RU2537645C2 - Ветродвигатель - Google Patents
Ветродвигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537645C2 RU2537645C2 RU2012122261/06A RU2012122261A RU2537645C2 RU 2537645 C2 RU2537645 C2 RU 2537645C2 RU 2012122261/06 A RU2012122261/06 A RU 2012122261/06A RU 2012122261 A RU2012122261 A RU 2012122261A RU 2537645 C2 RU2537645 C2 RU 2537645C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- wind turbine
- rotors
- shafts
- wind
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветроэлектрогенераторным установкам. Ветродвигатель содержит направляющий элемент и два лопастных ротора с вертикальными валами и лопастями, размещенными с образованием между внутренними лопастями зоны перекрытия. В него дополнительно введены верхние роторы, валы которых соединены с вертикальными валами лопастных роторов угловыми передачами. Валы верхних роторов установлены с наклоном в центральную часть ветродвигателя и с размещением их внутренних лопастей в зоне перекрытия лопастей нижних роторов. Изобретение обеспечивает улучшение энергетических показателей путем уменьшения площади лопастей при движении их против ветра. 7 ил.
Description
зобретение относится к области ветроэнергетики, в частности, к ветроэлектрогенераторным установкам.
Известны ветродвигатели с вертикальным валом, например ветродвигатель [Патент РФ №2351796/А.М.Литвиненко. - Ветродвигатель./ Опубл. 10.04.2009, Бюл. №10, заявка 2007124236/06 от 27.06.2007, МПК F03D 7/06], содержащий вертикальный вал, башню и лопасти, выполненные вогнутой формы. Лопасти установлены на шкворнях, каждая из которых с помощью шарниров соединена с шарнирно установленными на валу тягами с образованием параллелограммов. Шкворни снабжены аэродинамическими поверхностями, имеющими наклон, при этом нижние тяги дополнительно соединены с валом с помощью шарнирно установленных пружинно-демпфирующих элементов.
Недостатком данного ветродвигателя является сложность конструкции и некоторая потеря ветровой энергии на аэродинамических поверхностях.
Указанный недостаток преодолевается за счет использования двух групп роторов, например ветродвигатель [Патент РФ №2358147 /А.М.Литвиненко. - Ветродвигатель./ Опубл. Бюл. №16, 2009, заявка 2007135964/06 от 27.09.2007, МПК F03D 3/04], содержащий башню, поворотное устройство, несущую конструкцию, вертикальные валы и вращающиеся в разные стороны ветроколера с лопастями с вертикальной осью вращения, а также хвостовую балку и хвостовые плоскости. Воздуховоды выполнены боковыми в виде трех участков - приемного, прямого и дугообразного коробов, последний из которых ориентирован на лопасти ветроколес, а хвостовая балка и хвостовые плоскости служат направляющим элементом ветродвигателя.
Недостатком данного двигателя является наличие больших и массивных воздуховодов, что значительно удорожает конструкцию.
Повышение эффективности использования ветрового потока возможно также за счет использования многоярусных лопастных роторов, например ветродвигатель [Патент РФ №2373426 /А.М.Литвиненко. - Ветродвигатель./ Опубл. Бюл. №32, 2009, заявка 20081144734/06 от 14.04.2008, МПК F03D 3/06], содержащий вращающиеся относительно вертикальной оси стойку и основные перекладины с неподвижными вогнутыми ветровоспринимающими элементами и дополнительно снабжен вспомогательными перекладинами, установленными над основными перекладинами, и рамками с вогнутыми ветровоспринимающими элементами на нижней стороне. Рамки установлены верхней стороной в поворотном шарнире на вспомогательных перекладинах и размещены с возможностью упора вертикальными стойками в основные перекладины.
При функционировании этого ветродвигателя возникают нежелательные динамические нагрузки, связанные с перекладкой подвижных ветровоспринимающих элементов, что вызывает несимметричные нагрузки.
Из всех известных аналогов наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ветродвигатель [Патент Германии №202006014267 И1 от 2007.01.11, заявлен 13.09.2006], содержащий зону перекрытия между двумя роторами с параллельными вертикальными валами. Ветродвигатель содержит шестеренчатую передачу, которая фазирует вертикальные валы таким образом, что между валами создается зона перекрытия лопастей, уменьшающая аэродинамическое сопротивление ветродвигателя, а именно тех лопастей, которые движутся навстречу потоку.
Недостатком данного ветродвигателя является как наличие массивных воздуховодов, расположенных сзади роторов, так и относительно малая эффективность зоны перекрытия лопастей, что связано с тем, что ее площадь относительно велика по сравнению с площадью рабочих роторов и составляет приблизительно отношение 1:2, что недостаточно для эффективности работы.
Изобретение направлено на повышение использования зоны воздушного потока, уменьшение относительно площади зоны перекрытия и, как следствие, улучшение энергетических показателей.
