RU2516051C1 - Wind-driven plant - Google Patents

Wind-driven plant Download PDF

Info

Publication number
RU2516051C1
RU2516051C1 RU2012158394/06A RU2012158394A RU2516051C1 RU 2516051 C1 RU2516051 C1 RU 2516051C1 RU 2012158394/06 A RU2012158394/06 A RU 2012158394/06A RU 2012158394 A RU2012158394 A RU 2012158394A RU 2516051 C1 RU2516051 C1 RU 2516051C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
rotor
wind
flywheel
wave
Prior art date
Application number
RU2012158394/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Николаевич Туркин
Original Assignee
Константин Николаевич Туркин
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 Константин Николаевич Туркин filed Critical Константин Николаевич Туркин
Priority to RU2012158394/06A priority Critical patent/RU2516051C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2516051C1 publication Critical patent/RU2516051C1/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
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: wind-driven plant comprises a rotor of vertical rotation installed inside the frame and equipped with blades of alternating section and thickness, bent along the vertical and horizontal line, a flywheel installed on the secondary shaft coaxially with the rotor, and an aggregate block with power take-off mechanisms installed in it. On the inner surface of the rotor blades there are wavy forms with the start of the wave from the external edge of the blade and with an elevation angle from 0°, with transition of the elevation angle in 2/3 of the blade arc up to 60°. On the rounding of the inner part of the blade along its entire length there is an element installed of sickle-shaped section with a clearance. The flywheel is additionally equipped with a system of movable sectors arranged on guides of the flywheel disc and connected by means of rope joints with a counterbalance. The counterbalance is installed concentrically on the secondary shaft with the possibility of vertical movement and is equipped with circular ledges that are in contact with forks fixed hingedly in the aggregate unit and designed to connect different aggregates of power take-off.
EFFECT: higher capacity and efficiency of a wind-driven plant with provision of automatic switching of power take-off mechanisms.
4 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к экологически чистой ветроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии или выполнения механической работы, например, для создания электростанций в труднодоступных районах.The invention relates to environmentally friendly wind energy and can be used to generate electricity or perform mechanical work, for example, to create power plants in remote areas.

Известно множество разновидностей ветродвигателей: с горизонтальной (например, карусельные, барабанные) или с вертикальной (крыльчатые, роторные) осью вращения, с плоской формой вращающихся ветроприемных частей или в виде различных криволинейных поверхностей. Все виды ветродвигателей являются преобразователями энергии ветрового потока в механическую работу, которую можно преобразовать в необходимый вид энергии. Основной частью любого из таких ветродвигателей является ветроприемное устройство, непосредственно подверженное действию воздушного или водяного потока и преобразующее кинетическую энергию этого потока в механическую работу. В роторных ветродвигателях ветроприемным устройством являются лопасти, имеющие различную форму.There are many varieties of wind turbines: with a horizontal (for example, rotary, drum) or with a vertical (winged, rotor) axis of rotation, with a flat shape of rotating wind receiving parts or in the form of various curved surfaces. All types of wind motors are converters of wind flow energy into mechanical work, which can be converted into the necessary type of energy. The main part of any of these wind turbines is a wind receiving device that is directly exposed to the action of air or water flow and converts the kinetic energy of this stream into mechanical work. In rotary wind turbines, wind turbines are blades of various shapes.

Известен роторный ветродвигатель с ротором Савониуса (Шефтер Я.И., Рождественский И.В. Изобретателю о ветродвигателях и ветроустановках. - 1967, стр.18, 19). Ветродвигатель представляет собой каркас, в котором размещена система из четырех попарно соосных полуцилиндров, установленных на горизонтальные диски. Для повышения эффективности работы ветродвигателя вся конструкция поднята на высокую мачту, на которой предусмотрена специальная площадка для обслуживающего персонала. Приводимые механизмы размещаются на земле, в створе между опорами мачты.A rotary wind turbine with a Savonius rotor is known (Schefter Y.I., Rozhdestvensky IV.Inventor on wind motors and wind turbines. - 1967, p. 18, 19). The wind turbine is a frame in which a system of four pairwise coaxial half-cylinders mounted on horizontal disks is placed. To increase the efficiency of the wind turbine, the entire structure is raised to a high mast, on which a special platform for service personnel is provided. Driven mechanisms are placed on the ground, in the alignment between the mast supports.

