RU2518727C2 - Cycloidal wind turbine - Google Patents

Cycloidal wind turbine Download PDF

Info

Publication number
RU2518727C2
RU2518727C2 RU2012111721/06A RU2012111721A RU2518727C2 RU 2518727 C2 RU2518727 C2 RU 2518727C2 RU 2012111721/06 A RU2012111721/06 A RU 2012111721/06A RU 2012111721 A RU2012111721 A RU 2012111721A RU 2518727 C2 RU2518727 C2 RU 2518727C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wind
blades
wind turbine
wind wheel
switches
Prior art date
Application number
RU2012111721/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012111721A (en
Inventor
Виталий Григорьевич Федчишин
Original Assignee
Виталий Григорьевич Федчишин
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 Виталий Григорьевич Федчишин filed Critical Виталий Григорьевич Федчишин
Priority to RU2012111721/06A priority Critical patent/RU2518727C2/en
Publication of RU2012111721A publication Critical patent/RU2012111721A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2518727C2 publication Critical patent/RU2518727C2/en

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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30—Wind power
    • 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

Abstract

FIELD: energy industry.
SUBSTANCE: invention relates to wind energy and can be used as a independent source of power supply. The cycloidal wind turbine comprises a support mast, hollow oval pipes with vertical rotary blades mounted at their ends, a planetary gear with restrained central bevel gear, a generator, a reversible electric drive, a vane with contact group of switches for self-aligning of blades on wind, an anti-storm eccentric pennant with a movable flared sleeve, and the breakers of kinematic connections of the blades. The rotary blades are made single with their balanced alternating placing at the top and bottom at the outer circumference of the wind wheel. The multi-pole generator with multiplier, a transfer gearbox, a reversible electric drive and a vane with the contact group of switches are located at the bottom inside the bearing housing mounted on the vertical rods. On the movable flared sleeve a spring-loaded bracket with pushers is attached, and a rod of the solenoid electrically connected with an off-carriage remote control of emergency or preventive stop of the wind wheel.
EFFECT: wind turbine is mainly oriented to the possibility of installation on roofs of multi-storey buildings, as well as on the decks of marine non-selfpropelled watercraft, and can be effectively used as an independent source of power supply of remote coastal touristic, fishing and other infrastructures.
4 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к возобновляемой энергетике и может быть использовано при создании новых типов эффективных и многофункциональных ветродвигателей разной мощности.The invention relates to renewable energy and can be used to create new types of efficient and multifunctional wind turbines of different power.

Известен наиболее близкий аналог (прототип) - ветродвигатель и гидрогенератор (1); известны также ветроагрегат и гидроагрегат (2), стабилизатор оборотов ветродвигателей (3) и ветродвигатель с подвижными каретками и установленными на них поворотными сдвоенными лопастями (4), номера которых приведены в конце описания. Однако конструктивные и схемные решения прототипа не позволяют в полной мере реализовать свое функциональное назначение и менее пригодны для создания ряда модификаций перспективных энергоустановок разной мощности.The closest analogue (prototype) is known - a wind turbine and a hydrogenerator (1); Also known are a wind aggregate and a hydraulic aggregate (2), a rotor stabilizer of wind turbines (3), and a wind turbine with movable carriages and rotary twin blades mounted on them (4), the numbers of which are given at the end of the description. However, the design and circuit solutions of the prototype do not allow to fully realize their functional purpose and are less suitable for creating a number of modifications of promising power plants of different capacities.

Целью изобретения является более эффективная работа лопастей в воздушном потоке, стабилизация оборотов (и вырабатываемой мощности) ветряного колеса при повышенных скоростях ветра и повышенная степень его противобуревой защиты, а также свободный доступ к основным энергетическим узлам.The aim of the invention is more efficient operation of the blades in the air flow, stabilization of the revolutions (and power generated) of the wind wheel at higher wind speeds and an increased degree of its anti-drill protection, as well as free access to the main energy nodes.

