RU2575595C2

RU2575595C2 - Wind-driven power plant

Info

Publication number: RU2575595C2
Application number: RU2012142478/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Геннадьевич Арзамасцев
Original assignee: Александр Геннадьевич Арзамасцев
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2016-02-20

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: invention relates to units using the wind energy. The wind-driven power plant is equipped with blade-type wind engine. To the blades the wind pressure is applied at angle to the work surfaces. On the vertically located support the axle is installed in vertical position. On the axle the driven work element is installed, it comprises frame with possibility of its rotation against the axle. On the axle a front drive pulley with two seats for drive belts is installed. At another end of the frame the axle in vertical position is installed with belt tensioner, on the axle the drive pulley is installed. The drive pulleys are connected by the endless drive belt. On the endless drive belt outside surface the blades are installed on hinge joints in vertical position with possibility of rotation to the horizontal position, and they are installed with spacing. The blades have flanges supported by U-shape plate installed after the front row blades along the frame in vertical position, and with horizontal webs outside. On the frame at work angle A to the plate the wind vane is installed. On the frame the electric generator with drive pulley is installed, it is connected by the drive endless belt with the front drive pulley with two seats for drive belts. At front the plant and blades are protected against wind movement by screen installed on the frame.

EFFECT: invention ensures complete use of the wind energy, and reduces braking between the friction surfaces.

6 dwg

Description

Ветроэнергетическое сооружение относится к области малой энергетики, недоступной потребителю, а именно к установкам по использованию ветровой энергии. Известен ряд устройств по выработке электроэнергии теплом и солнца.Wind power construction refers to the field of small energy, inaccessible to consumers, namely, installations for the use of wind energy. A number of devices for generating electricity by heat and the sun are known.

К аналогу (прототипу) изобретения можно отнести крыльчатый ветродвигатель, установленный в вытяжном воздуховоде, выполненном поворотным и смонтированном на опоре в вертикальном положении с возможностью установки в автоматическом режиме навстречу воздушной массе (см. RU патент №2435070, кл. F03D 9/00, 2006).An analogue (prototype) of the invention includes a vane wind turbine installed in an exhaust duct made rotatable and mounted on a support in a vertical position with the possibility of installation in the automatic mode to meet the air mass (see RU patent No. 2435070, class F03D 9/00, 2006 )

Недостатком прототипа является то, что ветродвигатель использует поступающую энергию ветра на площадь ветроколеса, в среднем, с коэффициентом 0,30.The disadvantage of the prototype is that the wind turbine uses incoming wind energy per area of the wind wheel, on average, with a coefficient of 0.30.

Задача изобретения - обеспечение возможности ветроэнергетического сооружения для массового использования в местах, недоступных для подсоединения к электросети общего пользования потребителю электроэнергии увеличением коэффициента полезного действия сооружению.The objective of the invention is the provision of the possibility of a wind power structure for mass use in places inaccessible to connect to the public electricity grid to the consumer of electricity by increasing the efficiency of the structure.

Данная задача решена ветроэнергетическим сооружением, оборудованным ветродвигателем лопастного типа, лопасти которого получают давление ветра под углом к рабочим поверхностям. На вертикально расположенной опоре установлена ось в вертикальном положении. На ось смонтирован приводной рабочий орган, состоящий из рамы, с возможностью поворота рамы вокруг оси. На ось установлен передний приводной шкив на два посадочных места приводных ремней. На другом конце рамы установлена ось в вертикальном положении с устройством натяжения ремня. На ось установлен приводной шкив. Приводные шкивы между собой соединены бесконечным приводным ремнем. На бесконечный приводной ремень снаружи в вертикальном положении установлены лопасти на шарнирах с возможностью поворота в горизонтальное положение и установлены с интервалом между собой. Лопасти имеют полки, опирающиеся на пластину П-образной формы, установленную сзади лопастей переднего ряда, вдоль рамы в вертикальном положении и горизонтальными стенками наружу. На раме под рабочим углом А к пластине установлена флюгарка. На раме установлен электрогенератор с ведомым шкивом и соединенным приводным бесконечным ремнем с передним приводным шкивом на два посадочных места приводных ремней. Спереди сооружение и лопасти защищены от движения ветра ширмой, смонтированной на раме.This problem has been solved by a wind power plant equipped with a blade type wind turbine, whose blades receive wind pressure at an angle to the working surfaces. An axis is mounted vertically on a vertically located support. A drive working element is mounted on the axis, consisting of a frame, with the possibility of rotation of the frame around the axis. The front drive pulley is installed on the axis on two seats of the drive belts. An axis is mounted at the other end of the frame in a vertical position with a belt tensioning device. A drive pulley is mounted on the axis. Drive pulleys are interconnected by an endless drive belt. On the endless drive belt, in the upright position, blades are mounted on hinges with the possibility of rotation in a horizontal position and are installed at intervals between them. The blades have shelves resting on a U-shaped plate mounted on the back of the front row of blades, along the frame in a vertical position and horizontal walls to the outside. On the frame at a working angle A to the plate is installed a fly lamp. An electric generator with a driven pulley and a connected endless belt with a front drive pulley for two seats of drive belts is mounted on the frame. The front of the structure and the blades are protected from the movement of the wind by a screen mounted on the frame.

