RU2722982C1 - Rotary windmill - Google Patents

Rotary windmill Download PDF

Info

Publication number
RU2722982C1
RU2722982C1 RU2019123508A RU2019123508A RU2722982C1 RU 2722982 C1 RU2722982 C1 RU 2722982C1 RU 2019123508 A RU2019123508 A RU 2019123508A RU 2019123508 A RU2019123508 A RU 2019123508A RU 2722982 C1 RU2722982 C1 RU 2722982C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fixed
drum
blades
frame
base
Prior art date
Application number
RU2019123508A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Николаевич Рудомин
Виктор Алексеевич Биленко
Михаил Иванович Голубенко
Original Assignee
Евгений Николаевич Рудомин
Виктор Алексеевич Биленко
Михаил Иванович Голубенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Николаевич Рудомин, Виктор Алексеевич Биленко, Михаил Иванович Голубенко filed Critical Евгений Николаевич Рудомин
Priority to RU2019123508A priority Critical patent/RU2722982C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2722982C1 publication Critical patent/RU2722982C1/en

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
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/062—Rotors characterised by their construction elements
    • 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
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/06—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
    • 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
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30—Wind power
    • 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

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)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to wind-driven equipment, particularly, to wind turbines with axis of rotation perpendicular to wind direction. Carousel windmill contains vertical shaft 1 and radial blades arranged in several tiers and fixed to drum made in the form of cylindrical spatial frame. Frame consists of upper and lower bases 3 and 4 and intermediate sections 5 interconnected by vertical posts 6. Blades have curved shapes. On posts 6 hinges 14 are fixed, which are the place of attachment of blades to drum. Base 4 consists of radially directed and uniformly distributed along circumference wires, inner ends of which are fixed to hub of bearing 8, outer ends - to rim of drum. Inner ends of the wires of base 3 are rigidly fixed to shaft 1, which is installed in fixed frame 11 movably by means of bearings 12. In base 4 bearing 12 is installed between the hub and frame 11, and in base 3 - between frame 11 and shaft 1. Flexible shells are fixed between spokes of each section.EFFECT: invention is aimed at increasing power and efficiency, as well as reducing coefficient of friction in bearings and increasing uniformity of rotation of vertical shaft.1 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к ветротехнике, в частности к ветродвигателям с осью вращения, перпендикулярно направлению ветра.The invention relates to wind engineering, in particular to wind turbines with an axis of rotation perpendicular to the direction of the wind.

Изобретение позволяет производить строительство для небольших ферм, поселков, дачных участков в отдельных районах, а также центров зимнего спорта, например, в горах, и признано повысить теплоэнергетический суверенитет пользователей.The invention allows for the construction of small farms, towns, summer cottages in certain areas, as well as winter sports centers, for example, in the mountains, and it is recognized to increase the heat and power sovereignty of users.

Известна ветряная установка, содержащая двух - или трехмодульный ветродвигатель. Ротор каждого модуля такой установки предусматривает собой вертикальный вал с рабочими лопастями в виде изогнутых листов прямоугольной формы, вращающихся в горизонтальной плоскости (ГШ, №25545, F03D 3/06 от 10.10.2002).Known wind turbine containing a two - or three-module wind turbine. The rotor of each module of such an installation provides a vertical shaft with working blades in the form of curved rectangular sheets rotating in the horizontal plane (GS, No. 25545, F03D 3/06 of 10/10/2002).

Известен также трехмодульный ветродвигатель с вертикальным силовым валом, содержащий 8 частности, два конструктивно одинаковых ротора между торцевыми дисками в виде упоров и двух криволинейных пластин, снабженных грузами, установленных с возможностью поворота на диаметрально противоположных пружинистых шарнирах, причем шарниры пластин одного ротора расположены взаимно перпендикулярно шарнирам другого ротора (Авторское свидетельство SU №1694977, F03D 3/02 от 3.11.1991).Also known is a three-module wind turbine with a vertical power shaft, containing 8 particulars, two structurally identical rotors between the end disks in the form of stops and two curved plates equipped with weights mounted for rotation on diametrically opposite springy joints, the hinges of the plates of one rotor being mutually perpendicular to the hinges another rotor (Copyright certificate SU No. 1694977, F03D 3/02 of 3.11.1991).