Заявленный технический результат достигается тем, что в ветродвигателе, содержащем опорную мачту, полые овальные трубы с установленными на их концах поворотными вертикальными лопастями, планетарный редуктор с заторможенной центральной конической шестерней, генератор, реверсивный электропривод, флюгер с контактной группой переключателей для самоориентации лопастей на ветер, противобуревый эксцентриковый флажок с подвижной конусной втулкой и размыкатели кинематических связей лопастей, вертикальные поворотные лопасти выполнены одинарными со сбалансированным чередующимся размещением их сверху и снизу по внешней окружности ветряного колеса, а многополюсный генератор, редуктор отбора мощности, реверсивный электродвигатель и флюгер с контактной группой переключателей размещены внизу внутри несущего корпуса, установленного на вертикальных стойках, при этом в нижней части подвижной конусной втулки закреплены пружинящая скоба с толкателями и шток соленоида, электрически связанного с выносным дистанционным пультом экстренной или профилактической остановки ветряного колеса при любой рабочей скорости ветра.The claimed technical result is achieved by the fact that in a wind turbine containing a support mast, hollow oval pipes with rotary vertical blades mounted at their ends, a planetary gear with a braked central bevel gear, a generator, a reversible electric drive, a weather vane with a contact group of switches for self-orientation of the blades in the wind, anti-drill eccentric flag with a movable conical sleeve and breakers of the kinematic connections of the blades, vertical rotary blades are made od bunches with balanced alternating placement of them above and below the outer circumference of the wind wheel, and the multi-pole generator, power take-off reducer, reversible electric motor and weather vane with a contact group of switches are located below inside the bearing housing mounted on vertical struts, while in the lower part of the movable conical sleeve fixed spring bracket with pushers and a stock of a solenoid electrically connected to a remote remote control for emergency or preventive stopping of windmills th wheel at all operating wind speed.

Система самоориентации лопастей на ветер содержит сдвоенный кнопочный переключатель полярности и одинарный выключатель питания реверсивного флюгерного электродвигателя постоянного тока, которые кинематически связаны посредством толкателей с подвижной конусной втулкой и совместно с поворотным эксцентриковым флажком выполняют дополнительную функцию стабилизации оборотов ветряного колеса с возможностью его противоаварийной дублирующей остановки (во время бури или шторма) при неразвернувшихся лопастях по воздушному потоку.The self-orientation system of the blades for the wind contains a double push-button polarity switch and a single power switch for a reversible DC vane electric motor, which are kinematically connected by means of pushers with a movable conical sleeve and together with a rotary eccentric flag perform an additional function of stabilizing the wind wheel speed with the possibility of its emergency backup stopping (during storm or storm time) with unfolded blades in the air stream.

В судовом исполнении несущий корпус ветродвигателя дополнительно содержит выходящий наружу горизонтальный вал отбора мощности ветряного колеса, связанный через дополнительные переходные кинематические звенья, разъемную муфту, мультипликатор и карданный вал с гребным винтом, а также с многополюсным зарядным генератором, трехфазным выпрямителем, буферным блоком аккумуляторных батарей и преобразователем напряжения. С гребным винтом также дополнительно связан через редуктор и подвижную сателлитную шестерню резервный реверсивный электродвигатель постоянного тока для возможности продолжения хода судна во время штиля или маневрирования в местах швартовки.In the marine version, the bearing housing of the wind turbine additionally contains a horizontal wind power take-off shaft extending outwardly connected through additional transition kinematic links, a detachable clutch, a multiplier and a propeller shaft with a propeller, as well as with a multi-pole charging generator, a three-phase rectifier, a buffer battery unit and voltage converter. A backup reversible direct current electric motor is also additionally connected to the propeller via a gearbox and a movable satellite gear to enable the ship to continue during calm or maneuvering at the mooring points.

Отсутствие в симметричных плоскостях небыстроходных лопастей сложных аэродинамических профилей существенно упрощает технологию их изготовления и в целом значительно снижает стоимость таких энергоустановок.The absence of complex aerodynamic profiles in the symmetrical planes of non-high-speed blades significantly simplifies the technology of their manufacture and, on the whole, significantly reduces the cost of such power plants.

Из научно-технической и патентной информации автору не известны источники, содержащие сведения об аналогичных технических решениях, имеющих сходные признаки с заявляемым решением.From the scientific, technical and patent information, the author does not know the sources containing information about similar technical solutions having similar features with the claimed solution.

Изобретение поясняется схематическими изображениями, где:The invention is illustrated by schematic images, where:

Фиг.1 - вид на ветродвигатель в рабочем положении.Figure 1 - view of the wind turbine in the working position.

Фиг.2 - вид сбоку на размещенные внутри несущего корпуса основные энергетические узлы.Figure 2 is a side view of the main energy nodes located inside the main body.

Фиг.3 - вид сверху на эксцентриковый флажок (а) и вид сбоку на основные узлы модифицированного планетарного редуктора (в).Figure 3 is a top view of the eccentric flag (a) and a side view of the main nodes of the modified planetary gearbox (c).