Недостатками такого решения является: неравномерная работа ротора при разных скоростях и направлениях ветра и как следствие большой стартовый момент при запуске ветродвигателя; необходимость учета рельефа местности - для работы ветродвигателя предпочтителен рельеф с постоянным и прямым потоком воздушных масс; низкое сопротивление конструкции к сильным порывам ветра и ураганным ветрам, которые могут привести к ее разрушению вследствие общей громоздкости конструкции; сложность технического обслуживания, связанная с необходимостью подъема на мачту.The disadvantages of this solution are: uneven operation of the rotor at different speeds and wind directions and, as a result, a large starting moment when starting a wind turbine; the need to take into account the terrain - for the operation of a wind turbine, a terrain with a constant and direct flow of air masses is preferred; low resistance of the structure to strong gusts of wind and hurricane winds, which can lead to its destruction due to the general bulkiness of the structure; the complexity of maintenance associated with the need to climb the mast.

Наиболее близким, взятым в качестве прототипа является ветроэнергетическая установка (ВЭУ) с роторным ветродвигателем, содержащим каркас, закрепленный на нем с помощью подшипников вал и рабочие лопасти, соединенные с валом с возможностью вращения с ним, при этом рабочие лопасти выполнены в виде пластин с переменной толщиной и шириной, которые в вертикальной плоскости изогнуты по спирали, а в горизонтальной - изогнуты по дуге (патент №2210000, приоритет от 20.06.2002 г. патентообладатель: Секерин Анатолий Петрович). Недостатком конструкции является низкий коэффициент использования энергии потока из-за неравномерности его движения через ротор и неодинаковой реакции разных частей лопасти на поток, что увеличивает его завихрения, паразитное лобовое сопротивление, снижающие в итоге крутящий момент. Наибольший коэффициент использования энергии ветрового потока считался до данного времени 0,4 или 46%. Этот расчет учитывает паразитное лобовое сопротивление не менее 30% и невозможность своевременного ухода отработавшего воздуха, а это не мене 25% энергии общего потока.The closest one, taken as a prototype, is a wind power installation (wind turbine) with a rotary wind turbine containing a frame, a shaft mounted on it with bearings and rotor blades connected to the shaft for rotation with it, while the rotor blades are made in the form of plates with a variable thickness and width, which are curved in a vertical plane in a spiral, and in the horizontal plane - curved in an arc (patent No. 22120,000, priority of 06/20/2002, patent holder: Anatoly Sekerin). The design drawback is the low utilization of the flow energy due to the unevenness of its movement through the rotor and the uneven reaction of different parts of the blade on the flow, which increases its swirls, parasitic drag, which ultimately reduces torque. The highest coefficient of utilization of the energy of the wind flow was considered to date 0.4 or 46%. This calculation takes into account parasitic drag of at least 30% and the impossibility of timely exhaust air exhaust, and this is not less than 25% of the total flow energy.

К недостаткам прототипа относится также и то, что при снижении или увеличении скорости ветра и, соответственно, снижении или повышении мощности, приходится вручную подсоединять соответствующие приемные механизмы отбора мощности, т.е. нет возможности автоматического подключения разных механизмов отбора мощности.The disadvantages of the prototype also include the fact that when reducing or increasing wind speed and, accordingly, reducing or increasing power, you must manually connect the appropriate receiving mechanisms for power selection, i.e. there is no possibility of automatic connection of different power take-off mechanisms.

