RU82782U1 - WIND MOTOR INSTALLATION - Google Patents

WIND MOTOR INSTALLATION Download PDF

Info

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
Application number
RU2008146302/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Ильич Попов
Сергей Евгеньевич Щеклеин
Александр Викторович Каширин
Денис Александрович Попов
Original Assignee
Александр Ильич Попов
Сергей Евгеньевич Щеклеин
Александр Викторович Каширин
Денис Александрович Попов
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, Сергей Евгеньевич Щеклеин, Александр Викторович Каширин, Денис Александрович Попов filed Critical Александр Ильич Попов
Priority to RU2008146302/22U priority Critical patent/RU82782U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU82782U1 publication Critical patent/RU82782U1/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

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)

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.
Figure 00000001
A wind turbine installation comprising a rotor fixed on the axis, on the rim of the disk of which blades of the same twist are arranged on the periphery on their axes with the possibility of their turning in and out of the rotor, each rotor blade having a lever connected to a spring tensioner, characterized in that an additional an inner rotor with vanes of the opposite twist and limiters of the maximum angle of rotation of the vanes, the axes of both rotors being coaxially joined by bearings and separately connected to an actuator, for example, a stator and a rotor of an electric generator.
Figure 00000001
RU2008146302/22U 2008-11-24 2008-11-24 WIND MOTOR INSTALLATION RU82782U1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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