RU2477811C2 - Rotor-blade impeller of electric generating device based on magnus effect - Google Patents
Rotor-blade impeller of electric generating device based on magnus effect Download PDFInfo
- Publication number
- RU2477811C2 RU2477811C2 RU2011106967/06A RU2011106967A RU2477811C2 RU 2477811 C2 RU2477811 C2 RU 2477811C2 RU 2011106967/06 A RU2011106967/06 A RU 2011106967/06A RU 2011106967 A RU2011106967 A RU 2011106967A RU 2477811 C2 RU2477811 C2 RU 2477811C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- rotors
- blades
- shaft
- ring
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для преобразования энергии движущейся среды (вода, воздух, пар) в электрическую.The invention relates to the electric power industry and can be used to convert the energy of a moving medium (water, air, steam) into electrical energy.
Уровень техникиState of the art
Известна энергоустановка с активным методом обработки ветра, характеризующаяся использованием ветроколеса с горизонтальным валом, радиальными лопастями в виде роторов, обтекатель - корпус из вращающейся и неподвижной частей, приводы для вращения роторов, электродвигатель привода роторов и электрогенератор, причем электродвигатель привода роторов дополнительно содержит или выполнен со встроенным планетарным редукторомA known power plant with an active method of processing the wind, characterized by the use of a wind wheel with a horizontal shaft, radial blades in the form of rotors, a cowl is a body of rotating and fixed parts, drives for rotating rotors, a rotor drive electric motor and an electric generator, and the rotor drive electric motor further comprises or is made with integrated planetary gear
(см. патент RU 2327898, МПК F03D 1/02, опубл. 27.06.2008 г.).(see patent RU 2327898, IPC
Недостатком является то, что роторы приводятся в движение при помощи электродвигателей, в связи с чем эту энергоустановку невозможно запустить без подведения электроэнергии от постороннего источника электроснабжения, а затем для обеспечения работы этой энергоустановки будет отбираться часть произведенной ею электроэнергии, а также достаточно сложные приводы для вращения роторов, что удорожает изготовление электроустановки.The disadvantage is that the rotors are driven by electric motors, and therefore this power plant cannot be started without supplying electricity from an external source of power supply, and then part of the electricity produced by it, as well as sufficiently complex drives for rotation, will be selected to ensure the operation of this power plant rotors, which increases the cost of electrical installation.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятая автором за прототип является ветроустановка с роторами Магнуса, характеризующаяся ветроколесом с горизонтальным валом, радиальные лопасти в виде цилиндров, приводы для вращения цилиндров, которые выполнены в виде роторов типа Савониуса, установлены на осях вращения цилиндров и жестко связаны с ними (см. патент RU 2189494, МПК7 F03D 1/00, опубл. 20.09.2002 г.).The closest in technical essence and the achieved positive effect and adopted by the author for the prototype is a wind turbine with Magnus rotors, characterized by a wind wheel with a horizontal shaft, radial blades in the form of cylinders, drives for rotating cylinders, which are made in the form of Savonius rotors, are installed on the axes of rotation of the cylinders and rigidly associated with them (see patent RU 2189494, IPC 7 F03D 1/00, publ. 09/20/2002).
Недостатком является то, что встроенные в цилиндры и выполняющие роль приводов роторы Савониуса, являющиеся лопастями, состоящими из полуцилиндров, хотя и заставят цилиндры вращаться, но так как эффект Магнуса наиболее полно воздействует на фигуры вращения с замкнутыми поверхностями (цилиндр, шар), а ротор Савониуса таковым не является, то это уменьшит площадь поверхности цилиндра, на которую воздействует эффект Магнуса с наибольшим результатом.The disadvantage is that Savonius rotors, which are built in cylinders and act as actuators, are half-cylinder blades, although they will make the cylinders rotate, but since the Magnus effect most fully affects rotation figures with closed surfaces (cylinder, ball), and the rotor Savonius is not such, then it will reduce the surface area of the cylinder, which is affected by the Magnus effect with the greatest result.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
В заявляемом изобретении задачей является приведение роторов во вращательное движение вокруг их собственной оси для использования эффекта Магнуса за счет энергии набегающего на эти роторы потока с целью исключения использования электродвигателей для вращения роторов.In the claimed invention, the task is to bring the rotors into rotational motion around their own axis to use the Magnus effect due to the energy of the flow incident on these rotors in order to exclude the use of electric motors to rotate the rotors.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения сводится к упрощению всей конструкции агрегата, увеличению его мощности, снижению себестоимости его изготовления, увеличению надежности и получению более дешевой электроэнергии.The technical result that can be obtained using the present invention is to simplify the entire design of the unit, increase its power, reduce the cost of its manufacture, increase reliability and obtain cheaper electricity.