Фиг.4 - общая электрическая схема коммутации основных подвижных улов.Figure 4 - General electrical diagram of the switching of the main mobile catch.

Фиг.5 - вид сбоку на подвижную конусную втулку с электрическими переключателями и соленоидом.5 is a side view of a movable conical sleeve with electrical switches and a solenoid.

Фиг.6 - расположение (не показанных на фиг.1) центрирующих штанг и закрылков лопастей ветряного колеса.6 is a location (not shown in figure 1) of the centering rods and flaps of the blades of the wind wheel.

Фиг.7 - вид сверху на положения рабочей плоскости эксцентрикового флажка при разных различных скоростях ветра (а); схематическое изображение зависимости вырабатываемой мощности от скорости ветра (в); вид сверху на изменение углов ориентации лопастей относительного набегающего воздушного потока в рабочем диапазоне скоростей ветра.7 is a top view of the position of the working plane of the eccentric flag at different different wind speeds (a); a schematic representation of the dependence of the generated power on the wind speed (in); top view of the change in the orientation angles of the blades of the relative incident air flow in the working range of wind speeds.

Фиг.8 - вид сбоку на дополнительные узлы ветродвигателя при размещении его на плавсредстве.Fig. 8 is a side view of additional nodes of a wind turbine when placing it on a ship.

Фиг.9 - схема самопроизвольной ориентации плоскостей лопастей к буревому потоку ветра при замкнутых муфтах сателлитных валов планетарного редуктора.Fig.9 is a diagram of the spontaneous orientation of the planes of the blades to the borehole wind flow with closed couplings of the satellite shafts of the planetary gearbox.

Ветродвигатель содержит ветряное колесо с чередующимися по окружности вертикальными верхними и нижними поворотными лопастями 1 (с закрылками 1а), установленными осями в кожухах 2, соединенных между собой штангами 3, а также с кожухом планетарного редуктора 4 посредством полых овальных кронштейнов 5 с размещенными внутри них сателлитными валами 6. Штанги 3 дополнительно соединены с концами 7 осей лопастей 1 центрирующими стяжками 8. Ветряное колесо размещено в верхней части вертикального полого вала отбора мощности 9, соединенного через подшипники с опорной невращающейся полой мачтой 10, удерживаемой (при ее большой длине) с помощью растяжек 11, соединенных со скобами 12 несущего корпуса 13, установленного на вертикальных стойках 14 опорного основания 15. Внутри несущего корпуса 13 размещены: нижняя часть вертикального вала 9 с посаженной на нем конической шестерней 16, зацепленной с ведомой конической шестерней 17, соединенной горизонтальным валом через мультипликатор 18 с многополюсным генератором 19, электрически связанным с трехфазным выпрямителем напряжения 20.The wind turbine contains a wind wheel with alternating vertical upper and lower rotary blades 1 (with flaps 1a) mounted by axes in the casings 2, interconnected by rods 3, as well as with the planetary gear casing 4 by means of hollow oval brackets 5 with satellite mounted inside them shafts 6. The rods 3 are additionally connected to the ends 7 of the axes of the blades 1 by centering ties 8. The wind wheel is located in the upper part of the vertical hollow power take-off shaft 9 connected through the supports pinnacles with a supporting non-rotating hollow mast 10 held (with its long length) by means of braces 11 connected to the brackets 12 of the supporting body 13 mounted on the vertical posts 14 of the supporting base 15. Inside the supporting body 13 are placed: the lower part of the vertical shaft 9 with on it a bevel gear 16 engaged with a driven bevel gear 17 connected by a horizontal shaft through a multiplier 18 with a multipolar generator 19, electrically connected with a three-phase voltage rectifier 20.

Посаженная на подшипниках внутри вала 9 поворотная ось 21 в нижней части сочленена с цилиндрической шестерней 22, заторможенной через ведомую цилиндрическую шестерню 23 редуктором (предпочтительней - червячным) 24, соединенным с реверсивным флюгерным электродвигателем постоянного тока 25.The rotary axis 21, mounted on bearings inside the shaft 9, in the lower part is articulated with a cylindrical gear 22, braked through a driven cylindrical gear 23 by a reducer (preferably a worm gear) 24 connected to a reversible DC vane motor 25.

