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 PDF

Info

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
Application number
RU2011106967/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011106967A (en
Inventor
Владимир Петрович Локтионов
Original Assignee
Владимир Петрович Локтионов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Петрович Локтионов filed Critical Владимир Петрович Локтионов
Priority to RU2011106967/06A priority Critical patent/RU2477811C2/en
Publication of RU2011106967A publication Critical patent/RU2011106967A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2477811C2 publication Critical patent/RU2477811C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: rotor-blade impeller of an electric generating device based on Magnus effect comprises a shaft, at least one rotor, blades and a ring of rotor rotation. The ring of rotor rotation is fixed on the body, is kinematically connected with the rotor to ensure rotor rotation around its own axis by means of rotor swinging on the ring edge. Blades are installed on the common shaft with the rotor and are a drive of this shaft.
EFFECT: simplified design of a unit, its higher capacity, reduced prime cost of its manufacturing, increased reliability and production of cheap power.
6 dwg

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 F03D 1/02, publ. June 27, 2008).

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)

Роторно-лопастное рабочее колесо электрогенерирующего агрегата на основе эффекта Магнуса, содержащее вал, по меньшей мере, один ротор, лопасти и кольцо вращения ротора, отличающееся тем, что кольцо вращения ротора закреплено на корпусе, кинематически связано с ротором для обеспечения вращения ротора вокруг его собственной оси посредством качения ротора по кромке кольца, а лопасти установлены на общем валу с ротором и являются приводом этого вала. A rotor-blade impeller of a Magnus effect-based generating set containing a shaft, at least one rotor, blades and a rotor rotation ring, characterized in that the rotor rotation ring is mounted on the housing, kinematically connected to the rotor to provide rotor rotation around its own axis by rolling the rotor along the edge of the ring, and the blades are mounted on a common shaft with the rotor and are the drive of this shaft.
RU2011106967/06A 2011-02-24 2011-02-24 Rotor-blade impeller of electric generating device based on magnus effect RU2477811C2 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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