Технический результат достигается с помощью роторно-лопастного рабочего колеса электрогенерирующего агрегата на основе эффекта Магнуса, содержащего вал, роторы и лопасти, при этом оно дополнительно снабжено кольцом вращения роторов, закрепленным на корпусе, кинематически связанным с роторами и обеспечивающим вращение роторов вокруг их собственной оси, а лопасти закреплены на общем валу и являются приводом вала.The technical result is achieved by using a rotor-blade impeller of a power generating unit based on the Magnus effect, containing a shaft, rotors and blades, while it is additionally equipped with a rotor rotation ring mounted on a housing kinematically connected with the rotors and providing rotation of the rotors around their own axis, and the blades are mounted on a common shaft and are the drive of the shaft.
Таким образом под воздействием потока лопасти, расположенные на одном валу с роторами, начинают вращать вал и приводят во вращательное движение вокруг оси общего с лопастями вала роторов.Thus, under the influence of the flow, the blades located on the same shaft with the rotors begin to rotate the shaft and rotate around the axis of the rotors common with the blades of the shaft.
Кольцо вращения роторов кинематически связано с роторами и в момент вращения роторов вокруг общего с лопастями вала обеспечивает вращение роторов вокруг их собственной оси посредством качения роторов по кромке кольца.The rotor rotation ring is kinematically connected with the rotors and at the moment of rotation of the rotors around a shaft common with the blades provides rotation of the rotors around their own axis by rolling the rotors along the edge of the ring.
Сцепление ротора и кольца вращения роторов, обеспечивающее качение роторов по кромке кольца, может быть зубчатым, фрикционным или другим известным способом, в зависимости от проектной мощности устройства и среды его применения.The clutch of the rotor and the rotation ring of the rotors, ensuring the rotation of the rotors along the edge of the ring, can be gear, friction or other known method, depending on the design capacity of the device and its application environment.
Параметры и форма элементов устройства определяется также в зависимости от проектной мощности устройства и среды его применения.The parameters and the shape of the elements of the device is also determined depending on the design capacity of the device and its application environment.
Материалы, из которых изготавливаются элементы устройства, применяются те же, что и для аналогичных устройств.The materials from which the elements of the device are made are used the same as for similar devices.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На фиг.1. показано роторно-лопастное рабочее колесо электрогенерирующего агрегата на основе эффекта Магнуса - вид спереди.In figure 1. Shown is the rotor-blade impeller of an electric generating unit based on the Magnus effect - front view.
На фиг.2 - то же, вид сбоку, роторы и лопасти на раздельных ступицах.Figure 2 is the same side view, rotors and blades on separate hubs.
На фиг.3 - то же, вид сбоку, роторы и лопасти на общей ступице.Figure 3 is the same side view, rotors and blades on a common hub.
На фиг.4 - то же, расположенное в водоводе.Figure 4 is the same located in the conduit.
На фиг.5 - то же, направление движения ротора.Figure 5 is the same, the direction of motion of the rotor.
На фиг.6 - то же, принцип работы.In Fig.6 - the same principle of operation.
Описание изобретенияDescription of the invention
Роторно-лопастное рабочее колесо электрогенерирующего агрегата на основе эффекта Магнуса фиг.1, 2 и 3 имеет четыре основных элемента: роторы - 1, лопасти - 2, кольцо - 3 вращения роторов и общий вал - 4.The rotor-blade impeller of an electric generating unit based on the Magnus effect of FIGS. 1, 2 and 3 has four main elements: rotors - 1, blades - 2, ring - 3 rotor rotations and a common shaft - 4.
Роторы - 1 и лопасти - 2 закреплены в ступицах - 5 и объединены общим валом -4, который установлен на корпусе - 6 и кинематически связан с электрогенератором (на фиг. соединение вала с электрогенератором не показано).The rotors - 1 and blades - 2 are fixed in the hubs - 5 and combined by a common shaft -4, which is mounted on the housing - 6 and kinematically connected with the electric generator (in Fig. The connection of the shaft with the electric generator is not shown).