Эффективность использования ветра в ветроэнергетических установках отмеченного использования недостаточно высокая.The efficiency of using wind in wind power plants of marked use is not high enough.

Известны конструкции аналогичного назначения, преобразующие энергию потока воздуха или воды во вращательное движение (Авторское свидетельство SU №1663226, F03D 3/06 от 15.07.1991; №1017814, F03D 3/00 от 05.05.1983).Known designs for a similar purpose, converting the energy of the air or water flow into rotational motion (Copyright certificate SU No. 1663226, F03D 3/06 of 07.15.1991; No. 1017814, F03D 3/00 of 05/05/1983).

Такого рода роторные и карусельные двигатели с вертикальной осью вращения имеют низкий коэффициент использования энергии потока газа или жидкости, поскольку приводятся во вращение только частью потока, движущего попутно, например, наветренным лопастям.Such rotary and rotary engines with a vertical axis of rotation have a low coefficient of energy utilization of the gas or liquid flow, since they are rotated only by a part of the flow moving along the way, for example, to the windward blades.

Известны также роторы Савониума и Кажинского, в которых энергия части потока, уже использованного при давлении на лопасть, отражается от нее и повторно оказывает давление на другую лопасть, что повышает коэффициент использования ветрогидропотока (Авторское свидетельство SU №1553778, F03D 7/07 от 30.03.1990; №1612109, F03D от 30.03.1990; №1612109, F03D 7/06 от 07.12.1990; Патент RU №2118703 F03D 3/00 от 10.09.1998).Also known are the rotors of Savonium and Kazhinsky, in which the energy of a part of the stream already used with pressure on the blade is reflected from it and re-pressures on the other blade, which increases the utilization of wind and hydro flow (Copyright certificate SU No. 1553778, F03D 7/07 of 30.03. 1990; No. 1612109, F03D dated March 30, 1990; No. 1612109, F03D 7/06 dated December 7, 1990; Patent RU No. 2118703 F03D 3/00 dated September 10, 1998).

Однако такого рода устройства неравномерно воспринимают давление потока с разных направлений, т.е. имеют нерабочие («мертвые») зоны, поэтому для обеспечения равномерности их вращения используют два и более аналогичных ротора, расположенных на общей оси, но лопасти их сдвинуты на определенный угол.However, such devices do not uniformly perceive flow pressure from different directions, i.e. have non-working ("dead") zones, therefore, to ensure the uniformity of their rotation, two or more similar rotors located on a common axis are used, but their blades are shifted by a certain angle.

Известны также конструкции с подвижными лопастями, в которых лопасти, движущиеся навстречу потоку, поворачиваются для уменьшения их аэродинамического торможения (Патенты RU: №2057969, F03D 3/00, 7/00 от 29.03.1993; №2069795, F03D, 3/06 от 28.04.1994; А.с. SU №181414, F03D 3/06 от 15.05.1993). В такого рода устройствах участвует в передаче энергии потока только лопасть, идущая под поток, а остальные лопасти, перемещающиеся поперек или навстречу потока, только тормозят двигатель, что обуславливает также их низкий коэффициент использования энергии потока. Кроме того, сила тяжести ветродвигателя передается на подшипники и подпятник, в результате чего возникают большие силы трения, что снижает эффективность работы ветродвигателя при малых скоростях воздушного потока. Другим недостатком является то, что процесс поворота пластин осуществляется одновременно, а это обуславливает неравномерность вращения ветродвигателя, что требует дополнительных синхронизирующих (стабилизирующих) устройств, а также создает неблагоприятные условия для работы генераторов и других устройств. Кроме того, при вращении ветродвигателя пластины ориентируются по направлению воздушного потока, но при этом создаются аэродинамические сопротивления, оказываемые системой (решеткой) пластин.There are also known designs with movable blades, in which the blades moving towards the flow are rotated to reduce their aerodynamic drag (Patents RU: No. 2057569, F03D 3/00, 7/00 dated 03/29/1993; No. 2069795, F03D, 3/06 dated 04/28/1994; A.S. SU No. 181414, F03D 3/06 of 05/15/1993). In such devices, only the blade going under the stream is involved in the transfer of flow energy, and the remaining blades moving across or towards the stream only slow down the engine, which also causes their low coefficient of utilization of the flow energy. In addition, the gravity of the wind turbine is transmitted to the bearings and thrust bearing, as a result of which there are large friction forces, which reduces the efficiency of the wind turbine at low air flow rates. Another disadvantage is that the process of turning the plates is carried out simultaneously, and this leads to uneven rotation of the wind turbine, which requires additional synchronizing (stabilizing) devices, and also creates adverse conditions for the operation of generators and other devices. In addition, when the wind turbine rotates, the plates are oriented in the direction of the air flow, but this creates aerodynamic drags provided by the plate system (grid).

