RU2656768C1 - Ветронасосная установка - Google Patents
Ветронасосная установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656768C1 RU2656768C1 RU2017106214A RU2017106214A RU2656768C1 RU 2656768 C1 RU2656768 C1 RU 2656768C1 RU 2017106214 A RU2017106214 A RU 2017106214A RU 2017106214 A RU2017106214 A RU 2017106214A RU 2656768 C1 RU2656768 C1 RU 2656768C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind
- wind turbine
- power
- auxiliary
- crank
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/02—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor having a plurality of rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/28—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being a pump or a compressor
-
- 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
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к ветронасосным установкам. Ветронасосная установка содержит силовую ветротурбину, кинематически связанную через силовой вал и расположенный на нем кривошип переменного радиуса вращения со штангой поршневого насоса, шарнирно присоединенной к пальцу кривошипа, силовой вал имеет сквозное концентрическое отверстие, через которое пропущен вспомогательный вал, одним концом связанный со вспомогательной ветротурбиной, установленной с возможностью вращения на силовом валу, а другим концом - зубчатым зацеплением с шестерней, установленной на промежуточной оси кривошипа, при этом палец кривошипа закреплен на шестерне со смещением относительно ее оси, а синхронная быстроходность вспомогательной ветротурбины равна быстроходности, при которой коэффициент использования энергии ветра силовой ветротурбины имеет максимальное значение. Изобретение направлено на повышение производительности ветронасосной установки. 3 ил.
Description
Изобретение относится к средствам механизации и может быть использовано для водоснабжения отгонных пастбищ и садовых участков.
Известна ветронасосная установка [1], содержащая ветротурбину, кинематически связанную со штангой поршневого насоса через вал и кривошип. При этом плечо кривошипа с целью изменения хода поршня и согласования тем самым моментных характеристик турбины и насоса регулируется.
Недостатком данной ветронасосной установки является то, что регулирование осуществляется не по отклонению регулируемой величины от заданной, а по возмущению. Это не обеспечивает работу ветротурбины с максимальным коэффициентом использования энергии ветра при различных скоростях ветра и различных величинах момента сопротивления поршневого насоса. Кроме того, система регулирования кинематически сложна, имеет большое количество трущихся частей, громоздкую и ненадежную конструкцию.
Это снижает производительность и надежность ветронасосной установки в целом, и, как следствие, снижает эффективность использования ветронасосной установки.
Задача предлагаемого изобретения - повышение эффективности ветронасосной установки.
Технический результат достигается за счет того, что в ветронасосной установке, содержащей силовую ветротурбину, кинематически связанную через силовой вал и расположенный на нем кривошип переменного радиуса вращения со штангой поршневого насоса, шарнирно присоединенной к пальцу кривошипа, силовой вал имеет сквозное концентрическое отверстие, через которое пропущен вспомогательный вал, одним концом связанный со вспомогательной ветротурбиной, установленной с возможностью вращения на силовом валу, а другим концом - зубчатым зацеплением с шестерней, установленной на промежуточной оси кривошипа, при этом палец кривошипа закреплен на шестерне со смещением относительно ее оси, а синхронная быстроходность вспомогательной ветротурбины равна быстроходности, при которой коэффициент использования энергии ветра силовой ветротурбины имеет максимальное значение.
Сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежом (Фиг. 1, 2 и 3).
Ветронасосная установка содержит силовую ветротурбину 1, кинематически связанную со штангой 2 поршневого насоса (на чертеже не показан) через силовой вал 3 и жестко закрепленный на нем кривошип 4. Силовой вал 3 имеет сквозное концентрическое отверстие, через которое пропущен вспомогательный вал 5. Одним концом вспомогательный вал через блок шестерен 6, 7 и 8 кинематически связан со вспомогательной ветротурбиной 9, а другим концом зубчатым зацеплением связан с шестерней 10, установленной с возможностью вращения на промежуточной оси 11 кривошипа 4 и являющейся составной его частью. Штанга 2 поршневого насоса шарнирно связана с закрепленным на шестерне 10 со смещением относительно ее оси пальцем 12 кривошипа 4. Углы заклинивания лопастей ветротурбин рассчитаны таким образом, что синхронная быстроходность вспомогательной ветротурбины равна быстроходности, при которой коэффициент использования энергии ветра силовой ветротурбины имеет максимальное значение. Для большинства ветротурбин эта быстроходность примерно в два раза меньше их синхронной быстроходности.