Задача предлагаемого решения - повышение эффективности ветроэнергетической установки, увеличения мощности ее и обеспечения автоматического переключения механизмов отбора мощности.The objective of the proposed solution is to increase the efficiency of a wind power installation, increase its power and ensure automatic switching of power take-off mechanisms.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известной ветроэнергетической установке, содержащей установленный внутри каркаса ротор вертикального вращения с лопастями переменного сечения и толщины, изогнутыми по вертикали и по горизонтали, маховик, установленный на вторичном валу соосно с ротором и агрегатный блок с размещенными в нем механизмами отбора мощности, согласно заявленному решению, на внутренней поверхности лопастей ротора выполнены волнообразные образования с началом волны от наружной кромки лопасти и с углом возвышения от 0°, с переходом угла возвышения в 2/3 дуги лопасти до 60°, а на закруглении внутренней части лопасти по всей длине ее установлен с зазором к ней элемент серпообразного сечения, при этом маховик дополнительно снабжен системой подвижных секторов, расположенных на направляющих диска маховика и соединенных посредством тросовых соединений с противовесом, который установлен концентрично на вторичном валу с возможностью перемещения по вертикали и снабжен кольцевыми выступами. А также за счет того, что расстояние между гребнями волн от наружной кромки лопасти равно максимальной толщине лопасти, с пропорциональным уменьшением всех размеров волн к центру вращения ротора, а кольцевые выступы противовеса входят в контакт с вилками, закрепленными шарнирно в агрегатном блоке, попеременно подключая агрегаты различной мощности, кроме этого на стойках каркаса установлены закрылки.This goal is achieved due to the fact that in a known wind power installation containing a vertical rotation rotor inside the frame with variable section and thickness blades curved vertically and horizontally, a flywheel mounted coaxially with the rotor on the secondary shaft and an aggregate unit with it power take-off mechanisms, according to the claimed solution, on the inner surface of the rotor blades are made wave-like formations with the beginning of the wave from the outer edge of the blade and with an angle of elevation 0 °, with the transition of the elevation angle in 2/3 of the arc of the blade to 60 °, and on the rounding of the inner part of the blade along its entire length, a sickle-shaped section is installed with a gap to it, while the flywheel is additionally equipped with a system of movable sectors located on the guides flywheel disk and connected via cable connections with a counterweight, which is mounted concentrically on the secondary shaft with the possibility of movement vertically and equipped with annular protrusions. And also due to the fact that the distance between the wave crests from the outer edge of the blade is equal to the maximum thickness of the blade, with a proportional decrease in all wave sizes to the center of rotation of the rotor, and the annular protrusions of the counterweight come in contact with forks fixed pivotally in the aggregate block, alternately connecting the units different power, in addition to the flaps of the frame installed flaps.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, заключается в повышении коэффициента полезного действия и оптимизации работы ВЭУ. Технический результат достигается изменением конфигурации внутренней поверхности лопастей, а именно созданием на внутренней поверхности лопастей волнообразных образований в виде волны с началом от наружной кромки лопасти, с углом возвышения от 0° и с переходом угла возвышения в 2/3 дуги лопасти до 60°. Расстояния между гребнями волны равны максимальной толщине лопасти. Такой вид внутренней поверхности лопастей ротора позволяет, не изменяя общего объема занимаемого ВЭУ в пространстве, увеличить общую полезную рабочую площадь лопастей на 15%, что увеличивает отбор кинетической энергии ветра. Форма и направление волны от периферии к центру вращения лопасти с возвышением от 0° до 60° ускоряет подъем воздушного потока вверх с созданием в нижней части ВЭУ более разряженного пространства, в которое устремляются новые воздушные массы. После прохождения центра ротора воздушный поток, отдав основную энергию, стекает с помощью тех же волн на кромки лопастей и уносится попутным ветром, почти не образуя турбулентных образований, что уменьшает паразитное лобовое сопротивление. Поэтому данная форма лопастей эффективнее использует энергию ветра, чем другие известные конструкции.The technical result provided by the invention is to increase the efficiency and optimize the operation of wind turbines. The technical result is achieved by changing the configuration of the inner surface of the blades, namely the creation on the inner surface of the blades of wavy formations in the form of a wave with a beginning from the outer edge of the blade, with an elevation angle of 0 ° and with a transition angle of elevation in 2/3 of the arc of the blade to 60 °. The distances between the crests of the wave are equal to the maximum thickness of the blade. This type of inner surface of the rotor blades allows, without changing the total volume of the occupied wind turbines in space, to increase the total effective working area of the blades by 15%, which increases the selection of kinetic wind energy. The shape and direction of the wave from the periphery to the center of rotation of the blade with an elevation from 0 ° to 60 ° accelerates the rise of the air flow upward, creating a more discharged space in the lower part of the wind turbine, into which new air masses rush. After passing through the center of the rotor, the air flow, having given off the main energy, flows off using the same waves to the edges of the blades and is carried away by a fair wind, almost without forming turbulent formations, which reduces parasitic drag. Therefore, this form of blades uses wind energy more efficiently than other known structures.

Дополнительно для увеличения мощности ветроэнергетической установки на закруглении толстой части лопасти по всей длине ее установлен дополнительный элемент серпообразного сечения. Этот элемент в сечении имеет форму крыла и при ветре направленном на выпуклую сторону лопасти создает подъемную силу в направлении вращения ротора. Количество таких элементов зависит от размера диаметра ротора.Additionally, to increase the power of the wind power installation, an additional element with a sickle-shaped section is installed along the rounding of the thick part of the blade along its entire length. This element in the cross section has the shape of a wing and when the wind is directed to the convex side of the blade creates a lifting force in the direction of rotation of the rotor. The number of such elements depends on the size of the diameter of the rotor.