В неподвижном кожухе 26 размещена диэлектрическая стойка 27 с пружинящими контактами, соприкасающимися с изолированно посаженными на поворотной оси 21 токосъемными кольцами 28. Под кожухом 26 посажен кронштейн 29 с пружиной 30 и контактной группой 31, удерживающей совместно с ограничителями 32 и пружиной 30 флюгер 33 с противовесом 33а и толкателями 34, имеющий угол свободного поворота α0. Съемный узел III электрически соединен с токосъемными кольцами 28 через разъем 35 и содержит сдвоенный кнопочный переключатель 36 (для стабилизации оборотов ветряного колеса на повышенных скоростях ветра, например, от 12 до 20 м/с), а также одинарный выключатель 37 питания реверсивного электродвигателя 25. При этом, в малогабаритных мобильных конструкциях ветряных двигателей или при использовании их в зонах с постоянно низкой ветровой нагрузкой съемный узел III может отсутствовать, а контакты к1 и к2 разъема 35 замыкаются постоянной перемычкой 38. Выносной дистанционный пульт II содержит сдвоенный кнопочный переключатель 39, одинарный тумблер 40 включения контактной группы 31 переключения полярности флюгерного реверсивного электродвигателя 25 и тумблер 41 включения соленоида 42 для дистанционного размыкания кинематических связей лопастей 1. На подвижной конусной втулке 45 закреплена пружинящая скоба 46 с толкателями 47, 48 и шток соленоида 42, катушка которого размещена вместе с корпусом узла III на втулке 49, удерживающей пружину 50.In the stationary casing 26 there is a dielectric stand 27 with spring contacts in contact with the slip rings 28 isolated on the rotary axis 21. Under the casing 26 there is a bracket 29 with a spring 30 and a contact group 31, which holds together with the restraints 32 and the spring 30 a weather vane 33 with a counterweight 33a and pushers 34, having an angle of rotation α 0 . The detachable assembly III is electrically connected to the collector rings 28 through the connector 35 and contains a dual button switch 36 (for stabilizing the wind wheel speed at elevated wind speeds, for example, from 12 to 20 m / s), as well as a single switch 37 for supplying a reversible electric motor 25. in this case, a small-sized mobile designs of wind turbines, or when used in areas with low wind load constantly III detachable assembly may be omitted and the contacts to 1 and 2 to the connector 35 closes permanent jumper 38. in the portable remote control II comprises a double push-button switch 39, a single toggle switch 40 for activating the contact group 31 for changing the polarity of the vane reversible electric motor 25, and a toggle switch 41 for turning on the solenoid 42 for remote opening of the kinematic connections of the blades 1. A spring clip 46 is fixed to the movable conical sleeve 45 with pushers 47, 48 and the rod of the solenoid 42, the coil of which is placed together with the housing of the node III on the sleeve 49, holding the spring 50.

Снаружи кожуха 4 в верхней секции заторможенной оси 21 размещен на цапфе 51 поворотный эксцентриковый флажок 52, удерживаемый в исходном вертикальном положении регулируемой пружиной 53 и ограничивающей скобой 54, размещенной на верхней концевой втулке 55. Закрепленная внутри кожуха 4 на оси 21 центральная коническая шестерня 56 планетарного редуктора зацеплена по окружности с ведомыми коническими шестернями 57 сателлитных валов 6, а подвижные втулки 43 в рабочем положении прижаты пружинами 58 к муфтам 44 с помощью регулирующих степень их сжатия втулок 59. Размыкатели кинематических связей 60 лопастей 1 размещены между нижней частью конической поверхности втулки 45 и кольцевыми бортами подвижных втулок 43. Верхняя и нижняя секции оси 21 для удобства монтажа соединены разъемной муфтой 61. Аккумулятор 63 размещен под электродвигателем 25.Outside the casing 4, in the upper section of the braked axis 21, a rotary eccentric flag 52 is placed on the pin 51, which is held in the initial vertical position by an adjustable spring 53 and a restricting bracket 54 located on the upper end sleeve 55. The central bevel gear 56 fixed inside the casing 4 on the axis 21 is attached. the gearbox is engaged around the circumference with driven bevel gears 57 of the satellite shafts 6, and the movable bushings 43 in the working position are pressed by the springs 58 to the couplings 44 by adjusting the degree of their compression 59. breakers approx kinematic connections 60 of the blades 1 are arranged between the lower part of the conical surface of the sleeve 45 and the annular flanges of movable bushings 43. Upper and lower sections axis 21 for ease of installation are connected releasably coupling 61. The battery 63 is placed below the motor 25.

