RU55884U1 - WIND MOTOR - Google Patents

WIND MOTOR Download PDF

Info

Publication number
RU55884U1
RU55884U1 RU2006107391/22U RU2006107391U RU55884U1 RU 55884 U1 RU55884 U1 RU 55884U1 RU 2006107391/22 U RU2006107391/22 U RU 2006107391/22U RU 2006107391 U RU2006107391 U RU 2006107391U RU 55884 U1 RU55884 U1 RU 55884U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blades
blade
tensioner
spring
wind turbine
Prior art date
Application number
RU2006107391/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Ильич Попов
Алексей Николаевич Архипов
Александр Викторович Каширин
Original Assignee
Александр Ильич Попов
Алексей Николаевич Архипов
Александр Викторович Каширин
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 Александр Ильич Попов, Алексей Николаевич Архипов, Александр Викторович Каширин filed Critical Александр Ильич Попов
Priority to RU2006107391/22U priority Critical patent/RU55884U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU55884U1 publication Critical patent/RU55884U1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Использование: получение механической энергии, ветррэнергетические установки, ветрогидронасосные установки. Сущность модели: Роторный многолопастной двигатель, каждая лопасть которого подпружинена вдоль своей плоскости с помощью индивидуального натяжителя и гибкой тяги. Лопасти имеют возможность перемещения как во внутрь так и наружу ротора. При отсутствии потока лопасти занимают исходное положение, при этом корпус двигателя превращается в бочку-многоугольник. Индивидуальные натяжители позволяют тарировать (настроить) усилия пружин и, соответственно, - обеспечить отклонение лопастей на одинаковые углы («углы атаки») при равных силовых воздействиях на лопасти. Использование дополнительного общего натяжителя обеспечивает одновременное изменение жесткости (усилия пружин) в зависимости от скорости потока. Это дает возможность задействовать в работе почти все лопасти, повысить КПД устройства и упростить регулирование его оборотов под конкретную энергию потока. Ожидается, что предлагаемый ветрогидродвигатель будет востребован на малых и средних мощностях энегосистем для автономного пользования.Usage: obtaining mechanical energy, wind power installations, wind pump installations. The essence of the model: A rotary multi-blade engine, each blade of which is spring-loaded along its plane with the help of an individual tensioner and flexible traction. The blades have the ability to move both in and out of the rotor. In the absence of flow, the blades occupy the initial position, while the engine casing turns into a barrel-polygon. Individual tensioners allow you to calibrate (adjust) the force of the springs and, accordingly, to ensure the deflection of the blades at the same angles ("angles of attack") with equal force impacts on the blades. The use of an additional common tensioner provides a simultaneous change in stiffness (spring force) depending on the flow rate. This makes it possible to engage almost all of the blades in operation, increase the efficiency of the device and simplify the regulation of its speed for a specific flow energy. It is expected that the proposed wind turbine will be in demand at small and medium-sized power systems for autonomous use.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к ветрогидроустановкам и может быть использована для получения механической или электрической энергии от потока движущейся среды: ветра или воды.The proposed utility model relates to wind turbines and can be used to obtain mechanical or electrical energy from the flow of a moving medium: wind or water.

Известные конструкции с неподвижными лопастями [1, 2, 3, 4] имеют низкий коэффициент использования энергии потока.Known designs with fixed blades [1, 2, 3, 4] have a low utilization of flow energy.

Известны также конструкции с подвижными лопастями, в которых лопасти, движущиеся навстречу потоку, поворачиваются для уменьшения их аэродинамического торможения [5, 6, 7, 8]. 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.There are also known designs with moving blades, in which the blades moving towards the flow are rotated to reduce their aerodynamic drag [5, 6, 7, 8]. 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 stream energy.

Наиболее близким по технической сути к заявленному устройству является выбранный в качестве прототипа «Ротор «Хвост дельфина» [9]. Прототип содержит вал, соединенный с обедами-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.The closest in technical essence to the claimed device is selected as a prototype "Rotor" Dolphin Tail "[9]. The prototype contains a shaft connected to dinners-disks, between which rigid blades are mounted on the periphery on their axes, rotating on their bushings and connected to springs of the opposite twist. The tension of the springs is carried out from a special mechanism containing a system of gears, chains or other flexible connections associated with pulleys on the axes of the blades.