Это достигается тем, что в ветродвигатель, содержащий направляющий элемент и два лопастных ротора с вертикальными валами и лопастями, размещенными с образованием между внутренними лопастями зоны перекрытия, согласно изобретению дополнительно введены верхние роторы, валы которых соединены с вертикальными валами роторов угловыми передачами, валы верхних роторов установлены с наклоном в центральную часть ветродвигателя и с размещением их внутренних лопастей в зоне перекрытия.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображена кинематическая схема электродвигателя с двумя зонами перекрытия и угловыми передачами, выполненными в виде двух шарниров с пальцами. На фиг.2 показана кинематическая схема аналогичного ветродвигателя, но с угловыми передачами в виде карданных шарниров и шлицевых соединений. На фиг.3 изображена кинематическая схема ветродвигателя зоны перекрытия, площадь которой составляет все лишь четверть от площади рабочих плоскостей с угловыми передачами в виде конических шестерен. В дальнейшем изложении этот вариант ветродвигателя является основным и описывается более детально. На фиг.4 - вид спереди данного ветродвигателя, на фиг.5 приведена схема расположения лопастей нижнего яруса, на фиг.6 условно показана кинематическая схема расположения лопастей верхнего яруса, на фиг.7 показан вид сбоку.
Ветродвигатель в варианте с увеличенной зоной перекрытия (см. фиг.3) содержит два вертикальных вала 1 и 2, направляющий элемент 3, группу нижних лопастей (нижнего яруса) 4 и 5, группу верхних лопастей (верхнего яруса) 6 и 7 с зоной перекрытия 8 между валами. При этом валы 9 и 10 роторов верхних ярусов установлены наклонно с завалом в центральную часть ветродвигателя с тем, чтобы в центральной части ветродвигателя была организована зона перекрытия не двух лопастей, как в ближайших аналогах ветродвигателя, а четырех лопастей. При этом валы роторов верхних и нижних ярусов соединены угловыми передачами, например шарнирами 11, типа шар с пальцем, карданными шарнирами 12 или угловыми зубчатыми передачами 13. Вертикальные роторы вращаются в подшипниках 14, на одном валу с роторами сидят роторы 15 генераторов, которые через воздушный зазор находятся в магнитной связи со статорами 16. Статоры установлены на нижнем поворотном основании 17, которое через подшипник 18 связано с неподвижной опорой 19. Подшипники валов закреплены на корпусе 20, который, в свою очередь, закреплен на стойке 21, в качестве которой может быть использован и обтекатель 22, установленный в средней части ветродвигателя. Направляющий элемент 3 установлен на штанге 23.
Ветродвигатель работает следующим образом. Ветровой поток воспринимается периферийными лопастями 4, 5, 6, 7 как верхнего, так и нижнего яруса. При этом группа роторов приходит в синхронизированное вращение, сопровождающиеся движением периферийных лопастей по потоку, направленному на плоскости фиг.1, 2, 3, 4, снизу вверх на плоскости 5 и 6, слева направо на плоскость фиг.7. Вследствие наклоненности валов 9 и 10 к центру и соответствующим образом выбранному осевому смещению в зоне перекрытия оказывается не две, как в ближайшем аналоге, а сразу четыре лопасти. Их расположение показано на фиг.5 для нижнего яруса и на фиг.6 для верхнего яруса. При этом на фиг.6 в центральной части заштрихована зона перекрытия нижнего яруса. Из фиг.6 видно, что лопасти верхнего яруса не накладываются на зону перекрытия нижнего яруса, а расположены ниже (левый ротор) и выше (правый ротор). Зоны перекрытия нижнего яруса - см. фиг.6. В зоне перекрытия центральной части ветродвигателя может быть расположен обтекатель 22, который выполняет 2 функции: - еще более затеняет зону перекрытия;
- направляет воздушный поток, приходящийся на зоны перекрытия, в стороны на рабочие лопасти, что еще более увеличивает эффективность ветродвигателя.
Технико-экономическим преимуществом данного ветродвигателя является повышенная эффективность, связанная с уменьшенной в 2 раза, по сравнению с наиболее близким аналогом, площадью перекрытия, что практически повышает использование ветровой энергии в 2 раза.