Известны также карусельные и роторные ветродвигатели (Авторское свидетельство SU №992799, F03D 3/00 от 30.01.1993; патенты RU: №2380567, F03D 3/00 от 27.012010; №2426005, F03D 3/06, 11/04 от 10.08.2011). Все известные карусельные и роторные ветродвигатели имеют один общий недостаток: мощность ветрового потока передается через лопасти только с одной стороны оси вращения, в результате чего ветродвигатель имеет невысокий КПД.Rotary and rotary wind motors are also known (Copyright Certificate SU No. 992799, F03D 3/00 dated 01/30/1993; Patents RU: No. 2380567, F03D 3/00 dated 01/27/2010; No. 2426005, F03D 3/06, 11/04 dated 08/10/2011 ) All known rotary and rotor wind turbines have one common drawback: the power of the wind flow is transmitted through the blades from only one side of the rotation axis, as a result of which the wind turbine has a low efficiency.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа «Ротор Хвост дельфина», содержащий вал, соединенный с ободами - дисками, между которыми установлены по периферии на своих осях жесткие лопасти, вращающиеся на своих втулках и соединенные с пружинами противоположной крутки. Натяжение пружин осуществляется от специального механизма, содержащего систему шестеренок, цепей или других гибких связей, связанных со шкивами на осях лопастей (П.М, RU №346653, F03D 3/12, 5/00, 3/06, 1/00 от 10.12.2003).Closest to the technical nature of the claimed device is selected as a prototype "Rotor Dolphin Tail", containing a shaft connected to rims - discs, between which are mounted on the periphery of the rigid blades rotating on their bushings and connected to springs of opposite twist. The tension of the springs is carried out from a special mechanism containing a system of gears, chains or other flexible links associated with pulleys on the axes of the blades (P.M, RU No. 346653, F03D 3/12, 5/00, 3/06, 1/00 from 10.12 .2003).

Недостатком прототипа является сложность его реализации, необходимость иметь двойное (по количеству лопастей) число пружин разной крутки (левой и правой). Кроме того, исключена регулировка натяжения каждой отдельной пружины в процессе работы, т.к. их разбалансировка приведет к разным углам раскрытия лопастей (разным «углам атаки»), что снижает КПД устройства. Для того чтобы обеспечить равные условия для каждой лопасти, пружины разной крутки необходимо подбирать в пары и т.д.The disadvantage of the prototype is the complexity of its implementation, the need to have a double (in terms of the number of blades) the number of springs of different twists (left and right). In addition, the adjustment of the tension of each individual spring during operation is excluded, since their imbalance will lead to different angles of opening of the blades (different "angles of attack"), which reduces the efficiency of the device. In order to ensure equal conditions for each blade, springs of different twists must be selected in pairs, etc.

Задачей предлагаемого технического решения является значительно упростить конструкцию устройства, повысить коэффициент использования энергии потока и облегчить его регулировку, а также более эффективного использования энергии воздушного потока.The objective of the proposed technical solution is to greatly simplify the design of the device, increase the utilization of the energy of the stream and facilitate its adjustment, as well as more efficient use of energy of the air stream.