В судовом исполнении в несущем корпусе 13 дополнительно установлен выходящий наружу сквозной горизонтальный вал 62, соединенный через переходный узел 64, 65 с вертикальным валом 66, на котором в нижней части посажена распределительная цилиндрическая шестерня 67, зацепленная с ведомыми цилиндрическими шестернями 68 и 69. Шестерня 68 через малый мультипликатор 70 и конические шестерни 71 и 72 соединена с многополюсным зарядным генератором 19', электрически связанным через трехфазный выпрямитель 73 с буферным блоком аккумуляторных батарей 74 и преобразователем напряжения 75, который снабжен протяженным (и гидроизолированным) выходным силовым кабелем 76 для электроснабжения внешних потребителей.In the marine version, in the bearing housing 13, a through horizontal shaft 62 extending outwardly connected through an adapter assembly 64, 65 and a vertical shaft 66 is additionally mounted, on which a distribution cylindrical gear 67 is engaged in the lower part, engaged with driven cylindrical gears 68 and 69. Gear 68 through a small multiplier 70 and bevel gears 71 and 72 connected to a multipolar charging generator 19 ', electrically connected through a three-phase rectifier 73 with a buffer block of batteries 74 and the conversion Voltage shifters 75 which is provided with an extended (and waterproofed) output power cable 76 to external power consumers.

Вторая ведомая цилиндрическая шестерня 69 через дистанционно включаемую разъемную муфту 77 соединена двухсекционным вертикальным валом с конической шестерней 78, зацепленной с ведомой конической шестерней 79, передающей крутящий момент через горизонтальный вал 80 (с силовым мультипликатором 81 и цилиндрической шестерней 82) и карданный вал 83 на гребной винт 84.The second driven cylindrical gear 69 through a remotely switched detachable clutch 77 is connected by a two-section vertical shaft with a bevel gear 78 engaged with a driven bevel gear 79 that transmits torque through a horizontal shaft 80 (with a power multiplier 81 and a cylindrical gear 82) and a propeller shaft 83 to the propeller screw 84.

Резервный реверсивный (например, серийный) электродвигатель постоянного тока 85 (включаемый при необходимости продолжения хода судна во время штиля или маневрирования в местах швартовки) соединен через редуктор 86 с подвижной сателлитной цилиндрической шестерней 87. Питание электродвигателя 85 осуществляется от аккумуляторных батарей 74 по силовому кабелю 88.A backup reversible (for example, serial) DC motor 85 (switched on if necessary to continue the ship during calm or maneuvering at the mooring) is connected via a gearbox 86 to a movable satellite spur gear 87. The electric motor 85 is supplied from storage batteries 74 via a power cable 88 .

Ветродвигатель работает следующим образом.The wind turbine operates as follows.

Составные части ветродвигателя монтируются на ровной площадке (крыше здания или палубе судна) и крепятся к ней основанием 15 с помощью мощных болтовых соединений. Внешние составные части судовой модификации размещаются под верхней палубой и стыкуются с выходным концом вала 62. Флюгер 33 самостоятельно разворачивается по воздушному потоку и устанавливает рабочий режим работы ветрового колеса.The components of the wind turbine are mounted on a flat platform (the roof of the building or the deck of the ship) and are attached to it by a base 15 with powerful bolted joints. The external components of the ship modification are located under the upper deck and are joined with the output end of the shaft 62. The weather vane 33 independently rotates through the air flow and sets the operating mode of the wind wheel.

В диапазоне скоростей ветра от стартовой до начала стабилизации мощности (например, 12 м/с - фиг.7в, поз.1-2) каждая лопасть в точке А (фиг.7с, поз.1) развернута по воздушному потоку, а противоположная и все остальные лопасти ориентированы плоскостями на ее ось вращения, реализуя таким образом их циклоидное «качение» по условной вертикальной плоскости мn. В диапазоне e-с (фиг.7в, поз.2-3) избыточная и неиспользуемая мощность воздушного потока +ΔР с условной площадью авd компенсируется создаваемой частично разориентированными лопастями практически равной по величине и тормозящей ветровое колесо мощностью - ΔР с площадью efc, в результате чего в наиболее эффективном рабочем диапазоне 12-20 м/с (е-с, условная площадь S2) скорость ветрового колеса и пропорциональная ей вырабатываемая мощность, при незначительных девиациях, остаются практически стабильными.In the range of wind speeds from the start to the beginning of power stabilization (for example, 12 m / s - figv, pos.1-2), each blade at point A (fig.7c, pos.1) is deployed in the air flow, and the opposite one all other blades are oriented by planes on its axis of rotation, thus realizing their cycloid "rolling" along the conventional vertical plane mn. In the e-c range (FIG. which, in the most effective operating range of 12-20 m / s (e-s, conditional area S 2 ), the speed of the wind wheel and the power generated proportional to it, with insignificant deviations, remain practically stable.

