928-03-31 | В.Р. Булакин | Горизонтальный ветр ной двигатель |
SU1721285A1 (ru) * | 1989-06-20 | 1992-03-23 | В.А.Захаров и А.В.Захаров | Ветродвигатель |
RU2074980C1 (ru) * | 1994-02-08 | 1997-03-10 | Борис Петрович Хозяинов | Ветродвигатель |
UA1065U (ru) * | 2001-01-30 | 2001-10-15 | Віктор Васильович Горенюк | Вертикально-осевой ветродвигатель с регулируемым концентратором |
RU2310091C1 (ru) * | 2006-03-09 | 2007-11-10 | Александр Петрович Жарковский | Ветрогенератор флюгерный |
US20100254799A1 (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-07 | Clynton Caines | Wind energy device |
-
2011
- 2011-04-08 RU RU2011113870/06A patent/RU2474725C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU5016A1 (ru) * | 1926-10-22 | 1928-03-31 | В.Р. Булакин | Горизонтальный ветр ной двигатель |
SU1721285A1 (ru) * | 1989-06-20 | 1992-03-23 | В.А.Захаров и А.В.Захаров | Ветродвигатель |
RU2074980C1 (ru) * | 1994-02-08 | 1997-03-10 | Борис Петрович Хозяинов | Ветродвигатель |
UA1065U (ru) * | 2001-01-30 | 2001-10-15 | Віктор Васильович Горенюк | Вертикально-осевой ветродвигатель с регулируемым концентратором |
RU2310091C1 (ru) * | 2006-03-09 | 2007-11-10 | Александр Петрович Жарковский | Ветрогенератор флюгерный |
US20100254799A1 (en) * | 2009-04-01 | 2010-10-07 | Clynton Caines | Wind energy device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550993C2 (ru) * | 2013-08-08 | 2015-05-20 | Евгений Владимирович Житний | Ветродвигатель |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011113870A (ru) | 2012-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7726934B2 (en) | Vertical axis wind turbine | |
JP5963146B2 (ja) | 風切羽開閉翼システムを用いた垂直軸式水風車原動機 | |
US20080075594A1 (en) | Self-regulating windmill with horizontally oriented blades | |
US8128363B2 (en) | Wind flap brake assembly for wind turbine | |
KR20130129179A (ko) | 수직 축 풍력 터빈 | |
WO2016085858A1 (en) | High-efficiency wind generator | |
JP2017096239A (ja) | 縦型風車 | |
JP2016014393A (ja) | タービン装置のための羽根デバイス | |
RU2474725C2 (ru) | Роторный ветродвигатель с ветронаправляющим экраном | |
RU2290533C1 (ru) | Ветродвигатель | |
CA2662404A1 (en) | Wind power plant with outer torus-shaped blades | |
KR20120083586A (ko) | 자동 피치 조절 가능한 수직축 방식 풍력발전기용 블레이드 | |
TWI616590B (zh) | Wind blade device | |
JP2006125378A (ja) | 垂直軸型翼列翼車装置 | |
JP2006125378A5 (ru) | ||
KR101259712B1 (ko) | 수평축 풍력 발전기용 풍력 날개 | |
JP2021528600A (ja) | ロータアセンブリおよびロータアセンブリを含む風車 | |
RU2267647C1 (ru) | Ветродвигатель с лопастями "банан", способ регулирования частоты вращения ветротурбины | |
KR101173463B1 (ko) | 풍력발전 시스템용 풍차장치 | |
JP2015166562A (ja) | 強風による過回転を防止できる垂直軸抗力型風車及び風力発電装置 | |
RU94289U1 (ru) | Ветродвигатель | |
CN205779478U (zh) | 基于仿生学的风力发电装置 | |
RU93472U1 (ru) | Ветродвигатель | |
CN201031768Y (zh) | 仿生式风力机 | |
KR20090042876A (ko) | 수직 능동형 풍력기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130409 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20141110 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160409 |