RU2537666C1 - Вертикально-осевой ветродвигатель с экраном - Google Patents
Вертикально-осевой ветродвигатель с экраном Download PDFInfo
- Publication number
- RU2537666C1 RU2537666C1 RU2013129260/06A RU2013129260A RU2537666C1 RU 2537666 C1 RU2537666 C1 RU 2537666C1 RU 2013129260/06 A RU2013129260/06 A RU 2013129260/06A RU 2013129260 A RU2013129260 A RU 2013129260A RU 2537666 C1 RU2537666 C1 RU 2537666C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screen
- wind
- powered engine
- rotor
- wind turbine
- 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
Abstract
Изобретение относится к ветроэнергетике и позволяет регулировать скорость вращения ротора ветродвигателя, а также защитить его от наледи и налипания снега. Конструкция ветродвигателя отличается тем, что снабжена механизмом поворота экрана, позволяющим принудительно повернуть его вокруг своей оси и полностью или частично перекрыть ротор ветродвигателя от потока ветра и других атмосферных воздействий. Наличие механизма поворота экрана позволяет вращать экран в двух режимах: независимо от положения хвостовика и заодно с ним. Кроме того, экран снабжен конфузором с компенсатором и диффузором, способствующим увеличению скорости ветрового потока, вращающего ротор ветродвигателя. Экран снабжен подшипниками и имеет возможность вращаться вокруг вала ротора. Кроме того, ветродвигатель снабжен механизмом складывания мачты, крестовиной, и хвостовиком, механически (через шестерни) соединенным с экраном. Хвостовик установлен на подшипниках на валу ротора. 3 ил.
Description
Изобретение относится к ветроэнергетике и позволяет регулировать скорость вращения ротора ветродвигателя, а также защитить его от наледи и налипания снега.
Известен вертикально-осевой ветродвигатель с экраном (Р.А. Янсон, Ветроустановки, Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007, стр.16), или ветродвигатель с экраном, приведенный в ссылке http://vetrvaky.ru/raschet-lopastey-dlya-vetryakov/, который можно выбрать в качестве прототипа. Ветродвигатель содержит вертикально установленный ротор, снабженный экраном.
Недостатки приведенной конструкции заключаются в том, что экран не снабжен механизмом принудительного вращения, необходимым для полного или частичного перекрытия лопастей ротора при больших скоростях ветра, что может разогнать ротор ветродвигателя до недопустимых окружных скоростей и привести к поломке, а также нет устройства, направляющего ветродвигатель на ветер (хвостовика). Ротор не зачищен от обледенения и налипания снега, что может привести к дебалансировке ротора. Экран не меняет парусность ветродвигателя.
Техническая задача, решаемая при помощи предлагаемого изобретения, заключается в стабилизации скорости вращения ротора ветродвигателя, стабилизации положения экрана относительно направления ветрового потока и частичной или полной защите ротора ветродвигателя от воздействия ветрового потока, скорость которого превышает оптимальное значение скорости, на которое рассчитана данная конструкция; защите ротора от наледи, налипании снега, что приводит к дебалансировке ротора и его поломке. А также в увеличении энергии, вырабатываемой ветродвигателем.
Техническое решение достигнуто за счет применения механизма поворота экрана, позволяющего принудительно повернуть его вокруг своей оси и полностью или частично перекрыть ротор ветродвигателя от потока ветра и других атмосферных воздействий. Наличие механизма поворота экрана позволяет вращать экран в двух режимах: независимо от положения хвостовика и заодно с ним. Кроме того, экран снабжен конфузором с компенсатором и диффузором, способствующим увеличению скорости ветрового потока, вращающего ротор ветродвигателя. Компенсатор предназначен для дополнительной стабилизации положения экрана и хвостовика относительно направления ветрового потока и компенсирует момент силы, дезориентирующий положение экрана относительно направления ветра. Экран снабжен подшипниками и имеет возможность вращаться вокруг вала ротора. Кроме того, ветродвигатель снабжен механизмом складывания мачты, крестовиной, и хвостовиком, механически (через шестерни) соединенным с экраном. Хвостовик установлен на подшипниках на валу ротора.
Конструкция вертикализатора приведена на чертежах.
На Фиг.1, 2 и 3 приведен вид ветродвигателя спереди, сзади и сбоку.
