RU2563949C1 - Rotor-type windmill - Google Patents
Rotor-type windmill Download PDFInfo
- Publication number
- RU2563949C1 RU2563949C1 RU2014123787/06A RU2014123787A RU2563949C1 RU 2563949 C1 RU2563949 C1 RU 2563949C1 RU 2014123787/06 A RU2014123787/06 A RU 2014123787/06A RU 2014123787 A RU2014123787 A RU 2014123787A RU 2563949 C1 RU2563949 C1 RU 2563949C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotary
- blades
- vertical shaft
- wind turbine
- vertical
- 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
Description
Изобретение относится к ветротехнике, в частности к ветродвигателям с вертикальной осью вращения ротора, перпендикулярной направлению ветра.The invention relates to wind engineering, in particular to wind turbines with a vertical axis of rotation of the rotor perpendicular to the direction of the wind.
Изобретение позволяет производить строительство как небольших, так и крупных электростанций. Работает независимо от направления ветра. Механизмы наведения на ветер и другие устройства, связанные с изменением ветра, отсутствуют.The invention allows the construction of both small and large power plants. It works regardless of wind direction. There are no wind guidance mechanisms and other devices related to wind changes.
Известный карусельный ветродвигатель (см. Авторское свидетельство СССР №992799, М. Кл. 3, F03d 3/00, публ. 1983 г., бюл. №4) имеет колесо со ступицей и закрепленными на ней махами, к концам которых шарнирно прикреплены подпружиненные профилированные лопасти. Недостаток ветроколеса этой установки заключается в том, что мощность, передаваемая на ступицу при вращении, развивается только при прохождении лопасти по одну сторону от оси вращения ступицы в направлении ветра, и поэтому ветроустановка имеет сравнительно низкий КПД.The well-known rotary wind turbine (see USSR author's certificate No. 992799, M. Cl. 3, F03d 3/00, publ. 1983, bull. No. 4) has a wheel with a hub and fixed wheels on it, to the ends of which are spring-loaded profiled blades. The disadvantage of the wind wheel of this installation is that the power transmitted to the hub during rotation develops only when the blade passes on one side of the axis of rotation of the hub in the wind direction, and therefore the wind turbine has a relatively low efficiency.
В Авторском свидетельстве СССР №1622609, М. Кл. 5, F03d 9/00, публ. 1991 г., бюл. №3, описан ветродвигатель, имеющий рабочие колеса нижнего и верхнего ярусов, включающие закрепленные на вертикальном валу держатели с упорами и размещенные между держателями лопасти, каждая из которых выполнена составной из аэродинамических профилей. Колеса вращаются в разные стороны, выполняя при этом функции роторного генератора. Этот ветродвигатель также имеет невысокий КПД, т.к. мощность ветрового потока передается через лопасти только с одной стороны оси вращения.In the USSR Certificate of Authorship No. 1622609, M. Kl. 5,
Ротор ветродвигателя, защищенный Авторским свидетельством СССР №992800, М. Кл. 3, F03d 3/00, публ. 1983 г., бюл. №4, содержит установленные в опорах вертикальный вал, на концах которого прикреплены два стержневых каркаса, связанные между собой набором вертикальных стержней, и плоские лопасти, шарнирно закрепленные одной из своих сторон на стержнях, причем ротор снабжен кольцами, размещенными между торцевыми поверхностями лопастей по два стержня на каждом радиусе, причем стержни с шарнирно закрепленными лопастями укреплены на наружных кольцах, а разность радиусов каждого наружного и внутреннего кольца меньше ширины лопасти.Wind turbine rotor protected by USSR Copyright Certificate No. 992800, M. Kl. 3, F03d 3/00, publ. 1983, bull. No. 4, contains a vertical shaft installed in the supports, at the ends of which two rod frames are attached, interconnected by a set of vertical rods, and flat blades pivotally attached to one of their sides on the rods, the rotor being provided with rings placed between the end surfaces of the blades in two the rod at each radius, and the rods with pivotally attached blades mounted on the outer rings, and the difference in the radii of each outer and inner ring is less than the width of the blade.