Поставленная задача достигается тем, что карусельный ветродвигатель, содержащий вертикальный вал, радиальные лопасти, согласно изобретения, радиальные лопасти расположены в несколько ярусов и закреплены к барабану, выполненному в виде цилиндрического пространственного каркаса, состоящего из верхнего и нижнего оснований и промежуточных секций, соединенных между собой вертикальными стойками по внешней образующей барабана, лопасти имеют криволинейные формы с радиусами кривизны, равными радиусу барабана, и их свободные края отогнуты по направлению движения воздушного потока, на вертикальных стойках закреплены шарниры, являющиеся местом крепления радиальных лопастей к барабану, при этом нижнее основание состоит из спиц, направленных радиально и равномерно распределенных по окружности, внутренние концы которых закреплены к ступице подшипника, внешние - к ободу барабана, при этом внутренние концы спиц верхнего основания жестко закреплены к вертикальному валу, который установлен в неподвижном остове подвижно посредством подшипников, при этом в нижнем основании подшипник установлен между ступицей и неподвижным остовом, а в верхнем - между неподвижным остовом и вертикальным валом, при этом между спицами каждой секции закреплены гибкие оболочки с возможностью увеличения полезной площади улавливания воздушного потока.The problem is achieved in that the rotary wind turbine containing a vertical shaft, radial blades, according to the invention, radial blades are arranged in several tiers and are fixed to the drum, made in the form of a cylindrical spatial frame, consisting of upper and lower bases and intermediate sections interconnected vertical racks along the outer generatrix of the drum, the blades have curved shapes with radii of curvature equal to the radius of the drum, and their free edges are bent in the direction of movement of the air flow, hinges are fixed on the vertical racks, which are the attachment points of the radial blades to the drum, while the lower base consists of spokes directed radially and evenly distributed around the circumference, the inner ends of which are fixed to the hub of the bearing, the outer ends to the rim of the drum, while the inner ends of the spokes of the upper base are rigidly fixed to a vertical shaft, which is mounted in a fixed the skeleton is movable by bearings, while in the lower base the bearing is installed between the hub and the fixed skeleton, and in the upper - between the fixed skeleton and the vertical shaft, while flexible shells are fixed between the spokes of each section with the possibility of increasing the useful area for capturing the air flow.

На фиг. 1 представлен общий вид; на фиг. 2 - вид сверху; на фиг. 3 - лопасти; на фиг. 4 - элементы лопасти с направляющими.In FIG. 1 is a general view; in FIG. 2 - top view; in FIG. 3 - blades; in FIG. 4 - blade elements with guides.

Карусельный ветродвигатель содержит вертикальный вал 1 с радиальными лопастями 2, имеющими криволинейные формы с радиусами кривизны равными радиусу барабана и их свободные края, отогнуты по направлению движения воздушного потока, а вместе их крепления к барабану, который выполнен в виде цилиндрического пространственного каркаса, состоящего из верхнего 3 и нижнего 4 оснований и аналогичных промежуточных секций 5, выполненных по количеству рядов лопастей и соединенных между собой вертикальными стойками 6 по внешней образующей барабана, при этом нижнее основание состоит из спиц 7, направленных радиально и равномерно распределенных по окружности, внутренние концы которых закреплены к подшипникам ступиц 8, а внешние к ободу барабана 9, промежуточные секции конструктивно аналогично нижнемуThe rotary wind turbine contains a vertical shaft 1 with radial blades 2 having curvilinear shapes with radii of curvature equal to the radius of the drum and their free edges, bent in the direction of air flow, and together with their fastening to the drum, which is made in the form of a cylindrical spatial frame, consisting of an upper 3 and lower 4 bases and similar intermediate sections 5, made by the number of rows of blades and interconnected by vertical posts 6 along the outer generatrix of the drum, while the lower base consists of spokes 7 directed radially and evenly distributed around the circumference, the inner ends of which are fixed to bearings of the hubs 8, and external to the rim of the drum 9, the intermediate sections are structurally similar to the lower