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.

Технические преимущества заявленного объекта по сравнению с известными устройствами заключаются в следующем:Technical advantages of the claimed object in comparison with known devices are as follows:

- с целью упрощения конструкции для каждой лопасти введен рычаг, гибкая тяга и одна пружина на растяжение, усилие которое направлено вдоль плоскости лопасти;- in order to simplify the design for each blade, a lever, a flexible rod and one spring for tension are introduced, the force of which is directed along the plane of the blade;

- для уменьшения габаритов конструкции и обеспечения индивидуальной тарировки пружин введены поворотные опоры для гибких тяг и натяжители пружин;- to reduce the dimensions of the structure and ensure individual calibration of the springs, swing bearings for flexible rods and spring tensioners have been introduced;

- применен простой механизм натяжения, состоящий из шпильки-винта с левой и правой резьбой, а также двух пластин-гаек, аналогично, с левой и правой резьбой;- a simple tension mechanism was used, consisting of a stud screw with left and right threads, as well as two nut plates, similarly, with left and right threads;

- рычаг лопасти может быть выполнен в виде сектора диска с заданным профилем укладки гибкой тяги под конкретные условия скорости потока;- the blade lever can be made in the form of a sector of the disk with a given profile laying flexible traction for specific conditions of flow rate;

- просто, без дополнительной тарировки пружин решается вопрос подключения гибких тяг от каждой лопасти к общему (суммирующему) натяжителю или центробежному регулятору оборотов.- simply, without additional calibration of the springs, the issue of connecting flexible rods from each blade to a common (summing) tensioner or centrifugal speed controller is solved.

Это позволяет значительно упростить конструкцию устройства, повысить коэффициент использования энергии потока и облегчить его регулировку.This allows you to significantly simplify the design of the device, increase the utilization of the energy of the flow and facilitate its adjustment.

На фиг.1 изображен «Ветрогидродвигатель», вид сверху с условно прозрачным верхним диском и вариантом размещения на нем основных узлов, а на фиг.2 - вариант исполнения рычага лопасти в виде сектора диска.Figure 1 shows the "Wind turbine", a top view with a conditionally transparent upper disk and the option of placing the main nodes on it, and figure 2 is an embodiment of the blade lever in the form of a disk sector.

Ветрогидродвигатель содержит центральный вал 1, соединенный с дисками 2, между которыми на осях 3 установлены поворотные лопасти 4. Лопасти имеют рычаги 5, соединенные гибкими тягами 6 чрез пружины 7 и индивидуальный натяжитель 8 с корпусом или диском устройства. Опоры 9 изменяют для гибких тяг угол их натяжения. Индивидуальный натяжитель имеет крепление 10 к диску или корпусу. Между индивидуальным натяжителем пружин и корпусом могут быть подсоединены дополнительные тяги к общему натяжителю, одновременно увеличивающему или уменьшающему жесткость (усилия) всех пружин (на фиг. не показан).The wind turbine contains a central shaft 1 connected to disks 2, between which rotary blades 4 are mounted on the axles 3. The blades have levers 5 connected by flexible rods 6 through springs 7 and an individual tensioner 8 with the housing or disk of the device. Supports 9 change the angle of tension for flexible rods. The individual tensioner has a 10 mount to the disk or housing. Between the individual spring tensioner and the housing, additional traction can be connected to the common tensioner, which simultaneously increases or decreases the stiffness (force) of all springs (not shown in Fig.).

Ветрогидродвигатель работает следующим образом. В нейтральном положении при отсутствии потока среды лопасти устройства образуют собой усеченную бочку-многогранник. Усилие «F» каждой пружины 7 направлено вдоль рычага 5 и плоскости лопасти 4. Чтобы не увеличивать размеры диска 2 в направлении вектора «F», применены поворотные опоры 9, изменяющие для гибких тяг 6 угол их натяжения от пружин 7.Wind turbine operates as follows. In the neutral position, in the absence of fluid flow, the blades of the device form a truncated barrel-polyhedron. The force "F" of each spring 7 is directed along the lever 5 and the plane of the blade 4. In order not to increase the size of the disk 2 in the direction of the vector "F", rotary bearings 9 are used, changing the angle of tension from the springs 7 for flexible rods 6.

