UA28687U - Wind-driven power plant - Google Patents

Wind-driven power plant Download PDF

Info

Publication number
UA28687U
UA28687U UAU200705027U UAU200705027U UA28687U UA 28687 U UA28687 U UA 28687U UA U200705027 U UAU200705027 U UA U200705027U UA U200705027 U UAU200705027 U UA U200705027U UA 28687 U UA28687 U UA 28687U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
wind
blades
concentrator
power plant
deflector
Prior art date
Application number
UAU200705027U
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Oleksandr Ivanovych Andreiev
Valerii Mykhailovych Luzhbin
Original Assignee
Oleksandr Ivanovych Andreiev
Valerii Mykhailovych Luzhbin
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 Oleksandr Ivanovych Andreiev, Valerii Mykhailovych Luzhbin filed Critical Oleksandr Ivanovych Andreiev
Priority to UAU200705027U priority Critical patent/UA28687U/en
Publication of UA28687U publication Critical patent/UA28687U/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
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

A wind-driven power plant has two Savonius rotors with one vertical axis of rotation placed inside rotary cylindrical concentrating baffle with windows at side surface arranged symmetrically with angular opening of 80-110 DEGREE , concentrating baffle placed between the upper and the lower concentrators of wind flow arranged as flattened cones with acute angle connected to each other rigidly byvertical supports placed on platform. A device for directing by wind flow is kinematically connected to rotary device of the concentrating baffle and installed on the upper concentrator of wind flow. Two Savonius rotors, the upper and the lower ones, rotate in opposite directions and are placed on axles inserted one into another, first of those is a hollow pipe and the other one is arranged as rod inserted to the first one and centered in it by means of bearings.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до галузі вітроенергетики, а саме - вітроенергетичних установок. 2 Відома модель вітродвигуна що містить робоче колесо, яке постачено трьома рівномірно розташованими у горизонтальній площині вітроколеса під кутом установки до дотичної окружності лопатями, у котрих на ребрах сходу потоку додатково встановлені закрилки у вигляді напівцилиндрів, які являються подовженням профілю крила, а поміж двома сусідніми лопатями утворені конфузорні канали |1).The useful model refers to the field of wind energy, namely - wind energy installations. 2 A known model of a wind engine containing an impeller, which is supplied with three blades evenly located in the horizontal plane of the wind wheel at an angle of installation to the tangent circle, in which flaps in the form of half cylinders are additionally installed on the edges of the flow rise, which are an extension of the wing profile, and between two adjacent blades created confusing channels |1).

Недоліком цієї конструкції є те, що вона при всій своїй складності є не досить ефективною через явне 70 "затінення" ротора від набіжного вітрового потоку, який постійно взаємодіє з ротором вітродвигуна та робить зупиняючу дію.The disadvantage of this design is that, despite all its complexity, it is not efficient enough due to the obvious 70 "shadowing" of the rotor from the oncoming wind flow, which constantly interacts with the rotor of the wind engine and has a stopping effect.

Найбільш близьким до пропонуємого є вітроенергетична установка що містить багатосекційний роторThe closest to what we offer is a wind power plant containing a multi-section rotor

Савоніуса з вертикальною віссю обертання, який розташований всередині поворотного циліндричного дефлектора-концентратора з вікнами на боковій поверхні, виконаними симетрично з кутом розхилу 80-1102, а дефлектор-концентратор розміщений між верхнім і нижнім концентраторами вітрового потоку, виконаними у вигляді урізаних конусів з гострим кутом, що сполучені між собою жорстко вертикальними опорами, розташованими на платформі, а на верхньому концентраторі вітрового потоку встановлений прилад орієнтації за вітровим потоком, кінематично зв'язаний з поворотним приладом дефлектора-концентратора |21.Savonius with a vertical axis of rotation, which is located inside a rotating cylindrical deflector-concentrator with windows on the side surface, made symmetrically with an angle of 80-1102, and the deflector-concentrator is located between the upper and lower concentrators of the wind flow, made in the form of truncated cones with an acute angle , which are connected to each other by rigidly vertical supports located on the platform, and on the upper concentrator of the wind flow, a device for orientation according to the wind flow is installed, kinematically connected to the rotary device of the deflector-concentrator |21.