В описанной конструкции ротора ветродвигателя только половина лопастей взаимодействует с ветровым потоком, поэтому ветродвигатель с таким ротором имеет сравнительно низкий КПД.In the described design of the rotor of the wind turbine, only half of the blades interacts with the wind flow, therefore, a wind turbine with such a rotor has a relatively low efficiency.
Карусельный ветродвигатель, описанный в Авторском свидетельстве СССР №846777, М. Кл. 3, F03d 3/00, публ. 1981 г., бюл. №26, содержит неподвижную ось, лопасти, установленные с возможностью независимого поворота на махах, храповые механизмы по числу лопастей, храповое колесо каждого из которых закреплено на оси и снабжено охватывающим кольцом, имеющим рычаг, соединенный при помощи тяги с лопастью. Недостаток этого ветродвигателя - низкая надежность и большая металлоемкость из-за наличия храповых механизмов и тяг.Carousel wind turbine described in USSR Author's Certificate No. 846777, M. Kl. 3, F03d 3/00, publ. 1981, bull. No. 26, contains a fixed axis, blades mounted with the possibility of independent rotation on the max, ratchet mechanisms according to the number of blades, the ratchet wheel of each of which is fixed on the axis and is equipped with a female ring having a lever connected by a rod to the blade. The disadvantage of this wind turbine is its low reliability and high metal consumption due to the presence of ratchet mechanisms and rods.
Известно ветроколесо по Авторскому свидетельству №1483081, F03d 3/02, Бюл. №20, которое содержит неподвижную ось, лопасти, установленные с возможностью независимого поворота на махах на 360 градусов, один флюгер и механизм, жестко связывающий все лопасти и обеспечивающий четкое положение лопасти от направления ветра и поворота рабочего колеса - обеспечивают максимальный КПД ветродвигателя.A wind wheel is known according to the Copyright certificate No. 1483081, F03d 3/02, Bull. No. 20, which contains a fixed axis, blades mounted with the possibility of independent rotation on a max 360 degree swing, one weather vane and a mechanism that rigidly connects all the blades and ensures a clear position of the blade from the direction of the wind and the rotation of the impeller - provide maximum wind turbine efficiency.
Недостаток этого ветродвигателя - сложная конструкция, ненадежность в работе, и незащищенные элементы конструкции от воздействия окружающей среды.The disadvantage of this wind turbine is its complex structure, unreliable operation, and unprotected structural elements from environmental influences.
Известен ветродвигатель (RU, патент на изобретение №2380567 С2, F03D 3/00, опубликованный 2010 г. Бюл. №3), содержащий установленное на вертикальном валу рабочее колесо, выполненное в виде размещенных между верхним и нижнем ободами поворотных лопастей, закрепленных на кронштейнах, связанных с валом, сочлененным с электрогенератором и механизмом управления лопастью, при этом каждая лопасть снабжена механизмом управления лопастью в виде флюгера и поворотного устройства, установленных на вертикальном валу соосно с лопастью, поворотное устройство состоит из дифференциала, один вал которого жестко связан с осью флюгера, второй вал жестко связан с ободом рабочего колеса, а корпус дифференциала жестко связан с осью повторной лопасти.Known wind turbine (RU, patent for the invention No. 2380567 C2, F03D 3/00, published in 2010 Bull. No. 3), containing an impeller mounted on a vertical shaft, made in the form of rotary blades mounted between the upper and lower rims mounted on brackets associated with a shaft articulated with an electric generator and a blade control mechanism, wherein each blade is equipped with a blade control mechanism in the form of a weather vane and a rotary device mounted on a vertical shaft coaxially with the blade, the rotary device co OIT of differential, one shaft is rigidly connected with the axis wind vane, a second shaft fixedly connected with the rim of the impeller, and differential housing is rigidly connected to the blade axis retransmission.
К недостаткам данного ветродвигателя относятся сложности конструкции, низкий коэффициент полезного действия.The disadvantages of this wind turbine include design complexity, low efficiency.