При наличии потока «V» лопасти, первыми его воспринимающие, отклоняются во внутрь ротора, а лопасти, воспринимающие поток уже прошедший через полость двигателя, отклоняются наружу (на фиг.1, обозначено пунктирными линиями). В цепь: рычаг, гибкая тяга, пружина, диск (корпус) включен последовательно с ними индивидуальный натяжитель 8 каждой пружины, закрепленный в точке 10 на диске. Для упрощения конструкции натяжитель выполнен в виде шпильки-винта с левой и правой резьбой, а также двух пластин-гаек, соответственно, с левой и правой резьбой. С помощью индивидуальных натяжителей удобно и просто в процессе наладки отрегулировать силу натяжения пружин и, соответственно, In the presence of a stream "V", the blades, the first to receive it, are deflected into the inside of the rotor, and the blades, which receive the stream already passed through the engine cavity, are deflected outward (in Fig. 1, indicated by dashed lines). In the chain: lever, flexible traction, spring, disk (case), an individual tensioner 8 of each spring is connected in series with them, fixed at point 10 on the disk. To simplify the design, the tensioner is made in the form of a hairpin screw with left and right threads, as well as two nut plates, respectively, with left and right threads. Using individual tensioners, it is convenient and simple to adjust the tension force of the springs during adjustment and, accordingly,

- отклонение лопастей на одинаковый угол при одинаковой силе воздействия на них.- the deflection of the blades at the same angle with the same force of impact on them.

Известно, что энергия потока зависит от его скорости в кубической форме, поэтому при установке двигателя в потоки с разными параметрами скорости возникает необходимость в увеличении или уменьшении жесткости (усилия натяжения) всех пружин одновременно. В данной конструкции это, при необходимости, обеспечивается введением еще одного общего натяжителя, подсоединяемого между диском и индивидуальными натяжителями через дополнительные тяги (на фиг. не показано).It is known that the energy of a flow depends on its speed in cubic form, therefore, when installing the engine in flows with different speed parameters, there is a need to increase or decrease the stiffness (tension force) of all springs simultaneously. In this design, this, if necessary, is ensured by the introduction of another common tensioner, connected between the disk and individual tensioners through additional rods (not shown in Fig.).

Для создания не пропорциональной, а более сложной функциональной зависимости угла поворота лопастей от скорости потока и усилия натяжения пружин, рычаги лопастей (фиг.2) могут быть выполнены в виде сектора кругового, элипсного или другой формы диска с заданным профилем укладки гибких тяг.To create not proportional, but more complex functional dependence of the angle of rotation of the blades on the flow velocity and the tension force of the springs, the levers of the blades (figure 2) can be made in the form of a sector of a circular, ellipse or other form of a disk with a given profile for laying flexible rods.

С целью автоматической одновременной установки жесткости пружин и, соответственно, - сопротивления лопастей потоку, в качестве общего натяжителя может быть использован центробежный регулятор оборотов или его исполнительный механизм. Это позволяет регулировать число оборотов двигателя в автоматическом режиме.In order to automatically simultaneously set the stiffness of the springs and, accordingly, the resistance of the blades to the flow, a centrifugal speed controller or its actuator can be used as a common tensioner. This allows you to adjust the engine speed in automatic mode.

Существенное отличие предлагаемого решения от известных заключается, как в увеличении КПД использования энергии потока, поскольку находятся одновременно в работе большинство лопастей, так и - в сравнительной простоте конструктивного исполнения и последующих регулировках.A significant difference between the proposed solution and the known ones consists both in increasing the efficiency of using the flow energy, since most of the blades are in operation at the same time, and in the comparative simplicity of the design and subsequent adjustments.