основанию, и внутренние концы спиц закреплены к свободно плавающему кольцу 10, одетого на неподвижный остов 11, а верхнее основание конструктивно аналогично нижнему основанию, внутренние концы спиц 7 жестко закреплены к вертикальному валу 1, который может быть выполнен полым и расположен внутри неподвижного остова 11, причем вертикальный вал 1 установлен подвижно посредством опорного подшипника 12 (шарнирный подшипник), установленного в нижнем основании между ступицей и неподвижным остовом, а в верхнем между неподвижным остовом и валом, при этом между спицами каждой секции закреплены гибкие оболочки 13, с возможностью увеличения полезной площади улавливания воздушного потока, а место крепления лопастей к барабану выполнено в виде шарниров 14, закрепленных к стойкам барабана 6, при этом рычаги 15 одними концами жестко связаны с лопастями 2, а другими с осями роликов 16, которые установлены в коробчатой направляющей 17, закрепленной на неподвижном остове 11, причем в момент открытия лопастей ролики опираются о внутренние поверхности направляющих (фиг. 4 разрез А-А) с возможностью движения рычагов с лопастями и роликами до промежуточного момента (фиг. 4 разрез Б-Б), при котором ролики находятся между внешними и внутренними поверхностями направляющих 17, с возможностью перемещения на внешние поверхности направляющих (фиг. 4 разрез В-В), и затем на обод барабана.the base and the inner ends of the spokes are fixed to a freely floating ring 10, dressed on a fixed skeleton 11, and the upper base is structurally similar to the lower base, the inner ends of the spokes 7 are rigidly fixed to a vertical shaft 1, which can be made hollow and located inside the fixed skeleton 11, moreover, the vertical shaft 1 is mounted movably by means of a thrust bearing 12 (articulated bearing) mounted in the lower base between the hub and the fixed skeleton, and in the upper between the fixed skeleton and the shaft, while flexible shells 13 are fixed between the spokes of each section, with the possibility of increasing the useful area capture of the air flow, and the place of attachment of the blades to the drum is made in the form of hinges 14, fixed to the uprights of the drum 6, while the levers 15 are rigidly connected to the blades 2 at one end and the other axes of the rollers 16, which are mounted in a box guide 17 fixed to motionless skeleton 11, and at the time of opening the lope The rollers are supported on the inner surfaces of the rails (Fig. 4 section A-A) with the possibility of movement of levers with blades and rollers to an intermediate moment (Fig. 4 section B-B), in which the rollers are between the outer and inner surfaces of the guides 17, with the possibility of movement on the outer surfaces of the guides (Fig. 4 section B-B), and then onto the rim of the drum.

Карусельный ветродвигатель работает следующим образом.Carousel wind turbine operates as follows.