Закрепленные на стойках башни ВЭУ закрылки увеличивают плотность потока по направлению вращения ротора и уменьшают паразитное лобовое сопротивление, т.е. закрылки служат для направления ветропотока в нужную сторону, с одной стороны увеличивая, с другой стороны уменьшая плотность потока, что естественно увеличивает к.п.д. и улучшает уход отработавшего воздуха. Заявленная совокупность существенных признаков обеспечивает широкий диапазон использования скорости ветров от 0,5 м/сек. до 50 м/сек.The flaps fixed on the towers of the wind turbine tower increase the flux density in the direction of rotation of the rotor and reduce the parasitic drag, i.e. flaps are used to direct the wind flow in the desired direction, increasing on the one hand, and on the other hand reducing the flux density, which naturally increases the efficiency and improves exhaust air care. The claimed combination of essential features provides a wide range of wind speeds from 0.5 m / s. up to 50 m / s

Преимуществом заявленного решения является также возможность автоматического переключения механизмов отбора мощности за счет того, что маховик дополнительно снабжен системой подвижных секторов, расположенных на направляющих диска маховика и соединенных посредством тросовых соединений с противовесом, который установлен концентрично на вторичном валу и снабжен кольцевыми выступами, которые входят в контакт с вилками, которые закреплены шарнирно в блоке механизмов и при перемещении противовеса, подключают различные агрегаты, находящиеся в блоке, что обеспечивает возможность автоматического подключения соответствующих агрегатов отбора мощности.An advantage of the claimed solution is also the possibility of automatic switching of power take-off mechanisms due to the fact that the flywheel is additionally equipped with a system of movable sectors located on the flywheel disk guides and connected via cable connections to a counterweight, which is mounted concentrically on the secondary shaft and provided with ring protrusions that are included in contact with forks, which are pivotally mounted in the block of mechanisms and when moving the counterweight, connect various units, finding Party or in the unit, which makes it possible to automatically connect the respective PTO units.

Заявленное решение поясняется чертежами.The claimed solution is illustrated by drawings.

На фиг.1 - изображен общий вид ветроэнергетической установки;Figure 1 - shows a General view of a wind power installation;

На фиг.2 - изображен общий вид и разрез A-A на фиг.1Figure 2 - shows a General view and section A-A in figure 1

На фиг.3 - изображен маховик (вид сбоку)Figure 3 - shows the flywheel (side view)

На фиг.4 - изображен маховик (вид сверху)Figure 4 - shows the flywheel (top view)

На фиг.5 - показан вырез внутренней поверхности лопастиFigure 5 - shows a cutout of the inner surface of the blade

На фиг.6 - показан вид сверху на внутреннюю поверхность лопастиFigure 6 - shows a top view of the inner surface of the blade

На фиг.7 -показано крепление элемента серпообразного сечения к лопасти и сечение егоFigure 7 shows the fastening of the element of the crescent-shaped section to the blade and its section

Ветроэнергетическая установка представляет собой каркасную башню, состоящую из трубчатых стоек 1, поперечных деталей 2 и пирамидальной вершины 3 с укрепленным внутри каркаса ротором 4 вертикального вращения, который установлен на валу 5 с возможностью вращения. Ротор 4, при помощи вала 5, крепится в верхней части каркаса центрующим радиальным шарикоподшипником 6, а снизу - подшипниковой ступицей 10, установленной в верхней части агрегатного отсека, который собран из стоек 12, опорной площадки 11 и деталей 13. Рабочие лопасти 7 ротора 4 выполнены с переменным сечением и толщиной и изогнуты винтообразно по вертикали и дугообразно по горизонтали. На внутренней поверхности лопастей 7 выполнены волнообразные образования 8 в виде волны, с началом от наружной кромки лопасти с углом возвышения от 0°, с переходом угла возвышения в 2/3 дуги лопасти до 60°. Расстояния между гребнями волнообразных образований лопасти от наружной кромки лопасти равно максимальной толщине лопасти, с пропорциональным уменьшением всех размеров волн к центру вращения ротора.The wind power installation is a frame tower consisting of tubular posts 1, transverse parts 2 and a pyramidal peak 3 with a vertical rotation rotor 4 mounted inside the frame, which is mounted on the shaft 5 for rotation. The rotor 4, with the help of the shaft 5, is mounted in the upper part of the frame with a centering radial ball bearing 6, and from the bottom - with a bearing hub 10, mounted in the upper part of the aggregate compartment, which is assembled from racks 12, supporting platform 11 and parts 13. Working blades 7 of the rotor 4 made with a variable cross section and thickness and curved vertically and curved horizontally. On the inner surface of the blades 7, wave-like formations 8 are made in the form of a wave, with a beginning from the outer edge of the blade with an elevation angle of 0 °, with a transition of the elevation angle of 2/3 of the blade arc to 60 °. The distance between the ridges of the wave-like formations of the blade from the outer edge of the blade is equal to the maximum thickness of the blade, with a proportional decrease in all wave sizes to the center of rotation of the rotor.