Работает ветронасосная установка следующим образом.
При слабом ветре силовая ветротурбина не в состоянии преодолеть момент трогания поршневого насоса и поэтому не вращается. В то же время вспомогательная ветротурбина при достаточно большом передаточном отношении от ее оси к шестерне 10 работает в режиме, близком к режиму холостого хода. Через зубчатое зацепление она приводит во вращение шестерню 10, по часовой стрелке, если смотреть по направлению А. При этом расстояние между осями пальца 12 и вспомогательного вала 5, являющееся плечом приложения силы к штанге 2 поршневого насоса, уменьшается. Уменьшается, следовательно, и момент сопротивления насоса на силовом валу 3 силовой ветротурбины 1.
Как только этот момент сопротивления станет меньше момента, развиваемого силовой ветротурбиной, она стронется с места и начнет увеличивать частоту вращения. Когда частоты вращения ветротурбин сравняются, уменьшение плеча приложения силы к штанге насоса прекратится, прекратится и нарастание частоты вращения силовой ветротурбины. Наступит установившийся для данной скорости ветра оптимальный режим, при котором силовая ветротурбина будет вращаться с быстроходностью, соответствующей для этой турбины максимальному коэффициенту использования энергии ветра. Поэтому силовая ветротурбина будет передавать на поршневой насос максимальную мощность при данной скорости ветра, обеспечивая максимальную производительность насоса.
Если произойдет увеличение скорости ветра, быстроходность силовой ветротурбины вследствие увеличения ее частоты вращения станет больше оптимальной. При этом коэффициент использования энергии ветра станет меньше его максимального для данной ветротурбины значения. Турбина будет передавать на поршневой насос меньшую мощность, чем она могла бы передавать ее при этой скорости ветра, работая в оптимальном режиме. В то же время вспомогательная ветротурбина будет иметь синхронную быстроходность согласно условию ее выбора, равную оптимальной быстроходности главной ветротурбины, т.е. ее частота вращения будет меньше частоты вращения главной ветротурбины. Таким образом, направление вращения вала 5 вспомогательной ветротурбины по отношению к валу 3 главной ветротурбины изменится по сравнению с первоначальным на противоположное. Шестерня 10 начнет вращаться против часовой стрелки, плечо приложения сил увеличиваться, момент сопротивления валу силовой ветротурбины также увеличиваться, а частота вращения постепенно уменьшаться в конечном итоге до оптимальной частоты вращения для этой увеличенной скорости ветра. При этом частоты вращения силового и вспомогательного валов опять сравняются, вращение шестерни и вследствие этого увеличение плеча приложения сил прекратится. Силовая ветротурбина перейдет в новый установившийся режим с максимальной для данной скорости ветра отдачей энергии.
В случае уменьшения скорости ветра все процессы перехода ветротурбины в новый установившийся режим с оптимальной для этой скорости ветра быстроходностью будут протекать в порядке, обратном описанному выше.
Таким образом, благодаря заявляемому техническому решению ветронасосная установка будет иметь при всех рабочих скоростях ветра максимально возможную для этих скоростей ветра производительность. А отсутствие в ее конструкции громоздких, скользящих друг относительно друга деталей предопределяет ее высокую эксплуатационную надежность. Все это в конечном итоге повышает эффективность использования такой ветронасосной установки.
Источники информации:
1. Я.И. Шефтер, И.В. Рождественский. Изобретателю о ветродвигателях и ветроустановках. Издательство министерства сельского хозяйства СССР. Москва - 1967. С.56.