Конусная втулка 45 в этом диапазоне, преодолев начальное калиброванное натяжение пружины 53, перемещается в пределах величины h. При ослаблении ветра (от 20 до 12 м/с) все эти процессы происходят аналогичным образом в обратном порядке и являются в обоих случаях нелинейными, т.к. отбираемая мощность воздушного потока имеет кубическую зависимость от скорости ветра (например, при удвоении скорости ветра мощность ветродвигателя увеличивается в 8 раз).The conical sleeve 45 in this range, having overcome the initial calibrated tension of the spring 53, moves within the value of h. When the wind attenuates (from 20 to 12 m / s), all these processes occur in a similar manner in the reverse order and are nonlinear in both cases, because the selected power of the air flow has a cubic dependence on the wind speed (for example, when doubling the wind speed, the power of the wind turbine increases by 8 times).

Функциональной особенностью работы системы стабилизации отбираемой от воздушного потока мощности в указанном диапазоне является синхронизированная поочередная работа (размещенных на одной заторможенной оси 21) флюгера 33 и эксцентрикового флажка 52.A functional feature of the stabilization system operation of the power taken from the air flow in the specified range is synchronized alternate operation (placed on one braked axis 21) of the weather vane 33 and the eccentric flag 52.

При достижении устанавливаемого заранее порога буревой скорости ветра (например, 25 м/с) флажок 52 начнет далее поворачиваться по потоку и дополнительно сдвигать вниз конусную втулку 45 на Δh (фиг.5), при этом толкателем 48 размыкаются контакты выключателя 37 и обесточивается реверсивный электродвигатель 25, а посредством более мощных толкателей 60 одновременно размыкаются кинематические связи лопастей и в свободном состоянии они с помощью закрылков разворачиваются по воздушному потоку.When the threshold of the wind wind speed is set in advance (for example, 25 m / s), the flag 52 will begin to rotate further downstream and further shift the cone sleeve 45 down by Δh (Fig. 5), while the pusher 48 opens the contacts of the switch 37 and de-energizes the reversible electric motor 25, and by means of more powerful pushers 60, the kinematic connections of the blades are simultaneously opened and, in the free state, they are deployed by means of flaps in the air flow.

Посредством дистанционного пульта II (фиг.4) осуществляется экстренная или профилактическая остановка ветряного колеса при любой рабочей скорости ветра - путем переключения одинарного тумблера 40 в показанное на схеме сплошной линией верхнее положение, а также последующим нажатием на кнопочный переключатель 39 и удержание его до полной остановки ветряного колеса. Для обратного приведения ветродвигателя в рабочее состояние тумблер 40 переключается в показанное на схеме пунктиром нижнее положение. Внешнее дистанционное размыкание кинематических связей лопастей при любой скорости ветра и на любое время осуществляется также с пульта II с помощью соленоида 42 путем включения тумблера 41.By means of the remote control II (Fig. 4), an emergency or preventive stop of the wind wheel is carried out at any operating wind speed - by switching the single toggle switch 40 to the upper position shown in the diagram with a solid line, and then pressing the button switch 39 and holding it until it stops wind wheel. To bring the wind turbine back into operation, the toggle switch 40 switches to the lower position shown in the dotted diagram. External remote opening of the kinematic connections of the blades at any wind speed and at any time is also carried out from the console II using the solenoid 42 by turning on the toggle switch 41.

Второй важной особенностью предлагаемой системы самоориентации лопастей является то, что если (например, по техническим причинам или в сильный мороз) не произошел разворот плоскостей лопастей по потоку при VB>25 м/с, то продолжающаяся их разориентация (фиг.9, точка А') приведет к равновесию практически одинаковых, но разнонаправленных, крутящих моментов ветряного колеса и оно самопроизвольно остановится, при этом с наименьшим суммарным сопротивлением набегающему буревому потоку. Очевидно, что в регионах с преобладающими повышенными ветровыми потоками усиленная конструкция лопастей и ветродвигателя в целом позволяет достичь точки A' при более высоких скоростях ветра и значительно увеличить годовую выработку электроэнергии.The second important feature of the proposed system of self-orientation of the blades is that if (for technical reasons or in severe frost) there was no turn of the planes of the blades downstream at V B > 25 m / s, then their continued disorientation (Fig. 9, point A ') will lead to a balance of almost the same, but multidirectional, torques of the wind wheel and it will stop spontaneously, while with the least total resistance to the oncoming flux. Obviously, in regions with predominantly high wind flows, the reinforced design of the blades and the wind turbine as a whole allows you to reach point A 'at higher wind speeds and significantly increase annual electricity generation.