При воздействии воздушного потока на отогнутые края радиальных лопастей 2, которые в исходном положении прилегают к пространственному цилиндрическому каркасу, создает подъемную илу за счет чего радиальная лопасть 2, поворачивается вокруг шарниров 14, закрепленных на стойках барабана. При повороте лопасти 2 рычаг 15 с осью ролика 16, в момент открытия лопасти опирается о внутреннюю поверхность неподвижной коробчатой направляющей 17, заставляя лопасть плавно (без скачков) открываться до промежуточного момента, который определяется моментом силы от воздушного потока, действующего на вогнутую поверхность лопастей 2 и заставляющей повернуться лопасть вокруг шарнира 14, передовая силу давления с внутренней поверхности направляющей на внешнюю поверхность направляющей. При дальнейшем вращении ветродвигателя ролики перемещаются по внешней направляющей, заставляя поворачиваться лопасти по направляющей, а затем на обод до полного открытия лопастей. Направляющие закреплены к ободу (фиг.3 и 4) и расположены в каждой четверти, для того, чтобы ветродвигатель мог работать от воздушного потока с разных направлений. Радиальные лопасти 2 расположены в несколько ярусов, причем радиальные лопасти наклонены к оси вращения ветродвигателя для того, чтобы воспринимать восходящие потоки и тем самым снижать осевую нагрузку на опорные подшипники 8 и 12. Радиальные лопасти 2 опрокидываются последовательно, начиная с нижнего яруса к верхнему. Когда радиальные лопасти открыты, то воздушный поток также действует на гибкую оболочку, закрепленную между спицами 7 каждой секции. При вращении ветродвигателя открытые радиальные лопасти 2 закрываются под воздействием воздушного потока, прижимаются к цилиндрическому пространству каркасу, образуя с одной стороны гладкую цилиндрическую поверхность. В результате вышесказанного, ветродвигатель имеет цилиндрическую поверхность, которая не оказывает сопротивления вращению ветродвигателя. На фиг. 1 показана левая часть ветродвигателя и правая часть - система раскрытых лопастей, которая создает крутящий момент, образованный давлением воздушного потока на поверхности радиальных лопастей 2 и гибких оболочек 13. Крутящий момент от лопастей и оболочек передается на вертикальный вал 1 посредством верхнего основания.When exposed to airflow on the bent edges of the radial blades 2, which in the initial position are adjacent to the spatial cylindrical frame, creates a lifting sludge due to which the radial blade 2 is rotated around hinges 14 mounted on the uprights of the drum. When turning the blade 2, the lever 15 with the axis of the roller 16, at the moment of opening the blade rests on the inner surface of the stationary box-shaped guide 17, forcing the blade to smoothly (without jumps) open up to an intermediate moment, which is determined by the moment of force from the air flow acting on the concave surface of the blades 2 and forcing the blade to rotate around the hinge 14, an advanced pressure force from the inner surface of the guide to the outer surface of the guide. With further rotation of the wind turbine, the rollers move along the outer guide, forcing the blades to rotate along the guide, and then to the rim until the blades are fully open. The guides are fixed to the rim (FIGS. 3 and 4) and are located in each quarter so that the wind turbine can work from the air flow from different directions. Radial blades 2 are arranged in several tiers, and the radial blades are inclined to the axis of rotation of the wind turbine in order to absorb upward flows and thereby reduce the axial load on the supporting bearings 8 and 12. The radial blades 2 are tilted sequentially, starting from the lower tier to the upper one. When the radial blades are open, the air flow also acts on a flexible shell fixed between the spokes 7 of each section. When the wind turbine rotates, the open radial blades 2 are closed under the influence of air flow, are pressed to the cylindrical space of the frame, forming on one side a smooth cylindrical surface. As a result of the above, the wind turbine has a cylindrical surface that does not resist rotation of the wind turbine. In FIG. 1 shows the left part of the wind turbine and the right part - the system of open blades, which creates a torque generated by the pressure of the air flow on the surface of the radial blades 2 and flexible shells 13. The torque from the blades and shells is transmitted to the vertical shaft 1 through the upper base.