Claims (1)
- Ветронасосная установка, содержащая силовую ветротурбину, кинематически связанную через силовой вал и расположенный на нем кривошип переменного радиуса вращения со штангой поршневого насоса, шарнирно присоединенной к пальцу кривошипа, отличающаяся тем, что силовой вал имеет сквозное концентрическое отверстие, через которое пропущен вспомогательный вал, одним концом связанный со вспомогательной ветротурбиной, установленной с возможностью вращения на силовом валу, а другим концом - зубчатым зацеплением с шестерней, установленной на промежуточной оси кривошипа, при этом палец кривошипа закреплен на шестерне со смещением относительно ее оси, а синхронная быстроходность вспомогательной ветротурбины равна быстроходности, при которой коэффициент использования энергии ветра силовой ветротурбины имеет максимальное значение.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017106214A RU2656768C1 (ru) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | Ветронасосная установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017106214A RU2656768C1 (ru) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | Ветронасосная установка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2656768C1 true RU2656768C1 (ru) | 2018-06-06 |
Family
ID=62559925
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017106214A RU2656768C1 (ru) | 2017-02-22 | 2017-02-22 | Ветронасосная установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2656768C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2784972C1 (ru) * | 2021-11-25 | 2022-12-01 | Магомед Гаджимагомедович Дибиров | Ветронасосная установка с регулируемой производительностью |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA12194U (en) * | 2005-08-17 | 2006-01-16 | Inst Of Renewable Power Of The | Windmill |
US20090230692A1 (en) * | 2008-03-13 | 2009-09-17 | Fernando Gracia Lopez | Dynamic fluid energy conversion |
RU111893U1 (ru) * | 2011-08-12 | 2011-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Союз" | Ветроэнергетическая установка |
WO2013177070A1 (en) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | Sutz Richard K | Horizontal axis wind machine with multiple rotors |
CN103485981A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-01 | 河海大学 | 一种利用风能提水的装置 |
CN103790779A (zh) * | 2012-10-29 | 2014-05-14 | 盐城雄亚减震器有限公司 | 双风轮风动灌井 |
-
2017
- 2017-02-22 RU RU2017106214A patent/RU2656768C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
UA12194U (en) * | 2005-08-17 | 2006-01-16 | Inst Of Renewable Power Of The | Windmill |
US20090230692A1 (en) * | 2008-03-13 | 2009-09-17 | Fernando Gracia Lopez | Dynamic fluid energy conversion |
RU111893U1 (ru) * | 2011-08-12 | 2011-12-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Союз" | Ветроэнергетическая установка |
WO2013177070A1 (en) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | Sutz Richard K | Horizontal axis wind machine with multiple rotors |
CN103790779A (zh) * | 2012-10-29 | 2014-05-14 | 盐城雄亚减震器有限公司 | 双风轮风动灌井 |
CN103485981A (zh) * | 2013-09-27 | 2014-01-01 | 河海大学 | 一种利用风能提水的装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2784972C1 (ru) * | 2021-11-25 | 2022-12-01 | Магомед Гаджимагомедович Дибиров | Ветронасосная установка с регулируемой производительностью |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8734093B2 (en) | Mechanism for modulating diffuser vane of diffuser | |
Kirke et al. | Enhancing the performance of vertical axis wind turbine using a simple variable pitch system | |
CN104153940A (zh) | 垂直轴风力发电机叶片变攻角装置 | |
AU2012282145A1 (en) | Variable diameter and angle vertical axis turbine | |
CN102852840B (zh) | 用于轴流压缩系统变工况的可调导/静叶控制器及方法 | |
US20060078416A1 (en) | Vertical axis wind or water turbine | |
RU2656768C1 (ru) | Ветронасосная установка | |
RU2330966C2 (ru) | Винт-турбина | |
CN105156605A (zh) | 一种摇摆旋转变单向旋转的动力转换装置 | |
RU2705529C2 (ru) | Приводной механизм и турбомашина летательного аппарата, содержащая такой механизм | |
GB2433554A (en) | Transverse axis wind or water turbine | |
CN104712500B (zh) | 一种微小型水平轴风力发电机可变攻角机构 | |
CN209671130U (zh) | 一种偏角可控式潮流能水轮机变角机构 | |
RU2494285C1 (ru) | Винт ветрогенератора | |
CN204553709U (zh) | 夹层箱体零回差通用内摆线减速箱 | |
US20100081534A1 (en) | Frictional planetary gear with variator action | |
CN106763621B (zh) | 一种改进的高效纯机械式换向机构 | |
CN111594484A (zh) | 一种压气机进口导叶角度实时调节装置 | |
RU168677U1 (ru) | Гребной винт регулируемого шага | |
US7765889B2 (en) | Start-up assistance coaxial gear reducer with increasing ratio up to direct drive | |
CN205738027U (zh) | 带放大机构的摆动导杆式摆线推进器 | |
CN201232749Y (zh) | 脉动无级变速器的曲柄调速装置 | |
CN105221706B (zh) | 一种复相传动用从动链轮系统 | |
RU2285168C1 (ru) | Способ и устройство регулирования угла выстоя зубчато-рычажного механизма | |
RU170842U1 (ru) | Ветроустановка |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190223 |