Карусельный ветродвигатель, описанный в патенте на изобретение №2426005 от 10 августа 2011 г., содержит установленное на вертикальном валу рабочее колесо, выполненное в виде размещенных между верхним и нижними ободами поворотных лопастей, закрепленных на кронштейнах, связанных с валом, сочлененным с электрогенератором, лопасти закреплены на поворотных валах консольно, а валы лопастей установлены между верхними и нижними кронштейнами и зафиксированы в подшипниках скольжения, при этом нижний опорный подшипник имеет шариковый подпятник, ширина поворотной лопасти больше расстояния между осями валов, которые служат ограничителями поворота лопастей, вертикальный вал рабочего колеса выполнен полым и зафиксирован на оси подшипниками качения, ось закреплена на неподвижном основании и служит опорой ветродвигателя.The rotary wind turbine described in the patent for invention No. 2426005 dated August 10, 2011, contains an impeller mounted on a vertical shaft, made in the form of rotary blades located between the upper and lower rims, mounted on brackets connected to the shaft coupled to the electric generator, the blades mounted on the rotary shafts cantilever, and the shafts of the blades are installed between the upper and lower brackets and fixed in the plain bearings, while the lower pillow block bearing has a ball bearing, width rotary vane greater than the distance between the axes of the shafts, which serve as stops rotation vanes, the vertical shaft of the impeller is hollow and is fixed on the axis of rolling bearings, the axis is fixed on a stationary base and supports the wind turbine.
Недостатками этого ветродвигателя являются большая металлоемкость, невысокая окружная скорость, нестабильность работы при резких порывах ветра, незащищенность при сильных ветрах, сравнительно низкий КПД.The disadvantages of this wind turbine are its large metal consumption, low peripheral speed, instability of work under sharp gusts of wind, insecurity during strong winds, and relatively low efficiency.
В качестве наиболее близкого аналога, заявленного изобретения, принят Карусельный ветродвигатель по авторскому свидетельству №SU 1746054 А2, опубл. 07.07.1992, содержащий следующие признаки, совпадающие с признаками заявленного карусельного ветродвигателя:As the closest analogue of the claimed invention adopted the carousel wind turbine according to copyright certificate No. SU 1746054 A2, publ. 07/07/1992, containing the following features that match the features of the declared rotary wind turbine:
вертикальный вал, опорную плиту, верхние и нижние поворотные лопасти. Недостатками этого ветродвигателя, как и всех перечисленных выше, являются низкие технико-экономические показатели.vertical shaft, base plate, upper and lower rotary blades. The disadvantages of this wind turbine, as well as all of the above, are low technical and economic indicators.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является улучшение технико-экономических показателей карусельного ветродвигателя.The task to which the claimed invention is directed is to improve the technical and economic indicators of a rotary wind turbine.
Технический результат:Technical result:
1. Увеличение мощности ветродвигателя.1. Increase the power of the wind turbine.
2. Уменьшение удельного веса на единицу мощности2. Decrease in specific gravity per unit of power
3. Повышение надежности в работе.3. Improving reliability.
4. Повышение КПД.4. Increased efficiency.
Указанный технический результат достигается тем, что карусельный ветродвигатель, содержащий вертикальный вал, опорную плиту, верхние и нижние горизонтальные поворотные лопасти, отличающийся тем, что опорная плита закреплена на вертикальном валу, при этом верхние горизонтальные поворотные лопасти и нижние горизонтальные поворотные лопасти установлены на горизонтальных поворотных валах верхних и нижних подпружиненных поворотных рамок со смещением относительно центральной оси лопасти, при этом верхние и нижние подпружиненные поворотные рамки установлены на кронштейнах, которые закреплены на опорной плите, при этом на опорной плите установлен полый вал, на кронштейнах которого закреплены вертикальные поворотные валы, на которых установлены вертикальные поворотные лопасти со смещением относительно центральной оси лопасти, а вертикальный вал сочленен с электрогенератором через редуктор и зафиксирован подшипниками качения на неподвижном основании, служащем опорой ветродвигателя.The specified technical result is achieved in that the rotary wind turbine containing a vertical shaft, a base plate, upper and lower horizontal rotary blades, characterized in that the base plate is mounted on a vertical shaft, while the upper horizontal rotary blades and lower horizontal rotary blades are mounted on horizontal rotary the shafts of the upper and lower spring-loaded swing frames with an offset relative to the central axis of the blade, while the upper and lower spring-loaded rotations The frames are mounted on brackets that are fixed to the base plate, and a hollow shaft is mounted on the base plate, vertical rotary shafts are mounted on the brackets, on which vertical rotary blades are mounted with an offset relative to the central axis of the blade, and the vertical shaft is coupled to the generator through a gearbox and fixed by rolling bearings on a fixed base, which serves as a support for the wind turbine.