На закруглении толстой части лопасти 7 по всей длине ее, повторяя конфигурацию внутренней кромки лопасти, установлен с помощью крепежных элементов (не показано) с зазором к лопасти, дополнительный элемент 9 серпообразного сечения. Количество таких элементов зависит от размера диаметра ротора.On the rounding of the thick part of the blade 7 along its entire length, repeating the configuration of the inner edge of the blade, an additional element 9 of a sickle-shaped section is installed using fasteners (not shown) with a gap to the blade. The number of such elements depends on the size of the diameter of the rotor.

Для отбора мощности предусмотрен вторичный вал 14, который через систему сцепления с гидроприводом, связан через карданное соединение 15, с первичным валом 5 и укреплен верхней и нижней ступицами концентрично валу 5. На вторичном валу 14 закреплен маховик 16, содержащий диск 17 с направляющими 18, на которых размещены шесть подвижных секторов 19, которые через тросовые соединения 20 (стальные канатики) связаны с противовесом 21, установленным концентрично на вторичном валу 14. Противовес 21 передвигается по вторичному валу 14 и вращается вместе с ним. На противовесе 21 выполнены кольцевые выступы 22, которые входят в контакт с вилками 23, закрепленными шарнирно в блоке механизмов 24 и при перемещении противовеса, попеременно подключающими различные агрегаты отбора мощности, находящиеся в блоке. Через шестеренчатую или ременную передачу 27 вращение передается валу отбора мощности в блоке механизмов 24, и подключаются генераторы малой мощности до 1 кВт или большей мощности, согласно номинальной для данной ВЭУ, компрессора для использования сжатого воздуха в качестве энергоаккумулятора и т.д.For power take-off, a secondary shaft 14 is provided, which is connected via a cardan coupling 15 to the primary shaft 5 through a clutch with a hydraulic drive and is strengthened by the upper and lower hubs concentrically to shaft 5. A flywheel 16 is mounted on the secondary shaft 14, containing a disk 17 with guides 18, on which there are six movable sectors 19, which are connected via a cable connection 20 (steel ropes) to a counterweight 21 mounted concentrically on the secondary shaft 14. The counterweight 21 moves along the secondary shaft 14 and rotates with it. On the counterweight 21, annular protrusions 22 are made, which come into contact with forks 23 pivotally mounted in the block of mechanisms 24 and when moving the counterweight, alternately connecting various power take-off units located in the block. Through a gear or belt drive 27, the rotation is transmitted to the power take-off shaft in the block of mechanisms 24, and low-power generators up to 1 kW or higher power are connected, according to the rating for this wind turbine, a compressor for using compressed air as an energy accumulator, etc.

На стойках 1 каркаса крепятся закрылки 25 для увеличения мощности потока с одной стороны ротора и увеличения разряжения с другой стороны. Каркас легко разборный смонтирован из трубчатых стоек 1 и поперечин 2 и крепится к стойкам 26 агрегатного отсека. Вся конструкция ВЭУ укрепляется через стойки агрегатного отсека 26 к сваям, которые могут забиваться в грунт, крепится к бетонному основанию и т.п. Вся конструкция ВЭУ быстро сборно-разборная состоит из модулей ротора и каркаса башенного типа, это позволяет, не разбирая основы, увеличивать мощность ВЭУ добавляя модули. Конструкция ветроэнергетической установки включает также инвертор 28, аккумулятор 29, электрический щит 30, обшивка агрегатного отсека 31, внутренние растяжки 32, механизм сцепления с гидроприводом 33.Flaps 25 are mounted on the struts 1 of the frame to increase the flow power on one side of the rotor and increase the vacuum on the other side. The frame is easily collapsible mounted from tubular racks 1 and crossbars 2 and is attached to racks 26 of the aggregate compartment. The whole design of the wind turbine is fixed through the posts of the aggregate compartment 26 to piles that can clog into the ground, attached to a concrete base, etc. The whole design of a wind turbine quickly collapsible consists of rotor modules and a tower frame, this allows, without disassembling the basics, to increase the power of a wind turbine by adding modules. The design of the wind power installation also includes an inverter 28, an accumulator 29, an electric shield 30, a skin of the aggregate compartment 31, internal extensions 32, a hydraulic clutch 33.