Источники информацииInformation sources

1. RU 2050466, кл. F03D 7/06.1. RU 2050466, class F03D 7/06.

2. RU 2052658, кл. F03D 3/02, 7/06.2. RU 2052658, cl. F03D 3/02, 7/06.

3. RU 2076240, кл. F03D 7/04.3. RU 2076240, cl. F03D 7/04.

4. RU 2053409, кл. F03D 7/06, 5/02.4. RU 2053409, cl. F03D 7/06, 5/02.

Claims (4)

1. Циклоидный ветродвигатель, содержащий опорную мачту, полые овальные трубы с установленными на их концах поворотными вертикальными лопастями, планетарный редуктор с заторможенной центральной конической шестерней, генератор, реверсивный электропривод, флюгер с контактной группой переключателей для самоориентации лопастей на ветер, противобуревый эксцентриковый флажок с подвижной конусной втулкой и размыкатели кинематических связей лопастей, отличающийся тем, что поворотные лопасти выполнены одинарными со сбалансированным чередующимся размещением их сверху и снизу по внешней окружности ветряного колеса, а многополюсный генератор с мультипликатором, редуктор отбора мощности, реверсивный электропривод и флюгер с контактной группой переключателей размещены внизу внутри несущего корпуса, установленного на вертикальных стойках, при этом на подвижной конусной втулке закреплены пружинящая скоба с толкателями и шток соленоида, электрически связанного с выносным дистанционным пультом экстренной или профилактической остановки ветряного колеса.1. A cycloid wind turbine containing a supporting mast, hollow oval pipes with rotary vertical blades mounted at their ends, a planetary gear with a braked central bevel gear, a generator, a reversible electric drive, a weather vane with a contact group of switches for self-orientation of the blades in the wind, an anti-storm eccentric flag tapered sleeve and circuit breakers of the kinematic connections of the blades, characterized in that the rotary blades are made single with a balanced sequence by placing them above and below on the outer circumference of the wind wheel, and a multi-pole generator with a multiplier, a power take-off reducer, a reversible electric drive and a weather vane with a contact group of switches are located below inside the bearing case mounted on vertical uprights, while a spring clip is fixed to the movable conical sleeve with pushers and a stock of a solenoid electrically connected to a remote control panel for emergency or preventive stopping of the wind wheel. 2. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что система самоориентации лопастей на ветер содержит сдвоенный кнопочный переключатель и одинарный выключатель питания реверсивного электродвигателя постоянного тока, которые кинематически связаны посредством толкателей с подвижной конусной втулкой. 2. The wind turbine according to claim 1, characterized in that the system of self-orientation of the blades in the wind contains a double push-button switch and a single power switch for a reversible direct current electric motor, which are kinematically connected by means of pushers with a movable conical sleeve. 3. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что в судовом исполнении несущий корпус содержит выходящий наружу горизонтальный вал отбора мощности ветряного колеса, связанный через дополнительные переходные кинематические звенья, разъемную муфту, мультипликатор и карданный вал с гребным винтом, а также с многополюсным генератором, трехфазным выпрямителем, буферным блоком аккумуляторных батарей и преобразователем напряжения, при этом с гребным винтом дополнительно связан через редуктор и подвижную сателлитную шестерню реверсивный резервный электродвигатель постоянного тока.3. The wind turbine according to claim 1, characterized in that in the shipboard version the bearing housing comprises a horizontal outgoing shaft of the wind wheel output connected through additional transitional kinematic links, a detachable clutch, a multiplier and a cardan shaft with a propeller, as well as with a multi-pole generator , a three-phase rectifier, a buffer block of batteries and a voltage converter, while a reversible reserve is additionally connected to the propeller via a gearbox and a movable satellite gear ny DC motor. 4. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что в судовом исполнении преобразователь напряжения дополнительно снабжен протяженным гидроизолированным выходным силовым кабелем для электропитания на стоянке у берега внешних потребителей. 4. The wind turbine according to claim 1, characterized in that in the marine design the voltage converter is additionally equipped with an extended waterproofed output power cable for power supply in the parking lot off the shore of external consumers.
RU2012111721/06A 2012-03-28 2012-03-28 Cycloidal wind turbine RU2518727C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111721/06A RU2518727C2 (en) 2012-03-28 2012-03-28 Cycloidal wind turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012111721/06A RU2518727C2 (en) 2012-03-28 2012-03-28 Cycloidal wind turbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012111721A RU2012111721A (en) 2013-10-10
RU2518727C2 true RU2518727C2 (en) 2014-06-10

