SU1787210A3

SU1787210A3 - Windmill

Info

Publication number: SU1787210A3
Application number: SU914917376A
Authority: SU
Inventors: Viktor V Karushev
Original assignee: Z Asbestotsementnykh Izdelij K
Priority date: 1991-02-01
Filing date: 1991-02-01
Publication date: 1993-01-07

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике и касается ветродвигателей с осью вращения, перпендикулярной потоку воздуха.The invention relates to wind energy and relates to wind turbines with an axis of rotation perpendicular to the air flow.

Известен ветродвигатель, содержащий корпус, расположенную в нем с образованием кольцевого канала обечайку с входным конфузором, установленную в обечайке воздушную турбину, выполненную в виде центрального полого обтекателя, расположенного перед ним входного полого конуса, сообщающихся с атмосферой, и лопастей, закрепленных на обтекателе. Конфузор и конус выполнены с окнами с расположенными в них поворотными заслонками.A wind turbine is known, comprising a housing located in it with the formation of an annular channel, a shell with an inlet confuser, an air turbine installed in the shell, made in the form of a central hollow cowl, an inlet hollow cone in front of it communicating with the atmosphere, and blades mounted on the cowl. The confuser and cone are made with windows with rotary shutters located therein.

Ветродвигатель имеет низкий КПД, так как энергия ветра расходуется на преодоление аэродинамического сопротивления многочисленных заслонок. Кроме того, поток ветра в окнах делится на отдельные потоки, которые в корпусе взаимно гасятся. Большое количество заслонок снижает надежность в эксплуатации.The wind turbine has a low efficiency, since wind energy is spent on overcoming the aerodynamic drag of numerous dampers. In addition, the wind flow in the windows is divided into separate flows, which are mutually quenched in the case. A large number of dampers reduces reliability.

Известен ветродвигатель, содержащий закрепленные на вертикальном валу горизонтальные траверсы, установленные на них парусные лопасти, копир, связанный цепной передачей с лопастями, и механизм ориентации на ветер, а цепная передача включает ведущие валики, расположенные на траверсах у вала и контактирующие с копиром, ведомые валики, установленные на периферии траверс, и цепи, натянутые при помощи шкивов на валики и соединенные с лопастями.A wind turbine is known, comprising horizontal traverses mounted on a vertical shaft, sailing blades mounted on them, a copier connected by a chain gear with blades, and a wind orientation mechanism, and the chain gear includes drive rollers located on traverses near the shaft and in contact with the copier, driven rollers mounted on the periphery of the traverse, and chains pulled by pulleys on the rollers and connected to the blades.

Ветродвигатель обеспечивает повышение КПД, но сложная кинематическая связь снижает надежность и стабильность в работе, так как при повышении скорости ветра нарушается соосность кинематической связи, что приводит к частым остановкам ветроколеса. Кроме того, лопасти не закрыты сверху от атмосферного воздействия и имеют низкую эксплуатационную надежность.The wind turbine provides an increase in efficiency, but the complex kinematic connection reduces the reliability and stability in operation, since when the wind speed increases, the alignment of the kinematic connection is violated, which leads to frequent stops of the wind wheel. In addition, the blades are not closed on top of the weather and have low operational reliability.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемой цели к предлагаемому является ветродвигатель, содержащий ветроколесо с вертикальным валом и лопастями, укрепленными на последнем, поворотный направляющий кожух, частично охватывающий ветроколесо и снабженный ветроотражательной плоскостью, флюгер и опору. Поворотный кожух имеет решетку лопаток переменной длины, уменьшающейся в направлении вращения ветроколеса.The closest in technical essence and the achieved goal to the proposed one is a wind turbine containing a wind wheel with a vertical shaft and blades mounted on the latter, a rotary guide casing partially covering the wind wheel and equipped with a wind deflector plane, weather vane and support. The rotary casing has a grid of blades of variable length, decreasing in the direction of rotation of the wind wheel.

Недостатком ветродвигателя является невысокий КПД, обусловленный тем, что поток воздуха преодолевает большое аэродинамическое сопротивление в решетке лопаток направляющего кожуха. Наличие лопаток снижает эксплуатационную надежность, кроме того, отсутствие опорных элементов приводит к неустойчивому положению кожуха, что снижает его надежность в работе.The disadvantage of the wind turbine is its low efficiency, due to the fact that the air flow overcomes the high aerodynamic drag in the lattice of the blades of the guide casing. The presence of blades reduces operational reliability, in addition, the absence of support elements leads to an unstable position of the casing, which reduces its reliability.

Целью изобретения является повышение КПД ветродвигателя и надежность в работе.The aim of the invention is to increase the efficiency of the wind turbine and reliability.

