RU82782U1 - WIND MOTOR INSTALLATION - Google Patents
WIND MOTOR INSTALLATION Download PDFInfo
- Publication number
- RU82782U1 RU82782U1 RU2008146302/22U RU2008146302U RU82782U1 RU 82782 U1 RU82782 U1 RU 82782U1 RU 2008146302/22 U RU2008146302/22 U RU 2008146302/22U RU 2008146302 U RU2008146302 U RU 2008146302U RU 82782 U1 RU82782 U1 RU 82782U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- blades
- flow
- axes
- rotors
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- Y02E10/20—Hydro energy
-
- 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
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Ветрогидродвигательная установка, содержащая закрепленный на оси ротор, на ободе-диске которого размещены по периферии на своих осях лопасти одинаковой крутки с возможностью их поворота вовнутрь и наружу ротора, причем каждая лопасть ротора имеет рычаг, соединенный с пружинным натяжителем, отличающаяся тем, что введены дополнительный внутренний ротор с лопастями противоположной крутки и ограничителями максимального угла поворота лопастей, причем оси обоих роторов соосно объединены посредством подшипников и раздельно подсоединены к исполнительному механизму, например статору и ротору электрического генератора. A wind-driven power plant containing a rotor fixed on an axis, on the rim-disk of which blades of the same twist are placed along the periphery on their axes with the possibility of turning them inward and outward of the rotor, and each rotor blade has a lever connected to a spring tensioner, characterized in that an additional an inner rotor with blades of opposite twist and limiters of the maximum angle of rotation of the blades, and the axes of both rotors are coaxially combined by means of bearings and are separately connected to an actuator, for example, a stator and a rotor of an electric generator.
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 устройствах такого рода в передаче энергии потока участвует только лопасть, идущая под ветер, а остальные лопасти, перемещающиеся поперек или навстречу потока ветра, только тормозят ветродвигатель, 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 devices of this kind, only a blade going under the wind is involved in the transfer of flow energy, and the remaining blades moving across or towards the wind flow only slow down the wind turbine, which also causes their low coefficient of utilization of flow energy.
Известна также конструкция [9] ротора, имеющая подвижные лопасти, отклоняющиеся во внутрь и наружу ротора, причем поток ветра или воды проходит через ротор. Однако данная конструкция имеет сложную схему натяжения лопастей, их регулировки и установки в исходное положение.Also known is the design [9] of the rotor having movable blades deflecting inward and outward of the rotor, the wind or water flow passing through the rotor. However, this design has a complex pattern of tensioning the blades, their adjustment and installation in the initial position.
Наиболее близким по технической сути (прототипом) является устройство «Ветрогидродвигатель» [10], содержащее вал, соединенный с обoдами-дисками, между которыми размещены на своих осях лопасти с возможностью их поворота либо во внутрь, либо наружу лопасти. Рычаг каждой лопасти имеет пружинный натяжитель, который при отсутствии потока устанавливает лопасти в исходное состояние, при этом ротор превращается в геометрическую фигуру бочки-многогранника.The closest in technical essence (prototype) is the device "Wind turbine" [10], containing a shaft connected to rim-disks, between which the blades are placed on their axes with the possibility of rotation either inward or outward of the blade. The lever of each blade has a spring tensioner, which, in the absence of flow, sets the blades to their original state, while the rotor turns into the geometric shape of a barrel-polyhedron.
Данное устройство также имеет недостаточно высокий коэффициент использования энергии потока и ограниченный диапазон регулирования скоростей ротора, ввиду неполного использования энергии движения потока.This device also does not have a high coefficient of utilization of flow energy and a limited range of control of rotor speeds, due to the incomplete use of energy of the flow.
Это объясняется тем, что не весь поток прямолинейно проходит через ротор, так как часть потока по направлению его движения отклоняется в сторону от прямолинейного движения и поэтому с меньшими усилиями оказывает давление на лопасти. При изображенной на фигурах [9, 10] крутке лопастей поток будет отклоняться влево от вектора прямолинейного движения.This is explained by the fact that not all of the flow passes rectilinearly through the rotor, since part of the flow in the direction of its movement deviates to the side of the rectilinear motion and therefore exerts pressure on the blades with less effort. When the blades are twisted in the figures [9, 10], the flow will deviate to the left of the rectilinear motion vector.
Кроме того, конструкция прототипа имеет незначительную скорость вращения, что предполагает наличие дополнительного мультипликатора для подключения высокооборотного исполнительного механизма, например, генератора.In addition, the design of the prototype has a low rotation speed, which suggests the presence of an additional multiplier for connecting a high-speed actuator, for example, a generator.