На фиг. 1 изображено ветроэнергетическое сооружение с ветродвигателем лопастного типа, вид сбоку. Показан привод рабочего органа и электрогенератора разрезом пластины. Показан привод рабочего органа, расположенного на другом конце рамы разрезом пластины. На фиг. 2 изображена пластина с вертикальной поверхностью и горизонтальными стенками, вид сбоку. На фиг. 3 изображено ветроэнергетическое сооружение с ветродвигателем лопастного типа, вид сверху. Показана схема движения ветра на пластину, лопасти и флюгарку. Показан угол установки флюгарки относительно пластины. На фиг. 4 изображена лопасть в трехмерном изображении. На фиг. 5 изображена лопасть в рабочем положении, установленная на приводном ремне, на шарнире, и полка лопасти, опирающаяся на пластину, вид сбоку в разрезе. На фиг. 6 изображена лопасть, повернутая в горизонтальное положение, установленная на шарнире, вид сбоку в разрезе.In FIG. 1 shows a wind power structure with a blade type wind turbine, side view. The drive of the working body and the electric generator is shown by section of the plate. Shows the drive of the working body located on the other end of the frame section of the plate. In FIG. 2 shows a plate with a vertical surface and horizontal walls, side view. In FIG. 3 shows a wind power structure with a blade type wind turbine, top view. A diagram of the movement of wind on a plate, blades, and wind vane is shown. Shows the angle of installation of the flyboar relative to the plate. In FIG. 4 shows a blade in a three-dimensional image. In FIG. 5 shows the blade in the working position, mounted on the drive belt, on the hinge, and the shelf of the blade resting on the plate, a side view in section. In FIG. 6 shows a blade rotated in a horizontal position mounted on a hinge, a side view in section.

Ветроэнергетическое сооружение оборудовано ветродвигателем лопастного типа. На вертикально расположенной опоре 1 установлена ось 2 в вертикальном положении. На ось 2 смонтирован приводной рабочий орган, состоящий из рамы 3, с возможностью поворота рамы 3 вокруг оси 2. На ось 2 установлен приводной шкив 4 на два посадочных места бесконечных приводных ремней 8 и 17. На другом конце рамы 3 установлена ось 5 в вертикальном положении с устройством 6 натяжения бесконечного приводного ремня 8. На ось 5 установлен приводной шкив 7. Приводные шкивы 4 и 7 между собой соединены бесконечным приводным ремнем 8. На бесконечный приводной ремень 8 снаружи в вертикальном положении установлены лопасти 9 на шарнирах 10 с возможностью поворота в горизонтальное положение и установлены с интервалом между собой. Лопасти 9 имеют полки 11, опирающиеся на пластину 12 П-образной формы, установленную сзади лопастей 9 переднего ряда на раме 3, вдоль рамы 3, в вертикальном положении и горизонтальными стенками 13 наружу. Под рабочим углом А к пластине 12 установлена флюгарка 14. На раме 3 установлен электрогенератор 15 с ведомым шкивом 16 и соединенным бесконечным приводным ремнем 17 с приводным шкивом 4 рабочего органа. Спереди сооружение и лопасти 9 защищены от движения ветра ширмой 18, смонтированной на раме 3.The wind farm is equipped with a blade type wind turbine. On a vertically located support 1, the axis 2 is installed in a vertical position. A drive working element consisting of a frame 3 is mounted on the axis 2 with the possibility of rotation of the frame 3 around the axis 2. A drive pulley 4 is mounted on the axis 2 on two seats of the endless drive belts 8 and 17. On the other end of the frame 3, the axis 5 is mounted in the vertical position with the device 6 for tensioning the endless drive belt 8. A drive pulley 7 is mounted on the axis 5. The drive pulleys 4 and 7 are connected to each other by the endless drive belt 8. On the endless drive belt 8, the blades 9 are mounted on the outside in a vertical position 10 at joints 10 with zhnosti rotate to a horizontal position and set intervals between them. The blades 9 have shelves 11, resting on a U-shaped plate 12 mounted behind the blades 9 of the front row on the frame 3, along the frame 3, in a vertical position and horizontal walls 13 outward. At a working angle A to the plate 12, a vane 14 is installed. On the frame 3, an electric generator 15 is installed with a driven pulley 16 and connected by an endless drive belt 17 with a drive pulley 4 of the working body. In front, the structure and blades 9 are protected from the movement of the wind by a screen 18 mounted on the frame 3.

Ветроэнергетическое сооружение работает следующим образом.Wind power construction works as follows.