Недоліком цієї конструкції є те, що кожна з жорстко закріплених у вертикальному положенні лопатей при обертальному русі у відповідності з вітровим потоком, що набігає, незважаючи на наявність дефлектора-концентратора приймає напір вітрового потоку на свою повну зворотну (не робочу) поверхню, що протидіє аеродинамічній силі обертання та частково знижує ефективність утворення на вісі обертання ротору моменту, що крутить.The disadvantage of this design is that each of the blades rigidly fixed in a vertical position during rotational movement in accordance with the oncoming wind flow, despite the presence of a concentrator deflector, receives the pressure of the wind flow on its full reverse (non-working) surface, which counteracts the aerodynamic rotational forces and partially reduces the efficiency of the formation of a twisting moment on the axis of rotation of the rotor.

В основу удосконалення конструкції поставлене завдання забезпечити підвищену ефективності застосування 29 вітроенергетичної установки, тобто забезпечити збільшення коефіцієнту корисної дії перетворення енергії шщ вітрового потоку, що набігає, у електричну енергію, яка виробляється генератором, який у свою чергу приводиться у дію за допомогою передачі моменту, що крутить, через привід вітроенергетичної установки.The basis of the improvement of the design is the task of ensuring increased efficiency of the use of 29 wind power plants, that is, ensuring an increase in the efficiency of the conversion of the energy of the oncoming wind stream into electrical energy produced by a generator, which in turn is set in motion by means of torque transmission, which turns, due to the drive of the wind power plant.

Поставлене завдання вирішується шляхом застосування у складі вітроенергетичної установки двох секцій з роторами Савоніуса, обертання котрих у секціях здійснюється у протилежному напрямку, що забезпечує - подвійну швидкість взаємного обертання вісей верхнього та нижнього роторів і як наслідок, у свою чергу, ее) приводить до збільшення вироблення електричної енергії генератором при тих же геометричних розмірах складених конструктивних елементів вітроустановки, а також застосуванням у конструкції роторів лопатей, шо поворотних відносно вісі обертання роторів у горизонтальній площині, що забезпечує їх переход з флюгерного (є стану (при зустрічному повітряному потоку) в робочий та зменшує протидію вітровому потоку, що набігає наThe task is solved by using two sections with Savonius rotors as part of the wind energy installation, the rotation of which in the sections is carried out in the opposite direction, which ensures - a double speed of mutual rotation of the axes of the upper and lower rotors and as a result, in turn, ee) leads to an increase in production of electric energy by a generator with the same geometric dimensions of the composite structural elements of the wind turbine, as well as the use of blades in the design of the rotors that are rotatable relative to the axis of rotation of the rotors in the horizontal plane, which ensures their transition from the vane state (with an oncoming air flow) to the working state and reduces counteracting the wind flow running into

Зо зворотну (неробочу) площину лопатей навіть при наявності у конструкції вітроустановки поворотного с циліндричного дефлектора-концентратора.From the reverse (non-working) plane of the blades, even if there is a rotating cylindrical deflector-concentrator in the design of the wind turbine.

Крім цього кожна з лопатів роторів має вертикальні переділки, розташовані повздовж внутрішніх, робочих поверхонь лопатей рівномірно по усій їх довжині, а зовнішні поверхні лопатей мають гладку поверхню, що « приводить до збільшення утримання та передачи зусилля набігаючого повітряного потоку лопатям у робочому З 70 стані, та навпаки - зменшенню цього зусилля при знаходженні лопатей у флюгерному стані. с Сутність корисної моделі пояснюється графічними матеріалами, де на Фіг.1 зображено загальний вигляд "з вітроенергетичної установки, виконаний у аксонометрії; на Фіг2 зображено фронтальний вигляд вітроенергетичної установки; на Фіг.3 зображений розріз верхньої секції вітроустановки по лінії А-А; на Фіг.4А зображений розріз нижньої секції вітроустановки по лінії Б-Б; на Фіг.5 показана схема обдуву вітровим потоком 15 вітроенергетичної установки, вигляд зверху; на Фігб зображено фронтальний вигляд верхньої секції о вітроенергетичної установки з частково зрізаним поворотним циліндричним дефлектором-концентратором, а на (ее) Фіг.7 зображено розташування вертикальних переділок на поворотній лопаті, яка знаходиться у флюгерному стані.In addition, each of the rotor blades has vertical divisions located along the inner, working surfaces of the blades evenly along their entire length, and the outer surfaces of the blades have a smooth surface, which "leads to an increase in the retention and transfer of the force of the oncoming air flow to the blades in the working state of Z 70, and vice versa - to reduce this force when the blades are in the vane state. c The essence of the useful model is explained by graphic materials, where Fig. 1 shows the general view of the wind power plant, made in axonometry; Fig. 2 shows the frontal view of the wind power plant; Fig. 3 shows the section of the upper section of the wind plant along the line A-A; Fig. .4A shows a cross-section of the lower section of the wind power plant along line B-B; Fig. 5 shows a diagram of blowing by the wind flow 15 of the wind power plant, top view; Fig. 2 shows a frontal view of the upper section o of the wind power plant with a partially cut rotary cylindrical deflector-concentrator, and (ee) Fig. 7 shows the arrangement of vertical partitions on the rotary blade, which is in the vane state.