За счет наклона радиальных лопастей к вертикальной оси позволяет улавливать восходящие воздушные потоки, в результате чего образуется подъемная сила, приподнимающая цилиндрический пространственный каркас, уменьшая силу тяжести его, в результате чего уменьшаются силы трения в подшипниках, что увеличивает эффективность работы ветродвигателя при малых скоростях воздушного потока и как следствие, увеличивается КПД ветродвигателя. Наличие нескольких ярусов радиальных лопастей, снабженных направляющими, позволяет равномерно вращаться вертикальному валу, что значительно уменьшает динамические нагрузки, возникающие в узлах ветродвигателя. В результате того, что криволинейные лопасти имеют радиус кривизны равный радиусу барабана и в закрытом положении образуют гладкую цилиндрическую поверхность, которая имеет малые аэродинамические сопротивления, а с другой стороны ветродвигателя система лопастей позволяет создать максимальный крутящий момент от давления воздушного потока действующего, на внутреннюю криволинейную поверхность лопасти и на гибкие оболочки. Тем самым мощность возрастает, значительно возрастает коэффициент полезного действия, уменьшается коэффициент трения в подшипниках, увеличивается равномерность вращения вертикального вала, имеет невысокую стоимость изготовления, прост в регулировании и следует ожидать широкое применение для привода электрических генераторов, насосов, рыболовства и т.п.в индивидуальных хозяйствах, а также - в регионах, лишенных централизованного энергоснабжения.Due to the inclination of the radial blades to the vertical axis, it allows to capture the ascending air currents, as a result of which a lifting force is generated that lifts the cylindrical spatial frame, reducing its gravity, resulting in a decrease in the friction forces in the bearings, which increases the efficiency of the wind turbine at low air flow rates and as a result, the efficiency of the wind turbine increases. The presence of several tiers of radial blades equipped with guides allows the vertical shaft to rotate evenly, which significantly reduces the dynamic loads that occur in the nodes of the wind turbine. As a result of the fact that the curvilinear blades have a radius of curvature equal to the radius of the drum and in the closed position form a smooth cylindrical surface that has low aerodynamic drags, and on the other side of the wind turbine, the blade system allows you to create maximum torque from the pressure of the current air flow on the inner curved surface blades and on flexible shells. Thus, the power increases, the efficiency increases significantly, the friction coefficient in the bearings decreases, the uniformity of rotation of the vertical shaft increases, it has a low manufacturing cost, it is easy to regulate, and widespread use for driving electric generators, pumps, fishing, etc. individual farms, as well as in regions deprived of centralized energy supply.

Claims (1)

Карусельный ветродвигатель, содержащий вертикальный вал, радиальные лопасти, отличающийся тем, что радиальные лопасти расположены в несколько ярусов и закреплены к барабану, выполненному в виде цилиндрического пространственного каркаса, состоящего из верхнего и нижнего оснований и промежуточных секций, соединенных между собой вертикальными стойками по внешней образующей барабана, лопасти имеют криволинейные формы с радиусами кривизны, равными радиусу барабана, и их свободные края отогнуты по направлению движения воздушного потока, на вертикальных стойках закреплены шарниры, являющиеся местом крепления радиальных лопастей к барабану, при этом нижнее основание состоит из спиц, направленных радиально и равномерно распределенных по окружности, внутренние концы которых закреплены к ступице подшипника, внешние - к ободу барабана, при этом внутренние концы спиц верхнего основания жестко закреплены к вертикальному валу, который установлен в неподвижном остове подвижно посредством подшипников, при этом в нижнем основании подшипник установлен между ступицей и неподвижным остовом, а в верхнем - между неподвижным остовом и вертикальным валом, при этом между спицами каждой секции закреплены гибкие оболочки с возможностью увеличения полезной площади улавливания воздушного потока.A rotary wind turbine containing a vertical shaft, radial blades, characterized in that the radial blades are arranged in several tiers and are fixed to the drum, made in the form of a cylindrical spatial frame, consisting of upper and lower bases and intermediate sections interconnected by vertical uprights along the outer generatrix of the drum, the blades have curvilinear shapes with radii of curvature equal to the radius of the drum, and their free edges are bent in the direction of air flow, hinges are fixed on the uprights, which are the attachment points of the radial blades to the drum, while the lower base consists of spokes directed radially and evenly distributed around the circumference, the inner ends of which are fixed to the bearing hub, the outer ends to the drum rim, while the inner ends of the spokes of the upper base are rigidly fixed to a vertical shaft, which is mounted in a fixed frame movably by bearings, while in the lower base the bearing is installed between the hub and the fixed skeleton, and in the upper - between the fixed skeleton and the vertical shaft, while flexible shells are fixed between the spokes of each section with the possibility of increasing the useful area for capturing the air flow.
RU2019123508A 2019-07-19 2019-07-19 Rotary windmill RU2722982C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123508A RU2722982C1 (en) 2019-07-19 2019-07-19 Rotary windmill