Family

ID=49302456

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012111721/06A RU2518727C2 (en) 2012-03-28 2012-03-28 Cycloidal wind turbine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2518727C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2587808C1 (en) * 2015-05-15 2016-06-27 Виталий Григорьевич Федчишин Double orthogonal cycloidal wind turbine
RU2596295C2 (en) * 2014-06-26 2016-09-10 Виталий Григорьевич Федчишин Cycloidal wind turbine with folding blades

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1486338A (en) * 1975-07-23 1977-09-21 Barnes P Wind or water powered machines
RU2050466C1 (en) * 1992-04-27 1995-12-20 Виталий Григорьевич Федчишин Wind motor and hydraulic generator
RU2392487C2 (en) * 2007-11-12 2010-06-20 Абдулла Сиражутдинович АЛИЕВ Wind mill power generating unit
RU2392490C1 (en) * 2009-03-11 2010-06-20 Айвар Заурбекович Кантемиров Carousel-type wind-electric set (wes) with cyclic symmetric blades smoothly rotating in opposite phase to rotor
RU2432492C2 (en) * 2009-06-02 2011-10-27 Учреждение Российской академии наук Комплексный научно-исследовательский институт РАН Energy converter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1486338A (en) * 1975-07-23 1977-09-21 Barnes P Wind or water powered machines
RU2050466C1 (en) * 1992-04-27 1995-12-20 Виталий Григорьевич Федчишин Wind motor and hydraulic generator
RU2392487C2 (en) * 2007-11-12 2010-06-20 Абдулла Сиражутдинович АЛИЕВ Wind mill power generating unit
RU2392490C1 (en) * 2009-03-11 2010-06-20 Айвар Заурбекович Кантемиров Carousel-type wind-electric set (wes) with cyclic symmetric blades smoothly rotating in opposite phase to rotor
RU2432492C2 (en) * 2009-06-02 2011-10-27 Учреждение Российской академии наук Комплексный научно-исследовательский институт РАН Energy converter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2596295C2 (en) * 2014-06-26 2016-09-10 Виталий Григорьевич Федчишин Cycloidal wind turbine with folding blades
RU2587808C1 (en) * 2015-05-15 2016-06-27 Виталий Григорьевич Федчишин Double orthogonal cycloidal wind turbine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012111721A (en) 2013-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20170191465A1 (en) Platform for generating electricity from flowing fluid using generally prolate turbine
US7830033B2 (en) Wind turbine electricity generating system
TWI644833B (en) Methods of maintaining an offshore power plant
TWI628355B (en) Methods and systems for electrical isolation in an offshore power generation plant
GB2427003A (en) Portable renewable energy apparatus
WO2009142979A2 (en) Airborne wind turbine electricity generating system
EP3184813B1 (en) Offshore floating infrastructure for exploiting wind energy
AU2017245383A1 (en) Vertical axis wind turbine
TWI638946B (en) Methods and systems for maintaining an offshore power plant having airborne power generating craft
WO2014036810A1 (en) A tethered airborne wind power generator system
TW201804077A (en) Systems and methods for offshore power generation using airborne power generating craft tethered to a floating structure
JP2017218998A (en) Wind power generator
CN105814764A (en) Installation for transmitting electrical power
KR101053451B1 (en) Small size aerogenerator that blade facing of blade is possible
RU2518727C2 (en) Cycloidal wind turbine
TWI662188B (en) Systems and methods for offshore power generation using airborne power generating craft
GB2459447A (en) Tidal power generating unit
CN202900537U (en) Movable sea wave wind power generation system
RU2638237C1 (en) Ground-generator wind engine
RU2547199C1 (en) Balanced wind turbine unit with oscillating vertical blades
RU2347103C1 (en) Rotor wind power unit with full-rotating blades
RU2587808C1 (en) Double orthogonal cycloidal wind turbine
RU2174189C2 (en) Wind-electric generating plant
RU2622455C1 (en) Orthogonal wind motor with inclined folded blades
RU2462614C2 (en) Multi-purpose wind-driven power plant

Legal Events

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

Effective date: 20210329