Для увеличения рабочей площади ветроприемных поверхностей, а также для удобства транспортировки рабочие лопасти ротора могут быть выполнены сборными.To increase the working area of the wind receiving surfaces, as well as for the convenience of transportation, the rotor blades can be prefabricated.

Ветроэнергетическая установка работает следующим образом.Wind power installation works as follows.

Поток движущегося воздуха, набегая на внутреннюю стенку одной из рабочих лопастей 7 ротора 4, благодаря вогнуто-выпуклому винтообразному ее исполнению, автоматически поворачивает лопасти. Движение передается валу 5, который, в свою очередь, передает вращающий момент на второй вал 14. Поток входящего воздуха поднимается винтообразно по лопастям 7. При этом снимаются вихревые потоки с кромок лопастей 7, уменьшается их лобовое сопротивление, и скорость вращения ротора увеличивается. С подъемом воздушных масс вверх, появляется тяга, провоцирующая поступление новых воздушных масс, и все эффекты усиливаются.The flow of moving air, running onto the inner wall of one of the working blades 7 of the rotor 4, due to its concave-convex screw-like design, automatically turns the blades. The movement is transmitted to the shaft 5, which, in turn, transmits torque to the second shaft 14. The flow of incoming air rises helically along the blades 7. At the same time, vortex flows are removed from the edges of the blades 7, their drag is reduced, and the rotor speed increases. With the rise of the air masses up, a thrust appears, provoking the arrival of new air masses, and all effects are amplified.

Форма и направление волны 8 от периферии к центру вращения лопасти с возвышением от 0° до 60° ускоряет подъем воздушного потока вверх с созданием в нижней части ВЭУ более разряженного пространства, в которое устремляются новые воздушные массы. После прохождения центра ротора воздушный поток отдав основную энергию, стекает с помощью тех же волн на кромки лопастей и уносится попутным ветром, почти не образуя турбулентных образований, что уменьшает паразитное лобовое сопротивление.The shape and direction of wave 8 from the periphery to the center of rotation of the blade with an elevation from 0 ° to 60 ° accelerates the rise of the air flow upward with the creation of a more discharged space in the lower part of the wind turbine, into which new air masses rush. After passing through the center of the rotor, the air flow, having given off the main energy, flows off using the same waves to the edges of the blades and is carried away by a fair wind, almost without forming turbulent formations, which reduces parasitic drag.

Элемент серпообразного сечения 9, установленный для увеличения мощности ветроустановки на закруглении внутренней толстой части лопасти 7 по всей длине ее с зазором к ней, имеет в сечении форму крыла и при ветре, направленном на выпуклую сторону лопасти создает подъемную силу в направлении вращения ротора. Установленные на стойках 1 каркаса ВЭУ закрылки 25 увеличивают плотность потока по направлению вращения ротора и уменьшают паразитное лобовое сопротивление.The crescent-shaped element 9, installed to increase the power of the wind turbine by rounding the inner thick part of the blade 7 along its entire length with a gap to it, has a wing shape in cross section and when the wind is directed to the convex side of the blade creates a lifting force in the direction of rotation of the rotor. The flaps 25 mounted on the struts 1 of the wind turbine frame increase the flux density in the direction of rotation of the rotor and reduce the parasitic drag.

