UA45711A

UA45711A - WIND ENGINE

Info

Publication number: UA45711A
Application number: UA2001064002A
Authority: UA
Inventors: Віталій Володимирович Висоцький
Original assignee: Чернівецький національний університет ім. Ю. Федьковича
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2002-04-15

Abstract

A windmill has a vertical drum wheel with working blades and a guide made as four vertical plates arranged at equal distances along the drum wheel. Height of the plates is equal to the height of the drum wheel. Plates are made of elastic material. Each plate has orientation at an angle 25 – 60° to the tangent to the drum wheel circle, opened to the side of the wheel rotation, and fixed at a fixed base of the windmill with possibility to bend in the lee side. Windmill has as well four fixed at fixed base vertical stands, to each of those the nearest to the drum wheel vertical rib of one of the plates is fixed, and four other fixed at fixed base vertical stands having a through slot over the whole length. To each slot a distant with respect to the drum wheel part of one of the plates is placed, with possibility to perform translational motion in the slot at the plate bending.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до нетрадиційних перетворювачів енергії, а саме до вітродвигунів карусельного типу з 2 вертикальною віссю обертання.The invention relates to non-traditional energy converters, namely to carousel-type wind turbines with 2 vertical axes of rotation.

Відомий близький до заявленого вітродвигун |1), який має вертикальне барабанне колесо з робочими лопатями та направляючий апарат у вигляді рамки флюгера, виконаного з плоских екранів, розташованих з двох боків уздовж робочого колеса з можливістю обертання довкола колеса, при цьому на внутрішньому боці одного з екранів розташований напівціліндр, висота якого рівна висоті робочого колеса, що орієнтований своїм випуклим 70 бокомв підвітряний бік рамки флюгера.A known wind engine close to the claimed one |1), which has a vertical drum wheel with working blades and a guiding device in the form of a vane frame, made of flat screens located on two sides along the working wheel with the possibility of rotation around the wheel, while on the inner side of one of of the screens, there is a semi-cylinder, the height of which is equal to the height of the impeller, which is oriented with its convex 70 sides to the leeward side of the vane frame.

До недоліків відомого вітродвигуна слід віднести порівняно невеликий ККД та неможливість його роботи при малих швидкостях вітру, внаслідок того, що майже половина корисного вітряного потоку потрапляє на неробочу поверхню вітряного колеса, а також складність конструкції вітродвигуна, яка вимагає незалежного обертання довкола вертикальної осі як самого барабанного колеса, так і рамки флюгера. 19 Відомий вітродвигун може бути обраний як прототип, щодо вітродвигуна, який заявляється.The disadvantages of the known wind engine include relatively low efficiency and the impossibility of its operation at low wind speeds, due to the fact that almost half of the useful wind flow falls on the non-working surface of the wind wheel, as well as the complexity of the wind engine design, which requires independent rotation around a vertical axis like the drum itself wheels and vane frames. 19 A known wind engine may be selected as a prototype for the wind engine being claimed.

Задачею даного винаходу є збільшення ККД, покращення пускових характеристик та спрощення конструкції.The objective of this invention is to increase the efficiency, improve the starting characteristics and simplify the design.

Поставлена задача досягається за рахунок більш ефективного використання вітрового потоку, для чого у вітродвигуні, який містить таке ж як і у прототипа вертикальне барабанне колесо з робочими лопатями, пропонується по іншому виконати направляючий апарат із вертикальних пластин, розташованих рівномірно довкола барабанного колеса, висота яких рівна висоті барабанного колеса. А саме, пропонуються збільшити кількість пластин направляючого апарата з двох до чотирьох і не об'єднувати їх однією рамкою, яка б забезпечувала обертання пластин довкола барабанного колеса, а закріпити кожну з пластин на нерухомій основі вітродвигуна, зорієнтувавши її під кутом 25 - 60 7" до дотичної кола робочого колеса, розкритим у бік обертання колеса. При цьому кріплення кожної пластини до основи вітродвигуна пропонується здійснити з 22 можливістю забезпечення прогину пластини у підвітряним бік, а самі пластини виконати із еластичного « матеріалу.The task is achieved due to the more efficient use of the wind flow, for which in the wind engine, which contains the same vertical drum wheel with working blades as in the prototype, it is proposed to make a guide apparatus from vertical plates located evenly around the drum wheel, the height of which is equal height of the drum wheel. Namely, it is proposed to increase the number of plates of the guide apparatus from two to four and not to combine them with one frame, which would ensure the rotation of the plates around the drum wheel, but to fix each of the plates on the fixed base of the wind engine, orienting it at an angle of 25 - 60 7" to the tangent circle of the impeller, opened in the direction of wheel rotation. At the same time, it is suggested to attach each plate to the base of the wind engine with the possibility of ensuring the deflection of the plate in the leeward direction, and the plates themselves should be made of elastic material.