Ф Вітроенергетична установка містить опорну ферму 1, на якій розташований нижній концентратор вітрового (ее) 50 потоку 2, на опорній фермі 1 закріплені вертикальні опори З, на яких розташований верхній концентратор що вітрового потоку 4 і прилад орієнтації за вітровим потоком поворотного дефлектора-концентратора 5 з приводом на поворотний прилад дефлектора-концентратора 6, дефлектор-концентратор 7, в середині якого розташовано дві секції з роторами Савоніуса - верхня секція 8 і нижня секція 9 на вісях у підшипникових опорах 10 та 11 відповідно (див. Фіг.1). Нижній кінець вісі ротора, розташований у нижній секції, спирається на концентратор 99 вітрового потоку 2 через підшипниковий вузол 12. На вісі ротора верхньої секції 13 закріплені три поворотні с лопаті 14, 15, та 16, які оснащені вертикальними переділками 17, розташованими повздовж внутрішніх, робочих поверхонь лопатей рівномірно по усій їх довжині. Поворотні лопаті обертаються навколо вісей 18, розташованих у однієї горизонтальній площині, приймаючи флюгерний чи робочий стан, в залежності від взаємодії з вітряним потоком, що набігає. У робочому стані лопаті своїми нижніми задніми поверхнями спираються на обмежувальні 60 упори 19. Дані упори протидіють відхиленню лопатей від вертикального стану в період робочого циклу та утримують лопаті у даному стані до повороту їх у флюгерне положення.Ф The wind power plant includes a support truss 1, on which the lower concentrator of the wind (ee) 50 stream 2 is located, on the support truss 1 vertical supports З are fixed, on which the upper concentrator of the wind stream 4 and the wind direction device of the rotary deflector-concentrator 5 are located with a drive on the rotary device of the deflector-concentrator 6, the deflector-concentrator 7, in the middle of which there are two sections with Savonius rotors - the upper section 8 and the lower section 9 on the axes in the bearing supports 10 and 11, respectively (see Fig. 1). The lower end of the rotor axis, located in the lower section, rests on the concentrator 99 of the wind flow 2 through the bearing assembly 12. On the rotor axis of the upper section 13, three rotary blades 14, 15, and 16 are fixed, which are equipped with vertical partitions 17 located along the inner, working surfaces of the blades evenly along their entire length. The rotating blades rotate around the axes 18, located in the same horizontal plane, adopting a vane or working state, depending on the interaction with the oncoming wind flow. In the operating state, the blades rest with their lower back surfaces on the limiting stops 60 19. These stops prevent the deviation of the blades from the vertical position during the operating cycle and keep the blades in this state until they are turned into the vane position.

Вітроенергетична установка працює таким чином. Вітровий потік обдуває робочі поверхні лопатей роторівA wind power plant works like this. The wind flow blows the working surfaces of the rotor blades

Савоніуса верхньої секції 8 і нижньої секції 9. Ротори секцій розташовані всередині поворотного циліндричного дефлектора-концентратора 7, який направляє вітряні потоки на лопаті, які, у свою чергу, починають обертатися 62 навколо своїх вісей. Дефлектор-концентратор вітрового потоку 7 також закриває від дії набіжного потоку вітру поверхні лопатей під час їхнього руху назустріч вітровому потоку при знаходженні у флюгерному стані, тим самим забезпечуючи ефективніше перетворення енергії вітрового потоку на механічну енергію обертання ротора робочих лопатей, що рухаються за потоком, а отже, більшу швидкість обертання роторів, більший коефіцієнт відбору потужності від вітрового потоку і, відповідно, більший момент на валах. Прилад орієнтації за вітровим потоком поворотного дефлектора-концентратора 5 забезпечує відслідковування зміни напряму вітрового потоку дефлектором-концентратором 7 у процесі роботи вітроенергетичної установки. Горизонтально розташовані верхній 4 і нижній 2 концентратори вітрового потоку, виконані в формі урізаних конусів з малою висотою і гострим кутом при незначної висоті секцій вітроустановки та великому їх діаметру, додатково збільшують 7/0 швидкість набіжного вітрового потоку, завдяки зменшенню площі, що обмітається і таким чином додатково підвищуючи ефективні характеристики пропонованої конструкції вітроенергетичної установки.Savonius of the upper section 8 and the lower section 9. The rotors of the sections are located inside the rotating cylindrical deflector-concentrator 7, which directs the wind flows on the blade, which, in turn, begin to rotate 62 around their axes. The deflector-concentrator of the wind flow 7 also closes the surfaces of the blades from the action of the oncoming wind flow during their movement towards the wind flow when in the vane state, thereby ensuring a more efficient conversion of the energy of the wind flow into the mechanical energy of the rotor of the working blades moving along the flow, and therefore, a higher speed of rotation of the rotors, a higher coefficient of power extraction from the wind flow and, accordingly, a higher torque on the shafts. The device for orientation according to the wind flow of the rotary deflector-concentrator 5 provides tracking of the change in the direction of the wind flow by the deflector-concentrator 7 during the operation of the wind power plant. Horizontally located upper 4 and lower 2 wind flow concentrators, made in the form of truncated cones with a small height and an acute angle with an insignificant height of the sections of the wind installation and their large diameter, additionally increase the speed of the oncoming wind flow by 7/0, due to the reduction of the swept area and such thereby additionally increasing the effective characteristics of the proposed design of the wind power plant.