Сущность изобретения поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 показан карусельный ветродвигатель, вид сбоку.In FIG. 1 shows a rotary wind turbine, side view.
На фиг. 2 - вид сверху.In FIG. 2 is a plan view.
На фиг. 3 - вид Г.In FIG. 3 - view G.
На фиг. 4 - вид В.In FIG. 4 - view B.
На фиг. 5 - положение лопастей при сильных порывах и штормовом ветре.In FIG. 5 - the position of the blades with strong gusts and gale.
Карусельный ветродвигатель состоит из неподвижного основания 1, в верхней части которого установлен электрогенератор 2 с вертикальным валом 3. На вертикальном валу 3 установлена опорная плита 4, на которой закреплены кронштейны 5, соединенные между собой ребрами жесткости 6. На кронштейнах 5 закреплены оси 7 поворотных верхних рамок 8 и нижних рамок 9. Рамки 8, 9 подпружинены пластинчатой пружиной 10. На верхних 8 и нижних 9 поворотных рамках установлены горизонтальные поворотные валы 11 горизонтальных верхних поворотных лопастей 12 и нижних поворотных лопастей 13, которые закреплены со смещением относительно центральной оси лопасти. На опорной плите 4 соосно с вертикальным валом 3 закреплен полый вал 14, на котором установлены кронштейны 15. Вертикальные поворотные валы 16 закреплены между кронштейнами 15 и ребрами жесткости 6. На поворотных валах 16 установлены вертикальные поворотные лопасти 17 со смещением относительно центральной оси лопасти.The rotary wind turbine consists of a fixed base 1, in the upper part of which an
Карусельный ветродвигатель работает следующим образом.Carousel wind turbine operates as follows.
При воздействии воздушного потока на поворотные лопасти вертикальные 17, горизонтальные верхние 12 и нижние 13, рабочее колесо, установленное на вертикальном валу 3, начинает вращаться вокруг неподвижного основания 1 (Фиг. 2). В одной половине рабочего колеса лопасти 12, 13, 17 находятся в рабочем положении и создают крутящий момент. Во второй половине эти лопасти автоматически разворачиваются при воздействии воздушного потока и движутся с минимальным сопротивлением. Тем самым создается разность давления относительно оси, и рабочее колесо вращается, передает крутящий момент на электрогенератор 2.When the air flow affects the rotary blades vertical 17, horizontal upper 12 and lower 13, the impeller mounted on the vertical shaft 3 starts to rotate around the fixed base 1 (Fig. 2). In one half of the impeller, the
При резких порывах или усилении ветра до штормового, площадь ометаемой ветром поверхности рабочего колеса автоматически изменяется (Фиг. 5) пропорционально силе воздействия ветра, за счет поворота рамок 8, 9 зафиксированных пластинчатой пружиной 10 с установленными на рамках 8, 9 поворотными лопастями 12, 13.In case of sharp gusts or intensification of the wind before the storm, the surface of the impeller sweeping by the wind automatically changes (Fig. 5) in proportion to the force of the wind, due to the rotation of the
Оптимальный режим работы ветроколеса, в зависимости от среднегодовых скоростей ветра, можно изменять установкой пластинчатых пружин 10 разной жесткости и сменой поворотных лопастей 12, 13, разных по площади и прочности.The optimal operating mode of the wind wheel, depending on the average annual wind speeds, can be changed by installing
Предлагаемый карусельный ветродвигатель может использоваться в самых разнообразных сферах деятельности человека в городе, сельской местности там, где есть ветер, для выработки электрической и механической энергии.The proposed rotary wind turbine can be used in a wide variety of areas of human activity in the city, rural areas, where there is wind, to generate electrical and mechanical energy.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014123787/06A RU2563949C1 (en) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Rotor-type windmill |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014123787/06A RU2563949C1 (en) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Rotor-type windmill |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2563949C1 true RU2563949C1 (en) | 2015-09-27 |