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123508A RU2722982C1 (en) 2019-07-19 2019-07-19 Rotary windmill

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2722982C1 true RU2722982C1 (en) 2020-06-05

Family

ID=71067942

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019123508A RU2722982C1 (en) 2019-07-19 2019-07-19 Rotary windmill

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2722982C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007511709A (en) * 2005-01-19 2007-05-10 リュー，ビョン−スー Wind turbine
JP2007170234A (en) * 2005-12-20 2007-07-05 Yuichi Onishi Variable wing type wind force converting mechanism
KZ25714B (en) * 2010-02-25 2012-04-16 Wind-driven electric power station of Buktukov-5 (options)
WO2013093056A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-27 Wendor Energy Ltd. A wind power plant
US20160097372A1 (en) * 2013-05-15 2016-04-07 Catello Raffaele Filippo MONACO Tower-like wind generator
RU174578U1 (en) * 2017-02-02 2017-10-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) Mobile wind power installation
RU2652262C2 (en) * 2012-10-10 2018-04-25 Пьер Арман ТОМА Vertical axis wind turbine
RU2671078C2 (en) * 2016-05-25 2018-10-29 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" Wind turbine

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007511709A (en) * 2005-01-19 2007-05-10 リュー，ビョン−スー Wind turbine
JP2007170234A (en) * 2005-12-20 2007-07-05 Yuichi Onishi Variable wing type wind force converting mechanism
KZ25714B (en) * 2010-02-25 2012-04-16 Wind-driven electric power station of Buktukov-5 (options)
WO2013093056A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-27 Wendor Energy Ltd. A wind power plant
RU2652262C2 (en) * 2012-10-10 2018-04-25 Пьер Арман ТОМА Vertical axis wind turbine
US20160097372A1 (en) * 2013-05-15 2016-04-07 Catello Raffaele Filippo MONACO Tower-like wind generator
RU2671078C2 (en) * 2016-05-25 2018-10-29 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Севастопольский государственный университет" Wind turbine
RU174578U1 (en) * 2017-02-02 2017-10-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) Mobile wind power installation

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Mao ZHAOYONG et al. Discrete-Time Dynamical Maximum Power Tracking Control for a Vertical Axis Water Turbine with Retractible Blades. Hindawi Publishing Corporation Discrete Dynamics in Nature and Society, Volume 16, Article ID 1437616, 11 pages. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7040859B2 (en) Wind turbine
AU2010359619B2 (en) Vertical axis turbine
US20090218823A1 (en) Wind turbine structure having a plurality of propeller-type rotors
US20080152495A1 (en) Vertical Axis Turbine Apparatus
GB2119025A (en) Use of wind power
JPH11294313A (en) Hybrid windmill type power generation system
EP2494190B1 (en) Lift-type vertical axis turbine
RU2722982C1 (en) Rotary windmill
RU2294452C1 (en) Windmill rotating around vertical axle
KR101363889B1 (en) Vertical shaft wind power generation
CN202176453U (en) Eccentric ring wind power mechanism
KR20130114792A (en) Vertical-axis wind power generator having mechanism for angle variation of wings
KR20140142500A (en) Turbine and power generating apparatus having the same
KR200366013Y1 (en) A Horizontal cylindric water mill type which has high and low control unit of the rack and pinion method
EP1295033A1 (en) Vertical axis wind turbine
KR200359792Y1 (en) A Horizontal cylindric water mill type which has high and low control unit of the bracket method
RU2698868C1 (en) Rotary wind turbine
JP2003239842A (en) Wind power generator for storing wind force energy as potential energy and simultaneously extracting as electric power energy
CN114278495B (en) Offshore floating wind generating set
CN219549022U (en) Wind turbine and wind power plant
DK202200086U3 (en) Counter-rotating wind turbine and wind power plant comprising a counter-rotating wind turbine
RU115018U1 (en) WIND ENGINE
RU2152537C1 (en) Windmill rotor
RU2705531C1 (en) Rotor of vertical axial wind-driven unit
RU2461733C9 (en) Wind-driven unit