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 повышения коэффициента использования энергии потока и увеличения мощности установки введен дополнительный внутренний ротор с лопастями противоположной крутки, а для предотвращения пересечения лопастей соседних роторов и уменьшения габаритов введены ограничители максимального угла поворота лопастей;- in order to increase the energy efficiency of the flow and increase the power of the installation, an additional internal rotor with vanes of the opposite twist was introduced, and to prevent the intersection of the blades of the adjacent rotors and to reduce the size, limiters were introduced for the maximum angle of rotation of the blades;
- с целью увеличения оборотов на выходе установки оси обоих роторов соосно объединены посредством подшипников и раздельно подключены к исполнительному механизму, например к ротору и статору электрического генератора.- in order to increase the speed at the output of the installation, the axes of both rotors are coaxially combined by bearings and separately connected to the actuator, for example, to the rotor and stator of the electric generator.
Это позволяет повысить коэффициент использования энергии потока, увеличить в два раза скорость на выходе устройства и, в ряде случаев отказаться от использования мультипликаторов, повышающих обороты для исполнительных механизмов: генераторов, насосов и т.п.This allows you to increase the utilization of the flow energy, double the speed at the output of the device and, in some cases, refuse to use multipliers that increase the speed for actuators: generators, pumps, etc.
На фиг.1 изображена схема работы «Ветрогидродвигательной установки», а на фиг.2 - вариант исполнения конструкции данного устройства.Figure 1 shows the operation diagram of the "Wind turbine installation", and figure 2 is an embodiment of the design of this device.
«Ветрогидродвигательная установка» содержит основной ротор, состоящий из центральной полой внутри оси 1, на которой закреплен диск 2 с размещенными на своих осях 3 поворотными лопастями 4. Каждая лопасть имеет свой поворотный рычаг 5 через гибкую тягу 6 соединенный с пружинным натяжителем 7. В устройство дополнительно введен внутренний ротор, состоящий из центральной оси 8, на которой закреплен обод-диск 9 меньшего размера с размещенными на своих осях 10 поворотными лопастями 11. Каждая лопасть дополнительного ротора имеет противоположную крутку (противоположное расположение осей поворота: по часовой стрелке и против часовой стрелки для однонаправленного движения потока), а также - аналогичную схему натяжения. Оси обоих роторов соосно объединены посредством подшипников 12. Ось 8 дополнительного ротора подключена, например, к ротору 13 электрического генератора, а ось 1 основного ротора подсоединена к статору 14 генератора. Вся конструкция посредством подшипниковых узлов 15 крепится на фундаментном основании 16. Ограничители 17 максимального угла поворота лопастей предотвращают пересечение соседних лопастей роторов. Для повышения жесткости всей конструкции на оси лопастей наружного ротора сверху и на оси лопастей внутреннего ротора снизу могут устанавливаться дополнительные кольца жесткости (на фиг.2 не показано)."Wind turbine installation" contains a main rotor, consisting of a central hollow inside the axis 1, on which a disk 2 with rotary blades 4 located on its axles 3 is mounted. Each blade has its own rotary lever 5 through a flexible rod 6 connected to a spring tensioner 7. In the device additionally, an internal rotor is introduced, consisting of a central axis 8, on which a smaller rim-disk 9 is fixed with rotary blades 11 located on its axes 10. Each additional rotor blade has an opposite circle tku (opposite rotation axis: clockwise and counterclockwise for unidirectional flow), as well as a similar tension pattern. The axes of both rotors are coaxially joined by bearings 12. The axis 8 of the additional rotor is connected, for example, to the rotor 13 of the electric generator, and the axis 1 of the main rotor is connected to the stator 14 of the generator. The whole structure by means of bearing assemblies 15 is mounted on a foundation base 16. The limiters 17 of the maximum angle of rotation of the blades prevent the intersection of adjacent rotor blades. To increase the rigidity of the entire structure, additional stiffening rings can be installed on the axis of the blades of the outer rotor from above and on the axis of the blades of the inner rotor (not shown in FIG. 2).
«Ветрогидродвигательная установка» работает следующим образом. При отсутствии потока «V» ветра или воды натяжители устанавливают лопасти обоих цилиндров в нейтральное положение (фиг.1), при этом оба ротора приобретают бочкообразную геометрическую форму многоугольников по числу использованных лопастей. При наличии потока ветра или воды, входящего в роторы, их лопасти отклоняются вовнутрь роторов, а после прохождения потока через роторы - лопасти отклоняются наружу роторов: на фиг.1 отклонение лопастей показано пунктиром."Wind turbine installation" works as follows. In the absence of a flow of “V” wind or water, the tensioners set the blades of both cylinders to a neutral position (Fig. 1), while both rotors acquire a barrel-shaped geometric shape of polygons according to the number of blades used. If there is a flow of wind or water entering the rotors, their blades deviate into the inside of the rotors, and after the flow passes through the rotors, the blades deviate outside of the rotors: in Fig. 1, the deflection of the blades is indicated by a dotted line.