Кольцо -3 вращения роторов - 1 устанавливается симметрично оси вала - 4. Оно может быть закреплено любым из известных способов или на корпусе - 6 или на корпусе водовода - 7.The ring -3 of rotation of the rotors - 1 is installed symmetrically to the axis of the shaft - 4. It can be fixed by any of the known methods either on the casing - 6 or on the casing - 7.
На фиг.2 роторы - 1 и лопасти - 2 расположены на раздельных ступицах - 5.In figure 2, the rotors - 1 and the blades - 2 are located on separate hubs - 5.
На фиг.3 роторы -1 и лопасти - 2 расположены на общей ступице - 5.In figure 3, the rotors -1 and the blades - 2 are located on a common hub - 5.
На фиг.4 показано роторно-лопастное рабочее колесо;электрогенерирующего агрегата на основе эффекта Магнуса, дополнительно оснащенное лопатками - 8 направляющего аппарата (на фиг.не показан) и установленное в водоводе - 7.Figure 4 shows the rotor-blade impeller; an electric generating unit based on the Magnus effect, additionally equipped with blades - 8 guide apparatus (not shown in Fig.) And installed in the water conduit - 7.
Лопатки - 8 установлены между роторами - 1 и лопастями - 2. Такая схема установки лопаток - 8 может быть востребована для корректировки ими направления движения потока на лопасти - 2 в гидроэнергетике.The blades - 8 are installed between the rotors - 1 and the blades - 2. Such a scheme for installing the blades - 8 can be demanded to adjust their flow direction to the blades - 2 in hydropower.
Принцип работыPrinciple of operation
Принцип работы роторно-лопастного колеса электрогенерирующего агрегата на основе эффекта Магнуса заключается в следующем.The principle of operation of the rotor-blade wheel of an electric generating unit based on the Magnus effect is as follows.
На фиг.5, Б - направление вращения ротора - 1 вокруг вала - 4.Figure 5, B is the direction of rotation of the rotor - 1 around the shaft - 4.
На фиг.6 при давлении потока - А на лопасти - 2, они начинают вращать общий вал - 4 и установленные на общем с лопастями - 2 валу - 4 роторы - 1. Роторы - 1 и лопасти - 2 вращаются в плоскости, перпендикулярной оси вала - 4 и расположенной фронтально направлению движения потока - А.In Fig.6, when the flow pressure is A on the blades - 2, they begin to rotate the common shaft - 4 and installed on the common with the blades - 2 shaft - 4 rotors - 1. Rotors - 1 and blades - 2 rotate in a plane perpendicular to the axis of the shaft - 4 and located frontally to the direction of flow - A.
При движении роторов - 1 вокруг оси вала - 4 кольцо -3 вращения роторов - 1, кинематически связанное с роторами, приводит роторы - 1 во вращательное движение вокруг их собственной оси - В. Посредством качения ротора - 1 по кромке кольца - 3 вращения роторов. В момент вращения роторов вокруг их собственной оси, при обтекании его потоком, в той части поверхности ротора, где направление вращения ротора вокруг своей собственной оси и направление движения потока совпадают, создается зона пониженного давления, а где направление вращения ротора и движение потока противоположны, в этой части поверхности ротора создается зона повышенного давления. При этом на роторе возникает поперечная сила, перпендикулярная направлению движения потока и направленная в сторону зоны пониженного давления - Г, в чем и заключается эффект Магнуса. Эта сила передается через вал - 4 на электрогенератор и в совокупности с мощностью, развиваемой лопастями, значительно увеличивает общую мощность устройства.When the rotors - 1 move around the axis of the shaft - 4, the ring -3 of rotation of the rotors - 1, kinematically connected with the rotors, causes the rotors - 1 to rotate around their own axis - B. By rolling the rotor - 1 along the edge of the ring - 3 rotations of the rotors. At the moment of rotation of the rotors around their own axis, when flowing around it, in that part of the rotor surface where the direction of rotation of the rotor around its own axis and the direction of flow coincide, a zone of reduced pressure is created, and where the direction of rotation of the rotor and the flow are opposite, this part of the surface of the rotor creates a zone of high pressure. In this case, a transverse force arises on the rotor, perpendicular to the direction of flow and directed towards the zone of reduced pressure - G, which is the Magnus effect. This force is transmitted through the shaft - 4 to the electric generator and, in combination with the power developed by the blades, significantly increases the overall power of the device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011106967/06A RU2477811C2 (en) | 2011-02-24 | 2011-02-24 | Rotor-blade impeller of electric generating device based on magnus effect |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011106967/06A RU2477811C2 (en) | 2011-02-24 | 2011-02-24 | Rotor-blade impeller of electric generating device based on magnus effect |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011106967A RU2011106967A (en) | 2012-08-27 |