Цель достигается тем, что ветряной двигатель, содержащий ветроколесо с вертикальным валом и лопастями, укрепленными на последнем, поворотный направляющий кожух, частично охватывающий ветроколесо и снабженный ветроотражательной плоскостью, флюгер и опору, согласно изобретению снабжен опорным кольцом, расположенным под направляющим кожухом, регулировочными винтами, установленными параллельно вертикальному валу и контактирующими с опорным кольцом и поворотной заслонкой, размещенной внутри кожуха вдоль его направляющей стенки, Кожух снабжен опорными роликами, закрепленными на его периферии и контактирующими с опорным кольцом. Лопасти соединены распорным креплением, выполненным в виде стержня. Ветроотражательная плоскость укреплена на кожухе со стороны открытого участка и установлена под острым углом к нему.The goal is achieved in that a wind engine containing a wind wheel with a vertical shaft and blades mounted on the latter, a rotary guide casing partially covering the wind wheel and provided with a wind deflector plane, a weather vane and a support, according to the invention, is equipped with a support ring located under the guide casing, adjusting screws, mounted parallel to the vertical shaft and in contact with the support ring and a rotary valve located inside the casing along its guide wall, Casing with nabzhen supporting rollers mounted on its periphery and in contact with the support ring. The blades are connected by a spacer made in the form of a rod. The retroreflective plane is mounted on the casing from the side of the open area and is installed at an acute angle to it.

Снабжение ветрянного двигателя опорным диском, расположенным под направляющим кожухом, и регулировочными винтами, установленными параллельно вертикальному валу и контактирующими с опорным диском, обеспечивает устойчивое положение кожуха к ветру, что повышает КПД, надежность в работе.The supply of the wind turbine engine with a support disk located under the guide casing and adjusting screws installed parallel to the vertical shaft and in contact with the support disk ensures a stable position of the casing to the wind, which increases efficiency and reliability.

Снабжение ветрянного двигателя поворотной заслонкой, размещенной внутри кожуха вдоль его направляющей стенки, позволяет регулировать нагрузку на лопасти в зависимости от скорости и направления ветра путем перекрытия открытого участка кожуха, что повышает надежность в эксплуатации и аэродинамические качества.The supply of the wind turbine engine with a rotary damper located inside the casing along its guide wall allows you to adjust the load on the blades depending on the speed and direction of the wind by blocking the open section of the casing, which increases reliability in operation and aerodynamic qualities.

Снабжение кожуха опорными роликами, установленными по его периферии и контактирующими с опорным диском, также способствует устойчивому положению кожуха к ветру.The supply of the casing with support rollers mounted on its periphery and in contact with the support disk also contributes to a stable position of the casing to the wind.

Соединение лопастей распорным креплением, выполненным в виде стержня, обеспечивает жесткость ветроколеса и повышает тем самым его надежность и аэродинамические качества.The connection of the blades with a spacer made in the form of a rod provides the rigidity of the wind wheel and thereby increases its reliability and aerodynamic qualities.

Установка ветроотражательной плоскости на кожухе со стороны открытого участка под острым углом к нему ориентирует поток ветра на лопасти ветроколеса и придает потоку центробежное ускорение, что повышает КПД двигателя.The installation of the wind-reflecting plane on the casing from the side of the open section at an acute angle to it directs the wind flow to the blades of the wind wheel and gives the flow centrifugal acceleration, which increases the efficiency of the engine.

На фиг. 1 изображен общий вид ветряного двигателя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - вид Б на фиг.1.In FIG. 1 shows a general view of a wind turbine; figure 2 is a section aa in figure 1; in Fig.3 - view B in Fig.1.

Ветряной двигатель содержит ветроколесо 1 с вертикальным валом 2 и лопастями 3, укрепленными на валу 2, поворотный направляющий кожух 4, частично охватывающий ветроколесо 1, ветроотражательную плоскостьБ. опорное кольцо 6, расположенное под направляющим кожухом 4, регулировочные винты 7, установленные параллельно вертикальному валу 2 и контактирующие с опорным кольцом 6, заслонку 8. размещенную внутри кожуха 4 вдоль по направляющей стенки, флюгер 9 и опору 10. Кожух 4 снабжен опорными роликами 11, закрепленными по его периферий и контактирующими с опорным кольцом 6. Лопасти 3 соединены распорным креплением 12, выполненным в виде стержня. Опора 10 включает радиальные подшипники 13, 14 и упорные подшипники 15, 16. Кожух 4 имеет рассекатель 17 и разгрузочное отверстие 18. Вертикальный вал 2 связан с генератором тока (на фигурах не показан).The wind turbine comprises a wind wheel 1 with a vertical shaft 2 and blades 3 mounted on the shaft 2, a rotary guide casing 4, partially covering the wind wheel 1, a wind deflector plane B. a support ring 6 located under the guide casing 4, adjusting screws 7 mounted parallel to the vertical shaft 2 and in contact with the support ring 6, a shutter 8. located inside the casing 4 along the guide wall, weather vane 9 and the support 10. The casing 4 is equipped with support rollers 11 fixed around its periphery and in contact with the support ring 6. The blades 3 are connected by a spacer mount 12 made in the form of a rod. The support 10 includes radial bearings 13, 14 and thrust bearings 15, 16. The casing 4 has a divider 17 and an unloading hole 18. The vertical shaft 2 is connected to a current generator (not shown in the figures).