При движении ветра флюгарка 14 устанавливается по ходу движения ветра, обеспечивая эффективный прием давления ветра, направленного под рабочим углом к вертикальной поверхности пластины 12 и лопастям 9 переднего ряда. Образуется эффект парусности пластиной 12. Создается зона повышенного давления, способствующая более полному использованию энергии ветра, двигающегося по вертикальной поверхности и между горизонтальными поверхностями стенок 13 пластины 12. Создается образование плотной воздушной среды, снижающей торможение между трущимися поверхностями при перемещении лопастей 9 вдоль пластины 12. При приеме давления ветра пластиной 12 и после прохождения лопастями 9 изгиба по окружности переднего шкива 4, лопасти 9 переднего ряда поочередно входят в рабочую зону давления ветра, где занимают рабочее положение между вертикальной и горизонтальными поверхностями стенок 13 пластины 12. Пластина 12 воздействует на полки 11 лопастей 9, обеспечивая перпендикулярное положение лопастей 9 к вертикальной поверхности пластины 12. За счет этого производится толкание лопастями 9 приводного бесконечного ремня 8 и производится вращение приводных шкивов 4 и 7 и ведомого шкива 16 электрогенератора 15 приводным бесконечным ремнем 17 до прекращения действия пластины 12 на полки 11 лопастей 9 и поочередного выхода лопастей 9 переднего ряда из рабочей зоны давления ветра. При приеме давления ветра пластиной 12 пластина 12 преграждает движение ветра за пластиной 12, образуя зону, снижающую сопротивление воздухом движению заднего ряда лопастей 9. От воздействия массы лопастей 9, они поворачиваются на шарнирах 10 в горизонтальное положение, за счет отставания от скорости движения ремня 8 и препятствия массы встречного воздуха. Спереди сооружение и лопасти 9 защищены от движения ветра ширмой 18, что не создает препятствий движению лопастей 9 по приводному шкиву 4.When the wind moves, the flygun 14 is installed in the direction of the wind, providing effective reception of wind pressure directed at a working angle to the vertical surface of the plate 12 and the front row vanes 9. The effect of windage is generated by the plate 12. An increased pressure zone is created, which contributes to a more complete use of wind energy moving along the vertical surface and between the horizontal surfaces of the walls 13 of the plate 12. A dense air medium is created that reduces braking between the rubbing surfaces when the blades 9 move along the plate 12. When receiving wind pressure by the plate 12 and after the blades 9 bend around the circumference of the front pulley 4, the blades 9 of the front row alternately go into operation the main zone of wind pressure, where they occupy a working position between the vertical and horizontal surfaces of the walls 13 of the plate 12. The plate 12 acts on the shelves 11 of the blades 9, ensuring the perpendicular position of the blades 9 to the vertical surface of the plate 12. Due to this, the blades 9 push the drive endless belt 8 and the drive pulleys 4 and 7 and the driven pulley 16 of the electric generator 15 are rotated by a drive endless belt 17 until the plate 12 ceases to act on the shelves 11 of the blades 9 and the blade alternately exits 9 Tei front row of wind pressure working zone. When the wind pressure is received by the plate 12, the plate 12 blocks the wind behind the plate 12, forming a zone that reduces air resistance to the movement of the back row of blades 9. From the influence of the mass of the blades 9, they rotate on hinges 10 to a horizontal position, due to a lag behind the speed of the belt 8 and obstacles to the mass of oncoming air. In front, the structure and the blades 9 are protected from the movement of the wind by the screen 18, which does not interfere with the movement of the blades 9 along the drive pulley 4.

Техническим эффектом сооружения является совокупность отличительных существенных признаков, создающих возможность увеличить коэффициент полезного действия сооружения.The technical effect of the structure is a set of distinctive essential features that make it possible to increase the efficiency of the structure.

Claims

A wind power structure containing a wind turbine, characterized in that the structure is equipped with a blade type wind turbine, the blades of which receive wind pressure at an angle to the working surfaces, an axis is mounted on a vertically mounted support in a vertical position, a drive working element consisting of a frame is mounted on the axis, with the possibility rotation of the frame around the axis, the front drive pulley is installed on the axis on two seats of the drive belts, the axis is installed on the other end of the frame in a vertical position with a belt tension device, a drive pulley is installed on the axis, the drive pulleys are connected to each other by an endless drive belt, on the endless drive belt on the outside in a vertical position, the blades are mounted on hinges with the possibility of rotation in a horizontal position and are installed at intervals between them, the blades have shelves supported on a U-shaped plate mounted behind the front row of blades along the frame in a vertical position and horizontal walls to the outside, on the frame at a working angle A to the plate a weather vane was installed, an electric generator with a driven pulley and a connected endless belt with a front drive pulley for two seats of drive belts was installed on the frame, and the front structure and blades are protected from wind movement by a screen mounted on the frame.