Испытания лабораторных макетов подтвердили преимущества предлагаемого изобретения, описанные выше (см. фото).Tests of laboratory models confirmed the advantages of the invention described above (see photo).

Предлагаемый ветрогидродвигатель имеет невысокую стоимость изготовления, прост в регулировании и следует ожидать его широкое применение для привода электрических генераторов, насосов и т.п. в The proposed wind turbine has a low manufacturing cost, is easy to regulate and should be expected to be widely used to drive electric generators, pumps, etc. at

индивидуальных хозяйствах, а также - в регионах, лишенных централизованного энергоснабжения.individual farms, as well as in regions deprived of centralized energy supply.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки: Sources of information taken into account when preparing the application:

1. Б.В.Кажинский. Свободнопоточные гидроэлектростанции малой мощности. Под редакцией Берга, вып.57, М., 1950 г., стр.31: «Роторная турбина системы Кажинского Б.В.».1. B.V.Kazhinsky. Free-flow hydroelectric power of low power. Edited by Berg, issue 57, M., 1950, p.31: "Rotary turbine of the B.V. Kazhinsky system."

2. Там же, стр.33, «Роторная турбина системы Угринского».2. Ibid., P. 33, “Rotor turbine of the Ugrinsky system”.

3. Описание изобретения к патенту РФ №2118703, МПК F 03 Д 3/00. «Роторный ветродвигатель» (аналог).3. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2118703, IPC F 03 D 3/00. "Rotary wind turbine" (analog).

4. Описание изобретения РФ №2246634, МПК F 03 Д 3/00. «Ротор» (аналог).4. Description of the invention of the Russian Federation No. 2246634, IPC F 03 D 3/00. "Rotor" (analog).

5. Описание изобретения к патенту РФ №2057969, МПК F 03 Д 3/00, 7/06. «Карусельное ветроколесо» (аналог).5. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2057969, IPC F 03 D 3/00, 7/06. "Carousel wind wheel" (analogue).

6. Описание изобретения к патенту РФ №2069795, МПК F 03 Д 3/00, 3/06. «Ветроколесо» (аналог).6. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2069795, IPC F 03 D 3/00, 3/06. "Windwheel" (analogue).

7. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР, МПК F 03 Д 3/00. «Карусельный ветродвигатель» (аналог), №15378857. Description of the invention to the copyright certificate of the USSR, IPC F 03 D 3/00. “Rotary wind turbine” (analogue), No. 1537885

8. Описание изобретения к патенту СССР, МПК F 03 Д 3/00. «Преобразователь энергии» (аналог), №13624058. Description of the invention to the USSR patent, IPC F 03 D 3/00. "Energy Converter" (analog), No. 1362405

9. Описание патента РФ №34653, МПК F 03 B 3/12; F 03 Д 5/00; F 03 Д 3/06; F 03 Д 1/00. «Ротор «Хвост дельфина» (прототип).9. Description of the patent of the Russian Federation No. 34653, IPC F 03 B 3/12; F 03 D 5/00; F 03 D 3/06; F 03 D 1/00. "Rotor" Dolphin Tail "(prototype).

Claims (6)

