RU2581286C2

RU2581286C2 - Vertical wind engine

Info

Publication number: RU2581286C2
Application number: RU2013150774/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко
Priority date: 2013-11-14
Filing date: 2013-11-14
Publication date: 2016-04-20
Also published as: RU2013150774A

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: invention relates to the wind-power engineering, in particular to the wind engines with vertical axle of rotation. The vertical wind engine contains a vertical shaft with radial bar and blades. The blades are made in form of the concentrically located open profiles.

EFFECT: invention reduces the aerodynamic resistance.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветродвигателям с вертикальной осью вращения.The invention relates to the field of wind energy, in particular to wind turbines with a vertical axis of rotation.

Известен ветродвигатель [Пат. РФ №2351796, заявка №2007124236/06, 27.06.2007, опубл. 10.04.2009. Бюл. №10 / Литвиненко A.M.]. Ветродвигатель содержит 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. Изобретение обеспечивает повышение эффективности ветродвигателя при минимизации его стоимости за счет упрощения конструкции, поскольку снабжение лопастей аэродинамическими поверхностями дает возможность уменьшить потери на продвижение лопасти во встречном потоке. Однако его недостатком является наличие аэродинамических поверхностей и сложная кинематическая схема.Known wind turbine [Pat. RF №2351796, application No. 2007124236/06, 06/27/2007, publ. 04/10/2009. Bull. No. 10 / Litvinenko A.M.]. The wind turbine contains a vertical shaft, a tower and blades, made concave. The blades are mounted on the pivots, each of which is connected by hinges to the rods pivotally mounted on the shaft with the formation of parallelograms. The pivots are equipped with aerodynamic surfaces having a slope, while the lower links are additionally connected to the shaft using pivotally mounted spring-damping elements. The invention improves the efficiency of the wind turbine while minimizing its cost by simplifying the design, since the supply of blades with aerodynamic surfaces makes it possible to reduce the loss of advancement of the blade in the oncoming flow. However, its disadvantage is the presence of aerodynamic surfaces and a complex kinematic scheme.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является роторный ветродвигатель [Пат. РФ №2370664, заявка №2008109126/06, 07.03.2008, опубл. 20.10.2009. Бюл. №29]. Роторный ветродвигатель содержит вращающееся основание, центральную стойку (вертикальный вал), траверсы и приемники энергии. В центре пересечения траверс (радиальных перекладин) на центральной стойке установлена центральная колонна. Приемники энергии (лопасти) выполнены в виде установленных в подшипниках между верхними и нижними траверсами боковых колонн, связанных с центральной стойкой гибкими оболочками. Подшипники установлены в обоймах с возможностью перемещения вдоль траверс, а гибкие оболочки закреплены по образующим центральной и соответствующей боковой колонны и выполнены с возможностью наматывания или разматывания с колонн при их перемещении по траверсе.Closest to the claimed combination of essential features is a rotary wind turbine [US Pat. RF №2370664, application No. 2008109126/06, 03/07/2008, publ. 10/20/2009. Bull. No. 29]. The rotary wind turbine contains a rotating base, a central rack (vertical shaft), traverses and energy receivers. In the center of the intersection of the traverses (radial crossbars), a central column is installed on the central rack. Energy receivers (blades) are made in the form of side columns installed in bearings between the upper and lower traverses of the lateral columns connected with the central rack by flexible shells. The bearings are mounted in cages with the ability to move along the traverse, and flexible shells are fixed along the generatrices of the central and corresponding lateral columns and are made with the possibility of winding or unwinding from the columns when moving along the traverse.

Недостатком данного двигателя является наличие поступательных подшипников, весьма чувствительных к изменениям погодных условий.The disadvantage of this engine is the presence of progressive bearings, very sensitive to changes in weather conditions.

Изобретение направлено на повышение эффективности без введения поступательных или вращательных пар.The invention is aimed at increasing efficiency without the introduction of translational or rotational pairs.

Это достигается тем, что в ветродвигателе вертикальном, содержащем вертикальный вал с радиальными перекладинами и лопастями, согласно изобретению лопасти выполнены в виде концентрически расположенных открытых профилей.This is achieved by the fact that in a vertical wind turbine containing a vertical shaft with radial rungs and blades, according to the invention, the blades are made in the form of concentrically arranged open profiles.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан ветродвигатель вертикальный вид спереди, на фиг.2 - вид сверху.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a wind turbine vertical front view, figure 2 is a top view.

Ветродвигатель содержит рабочую машину 1, например генератор, вертикальный вал 2 с радиальными перекладинами 3 типа шпилек, один из концов которых ввернут в резьбовое отверстие вала, а другой снабжен гайкой 4. Лопасти выполнены в виде концентрически расположенных открытых профилей, например, полукруглого сечения полученных, например, разрезанием трубы по двум образующим. Имеется внешний профиль 5, который через проставку 6, выполненную в виде отрезка трубы, прижимается к среднему профилю 7 через проставку 8 к внутреннему профилю 9. Имеется также промежуточная проставка 10 и внутренняя проставка 11.The wind turbine contains a working machine 1, for example, a generator, a vertical shaft 2 with radial rails 3 of the type of studs, one end of which is screwed into the threaded hole of the shaft, and the other is equipped with a nut 4. The blades are made in the form of concentrically arranged open profiles, for example, a semicircular section obtained, for example, cutting a pipe along two generators. There is an external profile 5, which, through a spacer 6, made in the form of a pipe segment, is pressed to the middle profile 7 through a spacer 8 to the inner profile 9. There is also an intermediate spacer 10 and an inner spacer 11.

Работа устройства при воздействии ветрового потока, например, в направлении на чертеж: левые лопасти начинают движение от чертежа, правые - на чертеж, таким образом, вал 2 приводится во вращение, при этом внутренние лопасти играют роль турбулизатора потока, которые, с одной стороны, препятствуют вытеканию потока из рабочей лопасти (левой на фиг.1), а с другой стороны, способствуют уменьшению аэродинамического сопротивления лопасти, движущейся навстречу потоку (правой на фиг.1 и фиг.2).The operation of the device when exposed to a wind stream, for example, in the direction of the drawing: the left blades begin to move from the drawing, the right blades start to move, so the shaft 2 is rotated, while the inner blades play the role of a flow turbulizer, which, on the one hand, prevent flow from the working blade (left in FIG. 1), and, on the other hand, reduce the aerodynamic drag of the blade moving towards the flow (right in FIG. 1 and FIG. 2).

К технико-экономическим преимуществам данного ветродвигателя относится то, что его ротор не имеет подвижных элементов и, следовательно, обладает максимальной надежностью.The technical and economic advantages of this wind turbine include the fact that its rotor does not have moving elements and, therefore, has maximum reliability.

Claims

A vertical wind turbine containing a vertical shaft with radial rungs and blades, characterized in that the blades are made in the form of concentrically arranged open profiles.