Энергия ветра передается от ротора 4 посредствам первичного вала 5 через карданное соединение 15 на вторичный вал 14 и маховик 16, через систему сцепления с гидроприводом, которое позволяет при необходимости отсоединять ротор 4 от маховика 16. Для переключения механизмов отбора мощности, при изменении скорости вращения ротора, на вторичный вал 14 установлен противовес 21, который соединен стальными канатиками 20 через блоки с подвижными секторами 19. Шесть подвижных секторов 19 и диск 17 с направляющими 18, заключенные в корпус (не показано) образуют маховик 16, который накапливает механическую энергию. Подвижные сектора 19 маховика 16 выполняют функцию центробежного регулятора оборотов. На противовесе 21 сделаны кольцевые выступы 22, которые входят в контакт с вилками 23, закрепленными шарнирно в блоке механизмов 24. При работе ВЭУ, под воздействием центробежной силы, подвижные секторы 19 расходятся, двигаясь по направляющим и связанный с ними противовес 21 перемещается вниз по вторичному валу 14, при этом вилки 23 попеременно подключают различные агрегаты находящиеся в блоке механизмов 24, а именно генераторы малой мощности до 1 кВт или большей мощности согласно номинальной для данной ВЭУ, компрессора для использования сжатого воздуха в качестве энергоаккумулятора и т.д. В энергоаккумуляторе происходит накопление энергии, что позволит стабилизировать число оборотов и обеспечить более устойчивую работу ветродвигателя. В отсутствии ветра маховик 16 вращается за счет накопленной энергии.Wind energy is transmitted from the rotor 4 via the primary shaft 5 through the universal joint 15 to the secondary shaft 14 and the flywheel 16, through a hydraulic clutch system, which allows, if necessary, to disconnect the rotor 4 from the flywheel 16. To switch the power take-off mechanisms, when changing the rotor speed , a counterweight 21 is mounted on the secondary shaft 14, which is connected by steel ropes 20 through blocks with movable sectors 19. Six movable sectors 19 and a disk 17 with guides 18 enclosed in a housing (not shown) form ahovik 16 which accumulates mechanical energy. The movable sectors 19 of the flywheel 16 perform the function of a centrifugal speed controller. On the counterweight 21, annular protrusions 22 are made, which come in contact with forks 23 pivotally mounted in the block of mechanisms 24. During operation of the wind turbine, under the influence of centrifugal force, the moving sectors 19 diverge, moving along the guides and the associated counterweight 21 moves down the secondary the shaft 14, while the plugs 23 alternately connect various units located in the block of mechanisms 24, namely, generators of low power up to 1 kW or more power according to the nominal for this wind turbine, a compressor for use in compressed zduha as accumulator etc. In the energy accumulator, energy is accumulated, which will stabilize the speed and provide more stable operation of the wind turbine. In the absence of wind, the flywheel 16 rotates due to the accumulated energy.

В случае если скорость ветра будет ниже номинальной (5 м/сек) автоматически отключаются агрегаты кроме маломощного генератора, который будет работать при скорости ветра от 0,5 м/сек. до номинальной. Эта компоновка механизмов, узлов и деталей позволяет использовать энергию ветра со скоростями от 0,5 м/сек до максимальной 50 м/сек.If the wind speed is below the nominal (5 m / s), the units are automatically switched off except for a low-power generator, which will work at a wind speed of 0.5 m / s. to par. This arrangement of mechanisms, components and parts allows the use of wind energy with speeds from 0.5 m / s to a maximum of 50 m / s.

Предлагаемый роторный ветродвигатель может найти широкое применение, особенно в условиях сельской местности, в геологических партиях, а также в других случаях отсутствия стационарной электросети. Компактность конструкции и ее простота позволяют значительно снизить материалоемкость и в целом себестоимость предлагаемого агрегата, что привлечет к нему внимание потенциальных потребителей.The proposed rotary wind turbine can be widely used, especially in rural areas, in geological lots, as well as in other cases where there is no stationary power supply. The compact design and its simplicity can significantly reduce the consumption of materials and in general the cost of the proposed unit, which will attract the attention of potential consumers.

Claims (4)

1. Ветроэнергетическая установка, содержащая установленный внутри каркаса ротор вертикального вращения с лопастями переменного сечения и толщины, изогнутыми винтообразно по вертикали и дугообразно по горизонтали, маховик, установленный на вторичном валу соосно с ротором, и агрегатный блок с размещенными в нем механизмами отбора мощности, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности лопастей ротора выполнены волнообразные образования с началом волны от наружной кромки лопасти и с углом возвышения от 0°, с переходом угла возвышения в 2/3 дуги лопасти до 60°, а на закруглении внутренней части лопасти по всей длине ее установлен с зазором к ней элемент серпообразного сечения, при этом маховик дополнительно снабжен системой подвижных секторов, расположенных на направляющих диска маховика и соединенных посредством тросовых соединений с противовесом, который установлен концентрично на вторичном валу с возможностью вертикального перемещения и снабжен кольцевыми выступами.1. A wind power installation containing a vertical rotation rotor installed inside the frame with variable-section and thickness blades curved vertically and arched horizontally, a flywheel mounted coaxially with the rotor on the secondary shaft, and an aggregate unit with power take-off mechanisms located in it the fact that on the inner surface of the rotor blades are made wave-like formations with the beginning of the wave from the outer edge of the blade and with an elevation angle of 0 °, with the transition of the elevation angle to 2/3 of the arc of the blade up to 60 °, and on the rounding of the inner part of the blade along the entire length of it, a sickle-shaped section is installed with a gap to it, while the flywheel is additionally equipped with a system of movable sectors located on the guides of the flywheel disk and connected via cable joints with a counterweight, which is mounted concentrically on the secondary shaft with the possibility of vertical movement and is equipped with annular protrusions. 2. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что расстояние между гребнями волн от наружной кромки лопасти равно максимальной толщине лопасти с пропорциональным уменьшением всех размеров волн к центру вращения ротора.2. Wind power installation according to claim 1, characterized in that the distance between the wave crests from the outer edge of the blade is equal to the maximum thickness of the blade with a proportional decrease in all wave sizes to the center of rotation of the rotor. 3. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что кольцевые выступы противовеса входят в контакт с вилками, закрепленными шарнирно в агрегатном блоке и предназначенными для подключения различных агрегатов отбора мощности.3. The wind power installation according to claim 1, characterized in that the annular protrusions of the counterweight come in contact with forks, pivotally mounted in the aggregate unit and designed to connect various power take-off units. 4. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что на стойках каркаса установлены закрылки. 4. Wind power installation according to claim 1, characterized in that the flaps are installed on the racks of the frame.
RU2012158394/06A 2012-12-28 2012-12-28 Wind-driven plant RU2516051C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012158394/06A RU2516051C1 (en) 2012-12-28 2012-12-28 Wind-driven plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012158394/06A RU2516051C1 (en) 2012-12-28 2012-12-28 Wind-driven plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2516051C1 true RU2516051C1 (en) 2014-05-20