Ветряной двигатель работает следующим образом.The wind turbine operates as follows.

Поток воздуха через открытый участок кожуха 4 и при помощи рассекателя 17 и ветроотражательной пластины 5 воздействует на лопасти 3, вызывая тем самым вращение ветроколеса 1 и вертикального валаThe air flow through the open portion of the casing 4 and using the divider 17 and the wind deflector plate 5 acts on the blades 3, thereby causing the rotation of the wind wheel 1 and the vertical shaft

2. От вала 2 вращение передается на генератор, преобразующий механическую энергию вращения в электрическую. Поток воздуха движется внутри кожуха 4 и выходит через разгрузочное отверстие 18, при этом поток дополнительно воздействует на лопасти 3, находящиеся внутри кожуха 4, что повышает КПД двигателя, При больших скоростях воздушного потока заслонка 8 перекрывает часть открытого участка кожуха 4, что позволяет регулировать нагрузку на лопасти 3 и получить требуемый профиль скоростей воздушного потока через лопасти, увеличить тем самым КПД и надежность двигателя. В зависимости от направления воздушного потока поворотный направляющий кожух 4 с помощью опорных роликов 11, контактирующих с опорным кольцом 6, 5 поворачивается и устанавливается по направлению воздушного потока. Регулировочные винты 7, контактирующие с опорным кольцом 6, также регулируют установку поворотного кожуха 4 по направлению воз10 душного потока и путем поджатия обеспечивают жесткость кожуха, что повышает надежность в работе. Флюгер 9 служит для определения направления ветра.2. From the shaft 2, the rotation is transmitted to the generator, which converts the mechanical energy of rotation into electrical energy. The air flow moves inside the casing 4 and exits through the discharge opening 18, while the flow additionally acts on the blades 3 located inside the casing 4, which increases the efficiency of the engine. At high air speeds, the shutter 8 covers part of the open section of the casing 4, which allows you to adjust the load on the blades 3 and obtain the desired air velocity profile through the blades, thereby increasing the efficiency and reliability of the engine. Depending on the direction of the air flow, the rotary guide casing 4 by means of the support rollers 11 in contact with the support ring 6, 5 is rotated and installed in the direction of the air flow. The adjusting screws 7 in contact with the support ring 6 also regulate the installation of the rotary casing 4 in the direction of airflow 10 and by tightening provide the stiffness of the casing, which increases reliability in operation. The weather vane 9 serves to determine the direction of the wind.

Ветряной двигатель прост в изготовле15 нии, не требует особых материальных затрат. Его можно устанавливать на любой высоте в городской или сельской местности, в гористых или степных районах. Единичная мощность зависит от размеров ветроколеса, 20 количества лопастей. Можно получить типоразмерный ряд ветродвигателей в зависимости от потребности в электроэнергии.The wind engine is simple to manufacture15, does not require special material costs. It can be installed at any height in urban or rural areas, in mountainous or steppe areas. Unit power depends on the size of the wind wheel, 20 number of blades. You can get a range of wind turbines depending on the need for electricity.

Claims

Claim

1. A wind turbine containing

25 a wind wheel with a vertical shaft and blades, a rotary guide casing partially covering a wind wheel and equipped with a wind-deflecting plane, a weather vane and a support, characterized in that in order to increase efficiency and reliability, the engine is equipped with a support ring located under the guide casing, with adjusting screws installed parallel to the vertical shaft and in contact with the support ring, and a rotary valve located inside the casing along its guide wall.

2. The engine according to claim 1, characterized in that the casing is equipped with support rollers fixed along its periphery and in contact with the support ring.

3. The engine under item 1, characterized in that. that the blades are connected by a spacer

45 by a rod made in the form of a rod.

4. The engine according to claim 1, distinguished by the fact that the wind deflector plane is mounted on the casing from the side of the open area and is installed at an acute angle to it.

L-a