Зазначені відмінності заявленого вітродвигуна дозволяють не тільки перешкодити потраплянню частини вітрового потоку на неробочу поверхню барабанного колеса, але і додатково спрямувати її на його робочу поверню. --The specified differences of the claimed wind engine allow not only to prevent part of the wind flow from entering the non-working surface of the drum wheel, but also to additionally direct it to its working rotation. --

Порівнювальний аналіз показав, що сукупність ознак, якими характеризується вітродвигун, запропонований у с че даній заявці, не міститься ні в одному з відомих вітродвигунів, чим і забезпечується його відповідність критерію новизни. -The comparative analysis showed that the set of features characterizing the wind engine proposed in this application is not found in any of the known wind engines, which ensures its compliance with the novelty criterion. -

Суть винаходу пояснюється кресленнями, де зображено поперечний переріз вітродвигуна. юThe essence of the invention is explained by the drawings, which show the cross-section of the wind engine. yu

Вітродвигун містить вертикальне барабанне колесо з робочими лопатями 1 та направляючий апарат у вигляді чотирьох окремих пластин 2 із еластичного матеріалу, розташованих рівномірно довкола барабанного М колеса. Висота пластин рівна висоті барабанного колеса. Кожна з пластин орієнтована під кутом 25 - 60" до дотичної кола, розкритим у бік, обертання барабанного колеса та закріплена на непоказаній на рисунках нерухомій основі вітродвигуна з можливістю прогину у підвітряний бік. «The wind engine contains a vertical drum wheel with working blades 1 and a guide apparatus in the form of four separate plates 2 made of elastic material, located evenly around the drum M wheel. The height of the plates is equal to the height of the drum wheel. Each of the plates is oriented at an angle of 25 - 60" to the tangent circle, opened to the side of the rotation of the drum wheel and fixed on the stationary base of the wind engine, not shown in the drawings, with the possibility of deflection in the leeward direction.

Один з можливих варіантів виконання такого кріплення пластин передбачає закріплення на нерухомій основі З лише ближнього до барабанного колеса вертикального ребра пластини, за допомогою вертикально стояк а 3, с тоді як віддалена від барабанного колеса частина пластини встановлена у паз закріпленого на нерухомій основі з» вітродвигуна вертикальной стояка. 4, з можливістю здійснювати у вказаному пазу поступальні рухи при прогині пластини.One of the possible options for such fastening of the plates involves fixing on a fixed base Z only the vertical edge of the plate closest to the drum wheel, using a vertical riser a 3, c, while the part of the plate remote from the drum wheel is installed in the groove of the fixed on a fixed base z" of the wind motor vertical riser 4, with the ability to make translational movements in the specified groove when the plate is bent.

Працює вітродвигун так.This is how a wind engine works.

Якого б напрямку не був вітер, він обов'язково потрапляє на якусь з пар пластин 2 направляючого апарату е та у зазор між ними. Частина вітрового потоку, яка потрапила безпосередньо у зазор між пластинами здійснює 4! тиск на робочу поверхню лопаті 1 і обертає робоче колесо. Та з підвітряної пари пластин, яка знаходиться на шляху вітрового потоку, що міг би потрапити на неробочу поверхню лопаті, екранує цей потік і спрямовує його і на робочу поверхню лопаті, підсилюючи цим основний вітровий потік. Інша з підвітряної пари пластин -к 70 направляючого апарату працює як концентратор, що додатково збирає вітрову енергію з більшої площі і направляє її завдяки нахилу пластини, на робочу поверхню лопаті. Прогинаючись під тиском вітру, обидвіWhatever the direction of the wind, it necessarily falls on one of the pairs of plates 2 of the guiding apparatus e and in the gap between them. The part of the wind flow that got directly into the gap between the plates makes 4! pressure on the working surface of blade 1 and rotates the impeller. The one from the leeward pair of plates, which is in the path of the wind flow that could fall on the non-working surface of the blade, screens this flow and directs it to the working surface of the blade, thereby strengthening the main wind flow. The other of the leeward pair of plates -k 70 of the guiding device works as a concentrator, which additionally collects wind energy from a larger area and directs it, thanks to the tilt of the plate, to the working surface of the blade. Bending under the pressure of the wind, both

З підвітряні пластини направляючого апарату автоматично набувають форми, яка додатково покращує умови спрямування вітрового потоку з пластин на робочу поверхню лопаті.The leeward plates of the guide apparatus automatically acquire a shape that additionally improves the conditions for directing the wind flow from the plates to the working surface of the blade.

Наші експерименти на моделях показали, що у запропонованого нами вітродвигуна ККД більш ніж у 2 рази 29 перевищує ККД прототипу. Очевидними є і такі його переваги, як можливість роботи при малих швидкостях вітру в. та більш проста конструкція.Our experiments on models showed that the efficiency of our proposed wind engine is more than 2 times 29 higher than the efficiency of the prototype. Its advantages, such as the ability to work at low wind speeds, are also obvious. and simpler construction.

Експерименти показали, що при сталому вітровому потоці при кутах нахилу кожної з пластин направляючого апарату до дотичної до кола менших за 25 " та більших за 60 " спостерігалося зменшення швидкості обертання колеса.Experiments showed that with a constant wind flow, at angles of inclination of each of the plates of the guide apparatus to the tangent to the circle of less than 25 "and greater than 60", a decrease in the speed of rotation of the wheel was observed.

Claims

The formula of the invention

1. A wind engine containing a vertical drum wheel with working blades and a guide apparatus in the form of vertical plates evenly spaced along the drum wheel, the height of which is equal to the height of the drum wheel, which is characterized by the fact that the guide apparatus is made of four plates of elastic material, each of which is oriented at an angle of 25-60" to the tangent to the circle of the drum wheel, opened in the direction of rotation of the wheel, and fixed on the fixed base of the wind engine with the possibility of bending in the leeward direction.

2. The wind engine according to claim 71, which is characterized by the fact that it contains four vertical risers fixed on a fixed base, to each of which the vertical edge of one of the plates close to the drum wheel is fixed, and four more vertical risers fixed on a fixed base containing a through groove along the entire height, in each of which a part of one of the plates remote from the drum wheel is installed, with the possibility 70 to make translational movements in the groove when the plate is deflected. " "- "- in I c) "I

- and t» 1 - i - 70 -M bo b5