1. Ветрогидродвигатель, содержащий вал, соединенный с ободами-дисками, между которыми установлены по периферии на своих осях лопасти с возможностью их поворота во внутрь и наружу дисков, отличающийся тем, что для каждой лопасти введены рычаги, гибкие тяги и пружины, причем рычаг каждой лопасти соединен с одним из дисков через последовательно соединенные гибкую тягу и пружину.1. A wind turbine containing a shaft connected to rim-disks, between which are mounted on the periphery on their axes of the blade with the possibility of rotation in and out of the disk, characterized in that for each blade introduced levers, flexible rods and springs, each lever the blade is connected to one of the disks through a series of flexible traction and a spring. 2. Ветрогидродвигатель по п.1, отличающийся тем, что для каждой гибкой тяги на диске установлены поворотные опоры и последовательно с рычагом, тягой и пружиной подключен натяжитель пружины.2. The wind turbine according to claim 1, characterized in that for each flexible traction on the disk rotary bearings are installed and a spring tensioner is connected in series with the lever, traction and spring. 3. Ветрогидродвигатель по пп.1 и 2, отличающийся тем, что натяжитель выполнен в виде шпильки-винта с левой и правой резьбой, а также - двух пластин (гаек) с левой и правой резьбой.3. Wind turbine according to claims 1 and 2, characterized in that the tensioner is made in the form of a hairpin screw with left and right threads, as well as two plates (nuts) with left and right threads. 4. Ветрогидродвигатель по п.1, отличающийся тем, что рычаг лопасти выполнен в виде сектора диска с заданным профилем укладки гибкой тяги.4. The wind turbine according to claim 1, characterized in that the blade lever is made in the form of a sector of the disk with a given profile laying flexible traction. 5. Ветрогидродвигатель по пп.1 - 3, отличающийся тем, что для каждой лопасти в цепь, содержащую последовательно соединенные рычаг, гибкую тягу, пружину, натяжитель, подключены дополнительные тяги, каждая из которых соединена с дополнительным общим натяжителем пружин лопастей.5. Wind turbine according to claims 1 to 3, characterized in that for each blade in a chain containing a series-connected lever, flexible rod, spring, tensioner, additional rods are connected, each of which is connected to an additional common spring tensioner of the blades. 6. Ветрогидродвигатель по пп.1 и 5, отличающийся тем, что в качестве общего натяжителя использован центробежный регулятор оборотов.
Figure 00000001
6. Wind turbine according to claims 1 and 5, characterized in that a centrifugal speed controller is used as a common tensioner.
Figure 00000001
RU2006107391/22U 2006-03-09 2006-03-09 WIND MOTOR RU55884U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006107391/22U RU55884U1 (en) 2006-03-09 2006-03-09 WIND MOTOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006107391/22U RU55884U1 (en) 2006-03-09 2006-03-09 WIND MOTOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU55884U1 true RU55884U1 (en) 2006-08-27

Family

ID=37061807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006107391/22U RU55884U1 (en) 2006-03-09 2006-03-09 WIND MOTOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU55884U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464443C1 (en) * 2011-05-31 2012-10-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Rotor wind hydraulic engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2464443C1 (en) * 2011-05-31 2012-10-20 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Rotor wind hydraulic engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110027084A1 (en) Novel turbine and blades
KR101333762B1 (en) Water turbine with bi-symmetric airfoil
US20100237626A1 (en) Hinged-blade cross-axis turbine for hydroelectric power generation
CN203601542U (en) Tidal current power generation device and installation frame thereof
KR101196357B1 (en) Energy integration with Magnetism-operation of Vertical axis a Water current Hydraulic turbine
WO2001048374A2 (en) Turbine for free flowing water
JP2012525535A (en) Underwater generator
WO2017115565A1 (en) Vertical wind power generation system, vertical hydropower generation system, and control method therefor
US8162589B2 (en) Moving fluid energy recovery system
JP2016500417A (en) Hydroelectric power plants for utilizing the energy of guided or unrestricted water streams
RU55884U1 (en) WIND MOTOR
JP2006077684A (en) Wind mill or water turbine where each blade revolves
CA2532734A1 (en) Economic low-head hydro and tidal power turbine
CN102261298A (en) Straight wing water flow power generation device
RU167270U1 (en) WIND POWER UNIT
CN2921349Y (en) One-direction rotary turbine set capable of utilizing non-directional wind power sea wave tide power
RU82782U1 (en) WIND MOTOR INSTALLATION
RU89182U1 (en) HYDRAULIC WHEEL FOR A WIND MOTOR WITH REGULATION OF SAILS
RU2664639C2 (en) Method for converting the kinetic energy of a air flow to a rotary movement of a blade
CN201212448Y (en) Disc type wind energy impeller wheel
JP5296916B1 (en) Propeller turbine generator
CN112534129A (en) Hydroelectric energy system and method
RU34653U1 (en) ROTOR "TAIL OF DELPHINE"
GB2508814A (en) Concentric turbine arrangement
CN220470109U (en) Multistage wind-force collection structure

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20080310