Конструкція вітроенергетичної установки, що пропонується, дозволить підвищити ефективність перетворення енергії вітрового потоку на механічну енергію обертання, а також підвищить значення коефіцієнта відбору потужності від вітрового потоку роторами Савоніуса зменшить навантаження на вісі роторів, підвищить 7/5 Коефіцієнт корисної дії у цілому та надійність вітроенергетичної установки.The proposed design of the wind power plant will increase the efficiency of converting the energy of the wind flow into mechanical rotational energy, as well as increase the value of the coefficient of power extraction from the wind flow by the Savonius rotors, reduce the load on the axis of the rotors, increase the 7/5 Coefficient of useful action in general and the reliability of the wind power plant .

Використана інформація: 1. Вітродвигун: Патент на винахід 12414 Україна, Кл. РГО3О3/00, РО303/06; Заявлений 16.11.93; Опубл. 28.02.97, Бюл. МО, - 2с., З іл. 2. Вітроенергетична установка: Деклараційний патент на винахід 35530 Україна, Кл. ГО3О3/00, гОЗ0О3/06;Information used: 1. Wind engine: Patent for the invention 12414 Ukraine, Cl. РГО3О3/00, РО303/06; Announced on 11/16/93; Publ. 28.02.97, Bull. MO, - 2p., With illustrations. 2. Wind power plant: Declaratory patent for an invention 35530 Ukraine, Cl. ГО3О3/00, ГОЗ0О3/06;

Заявлений 05.10.2000; Опубл. 15.03.2001, Бюл. Мое2, 2001р. - Зс., 2 іл. (прототип).Announced on 05.10.2000; Publ. 15.03.2001, Bull. Moe2, 2001 - Zs., 2 illustrations. (prototype).

Claims (5)