RU2477811C2 true RU2477811C2 (en) | 2013-03-20 |
Family
ID=46937459
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011106967/06A RU2477811C2 (en) | 2011-02-24 | 2011-02-24 | Rotor-blade impeller of electric generating device based on magnus effect |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2477811C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550227C1 (en) * | 2013-10-29 | 2015-05-10 | Владимир Петрович Локтионов | Rotor device using magnus effect |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB251624A (en) * | 1925-04-30 | 1926-10-14 | Norddeutsche Wollkammerei & Ka | Improvements in or relating to current motors |
JPS5660870A (en) * | 1979-10-22 | 1981-05-26 | Kyowa Bisou Kk | Magnus windmill using effect of whirlwind |
RU2067211C1 (en) * | 1991-11-21 | 1996-09-27 | Чеслав Константин Альбинович Будревич | Wind motor and aerodynamic element |
WO2008111922A2 (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-18 | Siyar Mehmetoglu | Wind turbine mechanism strengthened by the magnus effect |
US20110001323A1 (en) * | 2009-01-26 | 2011-01-06 | Egen Llc | Rotary magnus energy harvester |
CN201730750U (en) * | 2010-05-28 | 2011-02-02 | 西安理工大学 | Magnus direct drive wind driven generator based on Venturi effect |
-
2011
- 2011-02-24 RU RU2011106967/06A patent/RU2477811C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB251624A (en) * | 1925-04-30 | 1926-10-14 | Norddeutsche Wollkammerei & Ka | Improvements in or relating to current motors |
JPS5660870A (en) * | 1979-10-22 | 1981-05-26 | Kyowa Bisou Kk | Magnus windmill using effect of whirlwind |
RU2067211C1 (en) * | 1991-11-21 | 1996-09-27 | Чеслав Константин Альбинович Будревич | Wind motor and aerodynamic element |
WO2008111922A2 (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-18 | Siyar Mehmetoglu | Wind turbine mechanism strengthened by the magnus effect |
US20110001323A1 (en) * | 2009-01-26 | 2011-01-06 | Egen Llc | Rotary magnus energy harvester |
CN201730750U (en) * | 2010-05-28 | 2011-02-02 | 西安理工大学 | Magnus direct drive wind driven generator based on Venturi effect |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2550227C1 (en) * | 2013-10-29 | 2015-05-10 | Владимир Петрович Локтионов | Rotor device using magnus effect |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011106967A (en) | 2012-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2012046969A3 (en) | Wind power generating tower | |
RU2013133726A (en) | WIND POWER ROTOR AND METHOD FOR PRODUCING ENERGY WITH ITS HELP | |
GB2471272A (en) | Vertical axis magnus effect wind turbine | |
US10018182B2 (en) | Turbine driven by wind or motor and method for generating electricity | |
JP2011122508A (en) | Power generator | |
KR101062190B1 (en) | Horizontal rotors of hydro or wind turbines | |
GB2449436A (en) | Fluid driven generator | |
RU2477811C2 (en) | Rotor-blade impeller of electric generating device based on magnus effect | |
JP2009019568A (en) | Projecting wheel type automatic wind direction tracking wind turbine | |
WO2010082011A8 (en) | River / tidal energy converter | |
RU2383775C1 (en) | Rotor-type windmill | |
KR20110114043A (en) | Ower generater | |
Babayeva et al. | Comparative analysis of modeling of a magnus effect-based wind energy system | |
KR20120034865A (en) | Structure fo windmill and method of power transmission for wind power generator | |
KR102421509B1 (en) | Bidirectional variable aberration for tidal power generation | |
KR101239277B1 (en) | Wind power generator | |
KR20110063994A (en) | Current energy power generation apparatus having simple structure | |
RU2368797C2 (en) | Hydropower plant | |
RU2382231C2 (en) | Hydro-generator driven by sea current | |
RU2527277C1 (en) | Hydroelectric plant | |
KR101505435B1 (en) | Wind power generator | |
GB2508814A (en) | Concentric turbine arrangement | |
KR101287007B1 (en) | rotator of hydraulic generator or aerogenerator | |
RU2550227C1 (en) | Rotor device using magnus effect | |
RU2370662C1 (en) | Source of energy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160225 |