Family
ID=54250886
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014123787/06A RU2563949C1 (en) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | Rotor-type windmill |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2563949C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4382191A (en) * | 1981-05-28 | 1983-05-03 | Potter Shirley L | Wind powered electricity generation system |
CN2055190U (en) * | 1988-07-11 | 1990-03-28 | 彭伟德 | Windmill with vanes turning over follow wind |
SU1746054A2 (en) * | 1990-07-19 | 1992-07-07 | Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения | Rotor-type windmill |
RU2132484C1 (en) * | 1996-12-24 | 1999-06-27 | Логинов Валерий Транквиллинович | Windmill electric generating plant with deflecting vanes |
RU2426005C1 (en) * | 2010-04-07 | 2011-08-10 | Евгений Николаевич Лещенко | Rotor-type windmill |
RU2431761C2 (en) * | 2009-12-09 | 2011-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского" | Wind-driven power plant |
-
2014
- 2014-06-10 RU RU2014123787/06A patent/RU2563949C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4382191A (en) * | 1981-05-28 | 1983-05-03 | Potter Shirley L | Wind powered electricity generation system |
CN2055190U (en) * | 1988-07-11 | 1990-03-28 | 彭伟德 | Windmill with vanes turning over follow wind |
SU1746054A2 (en) * | 1990-07-19 | 1992-07-07 | Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения | Rotor-type windmill |
RU2132484C1 (en) * | 1996-12-24 | 1999-06-27 | Логинов Валерий Транквиллинович | Windmill electric generating plant with deflecting vanes |
RU2431761C2 (en) * | 2009-12-09 | 2011-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского" | Wind-driven power plant |
RU2426005C1 (en) * | 2010-04-07 | 2011-08-10 | Евгений Николаевич Лещенко | Rotor-type windmill |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005516159A5 (en) | ||
US20130093191A1 (en) | Vertical axis wind turbine | |
CN102536643B (en) | Vertical axis wind turbine | |
WO2011071378A3 (en) | Main bearing for a wind turbine | |
RU2426005C1 (en) | Rotor-type windmill | |
KR20110010241A (en) | Wind power generator has eccentric an axis multi cycloid system | |
JP2005090332A (en) | Darrieus wind turbine | |
US20120061972A1 (en) | Vertical-axis wind turbine | |
JP2009002214A (en) | Automatic wind direction tracking wind turbine of air power type | |
US9062657B2 (en) | Horizontally oriented wind turbine | |
RU2563949C1 (en) | Rotor-type windmill | |
JP2015166562A (en) | Vertical axis drag type wind turbine capable of preventing its overspeed under strong wind and wind power generator | |
RU2426004C1 (en) | Wind-electric plant for multi-storey buildings and structures | |
RU2380567C2 (en) | Rotor-type windmill | |
CN201092934Y (en) | Vertical axis wind power generator | |
CN205977535U (en) | Vertical axis wind generator | |
US8202051B2 (en) | Turbine apparatus | |
JP3135132U (en) | Wind powered automatic wind direction tracking windmill | |
CN202832976U (en) | Eccentric variable pitch wind driven generator | |
RU2461733C1 (en) | Wind-driven unit | |
WO2017111756A1 (en) | Low friction vertical axis-horizontal blade wind turbine with high efficiency | |
JP6168402B2 (en) | Wind turbine for wind power generation | |
CA2535088A1 (en) | Horizontal multi-blade wind turbine | |
RU2501974C1 (en) | Rotor-type windmill | |
US20160333851A1 (en) | Wind power generating apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160611 |