Таким образом, каждая лопасть обоих роторов задействована в отборе энергии от потока дважды: одна сторона лопасти «работает» на входящий поток, а другая сторона этой же лопасти - на выходящий поток. Поскольку лопасти роторов имеют противоположную крутку: противоположное расположение осей поворота, то при показанном на фиг.1 направлении потока «V», наружный ротор будет вращаться по часовой стрелке, а внутренний ротор - против часовой стрелки.Thus, each blade of both rotors is involved in the selection of energy from the flow twice: one side of the blade "works" for the incoming stream, and the other side of the same blade for the outgoing stream. Since the rotor blades have the opposite twist: the opposite axis of rotation, then with the flow direction “V” shown in FIG. 1, the outer rotor will rotate clockwise and the inner rotor counterclockwise.
Ось 1 наружного ротора (фиг.2) будет вращать статор 14 электрического генератора в одном направлении, а ось 8 внутреннего ротора будет вращать ротор (якорь) 13 этого же генератора в противоположном направлении (см. стрелки). Таким образом, обеспечивается контрроторное вращение и удвоение числа оборотов генератора. Оси 1 и 8 вращения объединены через подшипниковые узлы 12, а вся конструкция «Ветрогидродвигательной установки» закрепляется на фундаментном основании 16 через подшипниковые узлы 15.The axis 1 of the outer rotor (FIG. 2) will rotate the stator 14 of the electric generator in one direction, and the axis 8 of the inner rotor will rotate the rotor (armature) 13 of the same generator in the opposite direction (see arrows). Thus, counter-rotational rotation and doubling of the generator speed are provided. The rotation axes 1 and 8 are combined through the bearing units 12, and the entire structure of the "Wind turbine installation" is fixed on the foundation base 16 through the bearing units 15.
В случае нестабильности, например, ветрового потока, резко меняющего свое направление движения, могут возникать хаотичные движения лопастей, и лопасти разных близкорасположенных роторов будут цепляться друг за друга. Чтобы этого не происходило и, чтобы роторы были компактно установлены по возможности ближе друг к другу, установлены ограничители 17 максимального угла поворота лопастей, выполненные в виде выступов-штифтов.In the event of instability, for example, of a wind flow that changes its direction of movement, chaotic movements of the blades can occur, and the blades of different closely spaced rotors will cling to each other. To prevent this from happening and so that the rotors are compactly mounted as close as possible to each other, limiters 17 for the maximum angle of rotation of the blades, made in the form of protrusions-pins, are installed.
Существенное отличие предлагаемого решения от известных заключается как в увеличении коэффициента использования энергии потока и увеличения мощности установки, так и в удвоении оборотов за счет контрроторного вращения обоих роторов, что позволяет исключить мультипликатор при подключении его к высокооборотному исполнительному механизму.A significant difference of the proposed solution from the known ones consists in both increasing the utilization of the flow energy and increasing the power of the installation, and doubling the speed due to the counter-rotational rotation of both rotors, which eliminates the multiplier when it is connected to a high-speed actuator.
Испытания лабораторного макета подтвердили заявленные преимущества.Tests of the laboratory layout confirmed the claimed benefits.
Предлагаемая «Ветрогидродвигательная установка» достаточно проста в изготовлении, не требует дефицитных материалов и специального обслуживания.The proposed "Wind turbine installation" is quite simple to manufacture, does not require scarce materials and special services.
Следует ожидать ее широкое применение для привода электрических генераторов, насосов и т.д. на объектах, лишенных централизованного электроснабжения.We should expect its widespread use for driving electric generators, pumps, etc. at facilities deprived of centralized power supply.
Источники информации, принятые во внимание при составленииSources of information taken into account when compiling
заявки:applications:
1. Кажинский Б.В. Свободнопоточные гидроэлектростанции малой мощности / Под ред. Берга, вып.57, М.: 1950, с.31 «Роторная турбина системы Кажинского Б.В.».1. Kazhinsky B.V. Slow-flow hydroelectric power plants of low power / Ed. Berga, issue 57, Moscow: 1950, p.31 "Rotary turbine of the B.V. Kazhinsky system."
2. Там же, с.33 «Роторная турбина системы Угринского».2. Ibid., P.33 “Rotor turbine of the Ugrinsky system”.
3. Описание изобретения к патенту РФ №2118703, МПК F03Д 3/00, «Роторный ветродвигатель» (аналог).3. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2118703, IPC F03D 3/00, “Rotary wind turbine” (analogue).