Ветродвигатель включает мачту 1, механизм складывания мачты 2, редуктор 3, передающий вращение от шкива 4 через ременную передачу 5 на шкив 6 генератора 7 (или гидронасоса), установленного на кронштейне, и рамы 8 для присоединения нижних расчаливающих тросов 9, необходимых для закрепления мачты в вертикальном положении. В полости мачты 1 размещен вал 10 ветродвигателя, передающий вращение редуктору 3. На валу 10 установлены четырехлопастные роторы 11 и 12, лопасти которых смещены друг относительно друга на 45 градусов. Роторы с внешней стороны охватывает экран 13, имеющий возможность независимо от ротора вращаться вокруг вала 10. Экран снабжен конфузором 14 для поступающего потока воздуха и диффузором 15 для оттока потока воздуха. Край конфузора снабжен компенсатором 16, отогнутым наружу. Диффузор и конфузор предназначены для увеличения скорости ветрового потока, поступающего в полость экрана 13. Компенсатор 16 служит для создания вектора силы, направленного в сторону, противоположную вектору силы, создаваемому ветровым потоком при обтекании экрана с внешней стороны, и равную ей по величине. То есть ветровой поток, попадающий на поверхность компенсатора 16, создает противовес силе ветра, обтекающего экран со стороны, противоположной компенсатору и вращающего его. Таким образом, создается противодействующая крутящая сила, не позволяющая экрану дезориентировать свое положение по отношению к направлению ветрового потока. Над экраном на валу 10 установлена крестовина 17 для соединения верхних расчаливающих тросов 18. Снизу под экраном 13 на валу 10 размещен хвостовик 19, имеющий возможность вращаться вокруг вала ротора и снабженный механизмом поворота экрана. Механизм поворота экрана включает ведомую шестерню 20, соединенную с экраном и ведущую шестерню 21, находящуюся в зацеплении с шестерней 20 и установленную на валу реверсивного электродвигателя 22, закрепленного на хвостовике. Механизм поворота экрана позволяет вращать экран независимо от положения хвостовика, который всегда ориентирован вдоль направления ветра и устанавливает плоскость конфузора экрана 13 перпендикулярно направлению ветрового потока. Механизм складывания мачты 2 снабжен двумя пальцами 23 и служит для укладки ветродвигателя в горизонтальное положение при проведении ремонтно-профилактических работ. При этом достаточно извлечь один из них и уложить мачту, вращая вокруг второго, предварительно освободив расчаливающие тросы. Редуктор 3 снабжен фланцем 24 и служит для передачи под углом 90 градусов вращения вала 10 к генератору 7. В качестве редуктора может быть применен, например, задний мост автомобиля. 25 - крепление ведомой шестерни 20 к экрану.
Ветродвигатель работает следующим образом:
Поток ветра через конфузор поступает в полость экрана 13, увеличивает свою скорость и вращает роторы 11 и 12, посаженные на вал 10. При этом вращается вал 10 ротора и через редуктор 3 посредством шкива 4, ременной передачи 5 и шкива 6 передает вращение генератору 7. Вместо электрогенератора может быть установлен гидронасос. Выработанная генератором электроэнергия используется по назначению. Соединенный с экраном хвостовик с поворотным механизмом постоянно ориентирует плоскость конфузора 14 перпендикулярно ветровому потоку. При превышении скорости ветра номинального значения, рассчитанного на данную конструкцию ветродвигателя, для уменьшения скорости вращения или предотвращении выхода из строя элементов и узлов ротора, экран 13 принудительно приводится во вращение. При этом экран частично или полностью перекрывает ротор от потока ветра. Для поворота экрана вокруг вала 10 предусмотрен механизм поворота. При увеличении скорости ветра сверх номинального значения срабатывает датчик измерения скорости ветра (на чертеже не показан) и включает реверсивный электродвигатель 22, установленный на хвостовике. Вращение вала электродвигателя через ведущую 21 и ведомую 20 шестерню передается экрану, и поворачивает его против часовой стрелки на определенный угол, тем самым уменьшая поток воздуха, поступающий в полость экрана. Хвостовик при этом всегда остается направленным вдоль потока ветра. При уменьшении скорости ветра экран автоматически возвращается в исходное положение. При изменении направления ветра экран вращается совместно с хвостовиком. Экран самостоятельно провернуться вокруг вала 10 не может, так как передаточное число между шестернями 20 и 21 велико (большая разница в диаметрах). Экран, ротор, хвостовик и крестовина снабжены самостоятельными подшипниковыми узлами.