Family

ID=50778877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012158394/06A RU2516051C1 (en) 2012-12-28 2012-12-28 Wind-driven plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2516051C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU196875U1 (en) * 2019-11-12 2020-03-18 Общество с ограниченной ответственностью "Бизнес Энерджи" ROTOR OF A WIND GENERATOR

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU46491A1 (en) * 1935-06-03 1936-03-31 Б.Б. Кажинский Blade to rotary wind turbine
US5405246A (en) * 1992-03-19 1995-04-11 Goldberg; Steven B. Vertical-axis wind turbine with a twisted blade configuration
RU2210000C1 (en) * 2002-06-20 2003-08-10 Секерин Анатолий Петрович Rotary windmill
RU2328620C1 (en) * 2006-10-19 2008-07-10 Юрий Сергеевич Ильин Rotor-type windmill blade and windmill
RU2354843C1 (en) * 2006-05-26 2009-05-10 Мин Сунг ЛЕЕ Wind turbine rotor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU46491A1 (en) * 1935-06-03 1936-03-31 Б.Б. Кажинский Blade to rotary wind turbine
US5405246A (en) * 1992-03-19 1995-04-11 Goldberg; Steven B. Vertical-axis wind turbine with a twisted blade configuration
RU2210000C1 (en) * 2002-06-20 2003-08-10 Секерин Анатолий Петрович Rotary windmill
RU2354843C1 (en) * 2006-05-26 2009-05-10 Мин Сунг ЛЕЕ Wind turbine rotor
RU2328620C1 (en) * 2006-10-19 2008-07-10 Юрий Сергеевич Ильин Rotor-type windmill blade and windmill

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU196875U1 (en) * 2019-11-12 2020-03-18 Общество с ограниченной ответственностью "Бизнес Энерджи" ROTOR OF A WIND GENERATOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100828234B1 (en) Wind turbine for generating electricity
US4365929A (en) Vertical wind turbine power generating tower
US9004864B2 (en) Wind turbine
KR102607262B1 (en) Air compressed vertical wind power generator set
WO2016023351A1 (en) All-directional flow-guide shaftless wind-driven generator
RU2516051C1 (en) Wind-driven plant
RU2539604C2 (en) Wind-driven power plant
RU2531478C2 (en) Wind turbine
RU114106U1 (en) WIND POWER MODULE
EP2459873B1 (en) A wind turbine
RU2210000C1 (en) Rotary windmill
CN107429659B (en) Wind power generation system
RU2426004C1 (en) Wind-electric plant for multi-storey buildings and structures
RU48370U1 (en) WIND INSTALLATION
RU82274U1 (en) MODULAR WIND POWER INSTALLATION
RU2522271C2 (en) Wind-driven plant
RU2736680C1 (en) Heliowind power plant of increased power
RU188712U1 (en) Photoelectric autonomous power station
RU112287U1 (en) MOBILE WIND POWER INSTALLATION KRASNOV
RU76990U1 (en) WIND UNIT
RU2379544C1 (en) Wind solar power generation plant
RU72512U1 (en) WIND POWER PLANT
RU2157920C2 (en) Windmill electric generating plant
EP3156645A1 (en) Turbinator
UA123156U (en) WIND POWER TURBINE

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20141229