4. Описание изобретения к патенту РФ №2246634, МПК F03Д 3/00, «Ротор» (аналог).4. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2246634, IPC F03D 3/00, “Rotor” (analogue).
5. Описание изобретения к патенту РФ №2057969, МПК F03Д 3/00, «Карусельное ветроколесо» (аналог).5. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2057969, IPC F03D 3/00, “Carousel wind wheel” (analogue).
6. Описание изобретения к патенту РФ №2069795, МПК F03Д 3/06, «Ветроколесо» (аналог).6. Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2069795, IPC F03D 3/06, Windwheel (analogue).
7. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1017814, МПК F03Д 3/00, «Карусельное ветроколесо» (аналог).7. Description of the invention to the USSR author's certificate No. 1017814, IPC F03D 3/00, “Carousel wind wheel” (analogue).
8. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1663226, МПК F03Д 3/06, «Ветроколесо» (аналог).8. Description of the invention to the USSR author's certificate No. 1663226, IPC F03D 3/06, "Wind wheel" (analogue).
9. Описание патента РФ №34653, МПК F03Д В3/12, «Ротор Хвост дельфина» (аналог). Ю.Описание патента РФ №55884, МПК F03Д В3/12, «Ветрогидродвигатель(прототип).9. Description of the patent of the Russian Federation No. 34653, IPC F03D V3 / 12, “Dolphin Tail Rotor” (analogue). Y. Description of RF patent No. 55884, IPC F03D B3 / 12, “Wind turbine (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008146302/22U RU82782U1 (en) | 2008-11-24 | 2008-11-24 | WIND MOTOR INSTALLATION |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008146302/22U RU82782U1 (en) | 2008-11-24 | 2008-11-24 | WIND MOTOR INSTALLATION |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU82782U1 true RU82782U1 (en) | 2009-05-10 |
Family
ID=41020520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008146302/22U RU82782U1 (en) | 2008-11-24 | 2008-11-24 | WIND MOTOR INSTALLATION |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU82782U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2501974C1 (en) * | 2012-07-23 | 2013-12-20 | Александр Геннадьевич Рябинин | Rotor-type windmill |
RU178822U1 (en) * | 2017-09-08 | 2018-04-19 | Анатолий Александрович Катаев | ELECTRICITY POWER MODULE |
-
2008
- 2008-11-24 RU RU2008146302/22U patent/RU82782U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2501974C1 (en) * | 2012-07-23 | 2013-12-20 | Александр Геннадьевич Рябинин | Rotor-type windmill |
RU178822U1 (en) * | 2017-09-08 | 2018-04-19 | Анатолий Александрович Катаев | ELECTRICITY POWER MODULE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6215199B1 (en) | Wind-driven electrical energy generating device | |
Hwang et al. | Efficiency improvement of a new vertical axis wind turbine by individual active control of blade motion | |
KR100776319B1 (en) | Vertical axis type wind power generator | |
US9124154B2 (en) | Kinetic energy conversion device with variable output | |
CN201106525Y (en) | Wind generator set with automatic control constant speed step-up gear | |
CN205277681U (en) | Wave energy conversion equipment | |
US10054105B2 (en) | Dolphin-blade, fluid flow, reciprocal motor | |
JP2011122508A (en) | Power generator | |
RU82782U1 (en) | WIND MOTOR INSTALLATION | |
JP2006077684A (en) | Wind mill or water turbine where each blade revolves | |
US11384726B2 (en) | Hydroelectric energy systems and methods | |
JP2010223207A (en) | Vertical type reaction wind turbine generator | |
JP2012062877A (en) | Hydraulic power generating apparatus utilizing water stream | |
US10914282B2 (en) | Multi-rotor, multi-axis wind turbine | |
EP3123599B1 (en) | Turbine energy device | |
CN212337525U (en) | Radial-flow air turbine for oscillating water column wave energy power generation device | |
RU89182U1 (en) | HYDRAULIC WHEEL FOR A WIND MOTOR WITH REGULATION OF SAILS | |
US20070104578A1 (en) | Radially-sliding wind turbine | |
CN101436806A (en) | Rotor and stator dual rotation type acceleration generator | |
RU218294U1 (en) | wind generator | |
Shrivastava | Efficiency improvement of a straight-bladed vertical axis wind turbine | |
RU112718U1 (en) | ENGINE FOR RECYCLING ENERGY ENVIRONMENT | |
GB2508814A (en) | Concentric turbine arrangement | |
US12007006B1 (en) | Rotary machine and power system comprising the rotary machine | |
CN207178108U (en) | A kind of middle-size and small-size permanent control transmission system of wind-driven generator group wind-wheel rotation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20091125 |