Claims (1)
- Ветродвигатель, содержащий направляющий элемент и два лопастных ротора с вертикальными валами и лопастями, размещенными с образованием между внутренними лопастями зоны перекрытия, отличающийся тем, что в него дополнительно введены верхние роторы, валы которых соединены с вертикальными валами роторов угловыми передачами, валы верхних роторов установлены с наклоном в центральную часть ветродвигателя и с размещением их внутренних лопастей в зоне перекрытия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012122261/06A RU2537645C2 (ru) | 2012-05-29 | 2012-05-29 | Ветродвигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012122261/06A RU2537645C2 (ru) | 2012-05-29 | 2012-05-29 | Ветродвигатель |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012122261A RU2012122261A (ru) | 2013-12-10 |
RU2537645C2 true RU2537645C2 (ru) | 2015-01-10 |
Family
ID=49682607
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012122261/06A RU2537645C2 (ru) | 2012-05-29 | 2012-05-29 | Ветродвигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2537645C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725125C1 (ru) * | 2019-12-24 | 2020-06-29 | Александр Алексеевич Трубецкой | Ветровая установка для выработки электричества |
RU2784255C1 (ru) * | 2022-04-26 | 2022-11-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Ветроэнергетическая установка с двумя ветроколесами |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DK22964C (da) * | 1918-04-02 | Valdemar Peter Hansen | Vindmotor med flere Vingesæt. | |
DE810500C (de) * | 1949-09-11 | 1951-08-09 | Herbert Bosch | Windturbine |
US4161370A (en) * | 1977-04-18 | 1979-07-17 | Gottfried Oppolzer | Windmill |
DE2916988A1 (de) * | 1978-05-09 | 1979-11-22 | Siemens Ag | Windkraftanlage nach dem anemometerprinzip |
RU2139443C1 (ru) * | 1998-06-23 | 1999-10-10 | Акционерное общество закрытого типа "Укрсварка" | Энергетический комплекс трехвального ветродвигателя |
DE202006014267U1 (de) * | 2006-09-13 | 2006-12-07 | Dohm, Rudolf, Dipl.-Ing. | Windkraftanlage mit zwei Savonius-Rotoren und einen Strömungskonzentrator |
-
2012
- 2012-05-29 RU RU2012122261/06A patent/RU2537645C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DK22964C (da) * | 1918-04-02 | Valdemar Peter Hansen | Vindmotor med flere Vingesæt. | |
DE810500C (de) * | 1949-09-11 | 1951-08-09 | Herbert Bosch | Windturbine |
US4161370A (en) * | 1977-04-18 | 1979-07-17 | Gottfried Oppolzer | Windmill |
DE2916988A1 (de) * | 1978-05-09 | 1979-11-22 | Siemens Ag | Windkraftanlage nach dem anemometerprinzip |
RU2139443C1 (ru) * | 1998-06-23 | 1999-10-10 | Акционерное общество закрытого типа "Укрсварка" | Энергетический комплекс трехвального ветродвигателя |
DE202006014267U1 (de) * | 2006-09-13 | 2006-12-07 | Dohm, Rudolf, Dipl.-Ing. | Windkraftanlage mit zwei Savonius-Rotoren und einen Strömungskonzentrator |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725125C1 (ru) * | 2019-12-24 | 2020-06-29 | Александр Алексеевич Трубецкой | Ветровая установка для выработки электричества |
RU2784255C1 (ru) * | 2022-04-26 | 2022-11-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Ветроэнергетическая установка с двумя ветроколесами |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012122261A (ru) | 2013-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2546750C (en) | Vertical axis wind turbine | |
EP2383466A3 (en) | Wind turbine with integrated design and controlling method | |
CA2822306C (en) | Co-axial rotors in a wind turbine and a method of generating energy therefrom | |
KR20130129179A (ko) | 수직 축 풍력 터빈 | |
US20180171966A1 (en) | Wind turbine with rotating augmentor | |
RU2537645C2 (ru) | Ветродвигатель | |
US20230323853A1 (en) | Systems and methods for interleaved synchronous propeller system | |
US11015580B2 (en) | Crossflow axes rotary mechanical devices with dynamic increased swept area | |
KR101034924B1 (ko) | 경사진 두 회전축에 의해 회전효율을 높인 풍력회전장치 | |
JP5984792B2 (ja) | 風力発電装置 | |
CN207580175U (zh) | 槽轮换向式旋转扑翼动力装置系统 | |
RU2569468C2 (ru) | Вертикальный ветродвигатель | |
JP2014163249A (ja) | 縦軸型風車 | |
JP2023530198A (ja) | 自在プロペラ、操作方法、及びその好適な利用 | |
WO2016023529A1 (en) | Wind engine | |
CN205835321U (zh) | 一种回转摇臂单电机机器人 | |
KR101057125B1 (ko) | 플랩 컨트롤 장치 | |
WO2012152263A3 (de) | Windturbine mit schwenkbaren blättern | |
CN204061044U (zh) | 一种垂直轴风力百千瓦发电机及其叶轮 | |
JP2014211141A (ja) | 360度回転可能な直線翼を備えた垂直軸型風車 | |
RU2494262C2 (ru) | Колесо компрессора с облегченными лопатками | |
KR102250537B1 (ko) | 멀티형 풍력 발전기 | |
RU2384731C1 (ru) | Ротор | |
RU2557147C2 (ru) | Ротор вертикальный | |
RU2550718C2 (ru) | Универсальный ротор онипко |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150530 |