Формула винаходуThe formula of the invention 1. Вітроенергетична установка, що містить два ротори Савоніуса з однією вертикальною віссю обертання, розташовані всередині поворотного циліндричного дефлектора-концентратора з вікнами на боковій поверхні, - виконаними симетрично з кутом розхилу 80-1102, дефлектор-концентратор, розміщений між верхнім і нижнім концентраторами вітрового потоку, виконаними у вигляді зрізаних конусів з гострим кутом, що сполучені між собою жорстко вертикальними опорами, розташованими на платформі, прилад орієнтації за вітровим потоком, ї- зо Кінематично зв'язаний з поворотним приладом дефлектора-концентратора та встановлений на верхньому концентраторі вітрового потоку, яка відрізняється тим, що вона має два ротори Савоніуса - нижній та верхній, со які обертаються у протилежних напрямках та розташовані на осях, вкладених одна в іншу, перша з котрих являє со собою порожню трубку, а інша виконана у вигляді стрижня, уставленого у першу, та центрована в ній за допомогою підшипників. со1. A wind power installation containing two Savonius rotors with one vertical axis of rotation, located inside a rotating cylindrical deflector-concentrator with windows on the side surface - made symmetrically with a deflection angle of 80-1102, a deflector-concentrator placed between the upper and lower concentrators of the wind turbine flow, made in the form of truncated cones with an acute angle, connected to each other by rigidly vertical supports located on the platform, the wind flow orientation device, which is kinematically connected to the deflector-concentrator rotary device and installed on the upper wind flow concentrator, which differs in that it has two Savonius rotors - lower and upper, which rotate in opposite directions and are located on axes nested one inside the other, the first of which is an empty tube, and the other is made in the form of a rod inserted into the first , and centered in it with the help of bearings. co 2. Вітроенергетична установка за п. 1, яка відрізняється тим, що обидва ротора Савоніуса мають З-лопатну с конструкцію під кутами розташування лопатей 120 9 одна відносно одної та встановлені у дефлекторах-концентраторах з можливістю обертання у протилежних напрямках (за часовою стрілкою та проти).2. Wind energy installation according to claim 1, which differs in that both Savonius rotors have a Z-bladed construction at angles of 120 9 blades relative to each other and are installed in deflectors-concentrators with the possibility of rotation in opposite directions (clockwise and counterclockwise) . З. Вітроенергетична установка за п. 1 або за п. 2, яка відрізняється тим, що усі лопаті роторів мають вертикальні переділки, розташовані повздовж внутрішніх робочих поверхонь лопатей рівномірно по усій їх « довжині, а зовнішні поверхні лопатей мають гладку поверхню. шщ с C. A wind power plant according to claim 1 or according to claim 2, which differs in that all the rotor blades have vertical divisions, located along the inner working surfaces of the blades evenly along their entire length, and the outer surfaces of the blades have a smooth surface. shsh c 4. Вітроенергетична установка за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що усі лопаті роторів здатні . обертатися навколо своїх горизонтально розташованих опорних осей на кут до 902 від вертикального "» (робочого) стану до горизонтального в залежності від їх взаємного розташування відносно дефлекторів-концентраторів під час проходження повітряного потоку та мають у робочому стані граничні опори.4. A wind power plant according to any of claims 1-3, which is characterized by the fact that all rotor blades are capable of rotate around their horizontally located support axes by an angle of up to 902 from the vertical "" (working) state to the horizontal depending on their relative location relative to the deflectors-concentrators during the passage of the air flow and have limit resistances in the working state. 5. Вітроенергетична установка за будь-яким з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що співвідношення хорди лопаті ко і висоти профілю лопаті (вимірюючи всередині горизонтальної проекції лопаті) має значення від 8 до 10, що со значно більше аналогічного співвідношення класичної конструкції лопатей Савоніуса. (22) о 50 що с 60 б55. A wind energy installation according to any of claims 1-4, which is characterized by the fact that the ratio of the chord of the blade to the height of the blade profile (measured inside the horizontal projection of the blade) has a value from 8 to 10, which is much greater than the similar ratio of the classic design of the blades Savonius. (22) o 50 that c 60 b5
UAU200705027U 2007-05-07 2007-05-07 Wind-driven power plant UA28687U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU200705027U UA28687U (en) 2007-05-07 2007-05-07 Wind-driven power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU200705027U UA28687U (en) 2007-05-07 2007-05-07 Wind-driven power plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA28687U true UA28687U (en) 2007-12-25

Family

ID=39229173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU200705027U UA28687U (en) 2007-05-07 2007-05-07 Wind-driven power plant

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA28687U (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7632069B2 (en) Adaptable flow-driven energy capture system
US4830570A (en) Wind turbine system using twin savonius-type rotors
US7112034B2 (en) Wind turbine assembly
JP2005516159A5 (en)
JP2013534592A (en) Vertical axis windmill
US20120243990A1 (en) Vertical axis wind turbine
CN108457795A (en) The wind turbines rotor of automatic variable-pitch and disability protection
WO2011022836A1 (en) Wind rotor swivel sails
CN111194382A (en) Wind turbine
US20110038726A1 (en) Independent variable blade pitch and geometry wind turbine
EP3411593B1 (en) Wind turbine, its use and a vane for use in the turbine
US20120163976A1 (en) Vertical axis turbine blade with adjustable form
CN104074684B (en) A kind of sloping shaft double helical form wind and rain TRT
JP2010520414A (en) Hubless windmill
EP1808599A2 (en) Vertical axis fluid actuated turbine
CN208416786U (en) The wind turbines rotor of automatic variable pitch and disability protection
WO2012144879A1 (en) Wind-operated power plant
UA28687U (en) Wind-driven power plant
PL241530B1 (en) Wind turbine with a vertical rotation axis and variable blade geometry
WO2015123738A1 (en) Fluid kinetic apparatus
US20110064574A1 (en) Method and apparatus for extracting fluid motion energy
WO2011008179A2 (en) A vertical axis turbine
EP1936185A2 (en) Turbine comprising self-orientating blades
RU2380567C2 (en) Rotor-type windmill
WO2012117272A2 (en) Method and apparatus for extracting fluid motion energy