Claims (1)
- Вертикально-осевой ветродвигатель с экраном, включающий мачту, вал ветродвигателя, роторы, экран, отличающийся тем, что снабжен датчиком измерения скорости ветра, механизмом складывания мачты, крестовиной, хвостовиком и механизмом поворота экрана вокруг вала ветродвигателя, включающим ведомую шестерню, соединенную с экраном и находящуюся в зацеплении с ведущей шестерней, установленной на валу реверсивного электродвигателя, закрепленного на хвостовике, а экран содержит конфузор с компенсатором, отогнутым наружу, и диффузор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013129260/06A RU2537666C1 (ru) | 2013-06-25 | 2013-06-25 | Вертикально-осевой ветродвигатель с экраном |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013129260/06A RU2537666C1 (ru) | 2013-06-25 | 2013-06-25 | Вертикально-осевой ветродвигатель с экраном |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013129260A RU2013129260A (ru) | 2014-12-27 |
RU2537666C1 true RU2537666C1 (ru) | 2015-01-10 |
Family
ID=53278705
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013129260/06A RU2537666C1 (ru) | 2013-06-25 | 2013-06-25 | Вертикально-осевой ветродвигатель с экраном |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2537666C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080131282A1 (en) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Know How Italia S.P.A. | Wind apparatus |
RU2383775C1 (ru) * | 2008-06-24 | 2010-03-10 | Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РООСЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) | Роторная ветроустановка |
UA52243U (ru) * | 2009-12-03 | 2010-08-25 | Институт Электросварки Им. Е.О. Патона Нан Украины | Ротор типа савониуса с вертикальной осью вращения и защитным экраном |
-
2013
- 2013-06-25 RU RU2013129260/06A patent/RU2537666C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080131282A1 (en) * | 2006-11-20 | 2008-06-05 | Know How Italia S.P.A. | Wind apparatus |
RU2383775C1 (ru) * | 2008-06-24 | 2010-03-10 | Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РООСЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) | Роторная ветроустановка |
UA52243U (ru) * | 2009-12-03 | 2010-08-25 | Институт Электросварки Им. Е.О. Патона Нан Украины | Ротор типа савониуса с вертикальной осью вращения и защитным экраном |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013129260A (ru) | 2014-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7708527B2 (en) | Ram air turbine with compound geartrain gearbox | |
US8450871B2 (en) | Positioning of a rotor of a wind power plant | |
JP2004353637A (ja) | 自転羽根式垂直軸型風車 | |
US8963361B2 (en) | Method to rotate the rotor of a wind turbine and means to use in this method | |
CN1668846A (zh) | 风力发电设备及其轴承组件 | |
KR101230489B1 (ko) | 풍력발전기의 블레이드의 가변구조 | |
EP3060798B1 (en) | A wind turbine with a belt drive gear arrangement | |
GB2471272A (en) | Vertical axis magnus effect wind turbine | |
US9410534B2 (en) | Wind powered electrical generator having a variable speed clutch arrangement | |
CA2780709C (en) | Gear unit between generators in a wind power installation | |
RU2537666C1 (ru) | Вертикально-осевой ветродвигатель с экраном | |
KR101592632B1 (ko) | 풍력 발전 시스템 | |
KR101525553B1 (ko) | 수직 로터형 풍력발전 장치 | |
KR20130066768A (ko) | 풍력발전기 | |
EP2573385A1 (en) | Method to rotate the rotor of a wind turbine and means to use in this method | |
ES2896673T3 (es) | Sistema de lubricación para un rodamiento principal de una turbina eólica | |
CN105840435A (zh) | 一种针对高寒气候改进高海拔风力发电机组传动装置 | |
CN102032127B (zh) | 竖轴风力发电齿轮箱 | |
RU2484299C2 (ru) | Адаптивное ветроколесо | |
RU77363U1 (ru) | Ветродвигатель | |
WO2015125153A2 (en) | A flexible torque transmitting means for wind turbine | |
WO2010137929A1 (en) | Shield means for wind turbine | |
CN102062054A (zh) | 一种无滑刷及双机偏航风力发电技术 | |
CN206243474U (zh) | 一种单一动力源四旋翼无人机传动机构 | |
CN104314758B (zh) | 风力发电机离心变桨装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170626 |