UA63583A

UA63583A - Pyramidal windmill

Info

Publication number: UA63583A
Application number: UA2003054162A
Authority: UA
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2003-05-08
Publication date: 2004-01-15

Abstract

A windmill has blades attached to a vertical axle. The blades are installed at an angle of 120 DEGREE with respect to each other and arranged as hollow tetrahedral three pyramids, each of those is fixed with one side of its base to the vertical axle and close to the last one, in such a way that the part of vertical axle is common side for each pyramidal blade.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до вітроенергетики і призначений для перетворення енергії природного повітряного 2 потоку (вітру) у механічну й електричну енергії.The invention relates to wind energy and is intended for converting the energy of natural air flow (wind) into mechanical and electrical energy.

Наявні аналоги вітряних двигунів з віссю обертання ротора перпендикулярної напрямку вітру не можуть конкурувати по одиничній потужності ветрозлектроустановок (ВЗУ) з ветродвигателями, вісь обертання ротора яких збігається з напрямком вітру (тобто з пропелернимиу) і тому в даний час менш поширені |див. 1, стр.7б) по наступним причинах: 70 Хоча вони приводяться в дію вітрами будь-якого напрямку і не мають потребу в системах орієнтації на вітер, як пропелерні, до того ж не потрібно улаштовувати вежі складної конструкції; не треба передбачати токосьемньй механізм, щоб не закручувався кабель; не треба будувати високі вежі, автори винаходів ветродвигателей з вертикальною віссю, по усьому видно, не досить добре представляють, як їхні винайдені конструкції поводяться при роботі в повітряному середовищі. А це виявилося дуже істотно! 12 Так, ветроустановка - аналог (див. 2| найбільш близький до мого винаходу (патент Росії Мо2009371 класExisting analogues of wind engines with the axis of rotation of the rotor perpendicular to the direction of the wind cannot compete in terms of the unit power of wind turbines (VZU) with wind engines whose axis of rotation of the rotor coincides with the direction of the wind (i.e. with propellers) and therefore are currently less common | see 1, p. 7b) for the following reasons: 70 Although they are driven by winds of any direction and do not need systems of orientation to the wind, like propellers, in addition, there is no need to arrange towers of complex construction; it is not necessary to provide a current mechanism so that the cable does not twist; there is no need to build high towers, the authors of the inventions of wind turbines with a vertical axis, it is clear from everything, do not have a good enough idea of how their invented structures behave when working in an air environment. And this turned out to be very important! 12 Yes, the wind turbine is an analogue (see 2 | closest to my invention (Russian patent Mo2009371 class

ЕОЗДЗ/00), містить центральну вертикальну вісь і закріплені на ній увігнуті крила з подкрьілками. Метою даного винаходу було підвищення ККД двигуна. Однак повною мірою вона не могла бути досягнута з тієї причини, що, насамперед, містила чотири крила. Мої досвіди показали, що вже цього моменту (накопичення лопат) досить, щоб такий двигун з будь-якими конструкціями лопат, через наявний аеродинамічний опір, працював не ефективно. Навіть при середньому вітрі, що гальмує, паразитний ефект спостерігається навіч.EOZDZ/00), contains a central vertical axis and concave wings with sub-wings attached to it. The purpose of this invention was to increase the efficiency of the engine. However, it could not be fully achieved for the reason that, first of all, it contained four wings. My experiences have shown that this moment (accumulation of blades) is enough for such an engine with any designs of blades, due to the available aerodynamic resistance, to work inefficiently. Even with an average wind that slows down, the parasitic effect is observed forever.

Інша ветроустановка - аналог |див. 3) також близький до мого винаходу Мо2067691, клас РОЗДЗ/00). Тут три штанги (що є оптимальним), але три кулясті чаші, установлені на їхніх кінцях, утворили проміжок між ними, у який вітер також проникає і "бьет" у третю лопату, роблячи значний аеродинамічний опір при роботі такого ветродвигателя. У цьому є відмітна помилка всіх конструкцій, що базуються на "коромислах": створюються плечі між центральною віссю й осями лопат, але і створюється "проран", у який спрямовується вітер і стає марним, « паразитним.Other wind turbine - analogue | see 3) is also close to my invention Mo2067691, class ROZDZ/00). Here there are three rods (which is optimal), but three spherical bowls installed at their ends formed a gap between them, into which the wind also penetrates and "hits" the third blade, making a significant aerodynamic resistance during the operation of such a wind engine. This is a distinctive error of all structures based on "rockers": shoulders are created between the central axis and the axes of the blades, but also a "proran" is created, into which the wind is directed and becomes useless, "parasitic."

Аналізуючи обоє ці аналога, варто визнати, що якщо взяти в них позитивні моменти: кріплення лопат безпосередньо на вертикальну вісь, при цьому їхній повинно бути не більш і не менш трьох, як у другого аналога, то виходить конструкція електродвигуна близького до оптимального. оAnalyzing both of these analogs, it is worth admitting that if we take their positive points: the attachment of the blades directly to the vertical axis, while their number should be no more and no less than three, as in the second analog, then the design of the electric motor is close to optimal. at

Але потрібно ще врахувати, що кожна лопата повинна бути ефективним улавливателем вітрової механічної о енергії, максимальним сберегателем такий, легко рушати з місця, швидко набирати частоту обертання в початковій стадії розкручування і з високим ККД роботи. Усім цим вимогам відповідає конструкція о ветродвигателя, винайдена мною, забезпечуючи високий технічний результат і останнє слово у вітроенергетиці се взагалі. 3о Суть винаходу більш докладно пояснюється на схемі ВЗУ фіг.1; на фіг.2 зображені лопаті на осі і на фіг.З ее, - вид зверху. Зображені на схемі і фігурах елементи мають загальну цифрову нумерацію.But it is also necessary to take into account that each blade must be an effective collector of wind mechanical energy, a maximum saver of such energy, it is easy to start from a place, quickly gain rotation frequency in the initial stage of spin-up and with high efficiency of work. The design of the wind turbine invented by me meets all these requirements, providing a high technical result and the last word in wind energy in general. 3o The essence of the invention is explained in more detail on the VZU diagram of Fig. 1; Fig. 2 shows the blades on the axis, and Fig. C shows a top view. The elements shown in the diagram and figures have common numerical numbering.

Трубчаста вісь 1 ветродвигателя в шарнірних з'єднаннях 2 і З спирається на підшипниковий блок 4 і фіксується верхнім підшипником 5. Опора б, у свою чергу, фіксує їх у своїх гніздах і самих не зварена, а на « болтах, чим забезпечується її міцність. Ротор ветродвигателя утвориться з прикріплених до вертикальної осі 1 З 50 трьох лопатей 7, установлених під кутом 120" друг до друга (фіг.3) і виконаних у виді порожніх чотиригранних с пірамід. Кожна піраміда прикріплена до осі 1, що має отвори, болтами таким чином, що одна сторона основи 8The tubular axis 1 of the wind engine in the hinge joints 2 and Z rests on the bearing block 4 and is fixed by the upper bearing 5. The support b, in turn, fixes them in their sockets and is not welded, but on bolts, which ensures its strength. The rotor of the wind engine will be formed from three blades 7 attached to the vertical axis 1 of 50, set at an angle of 120" to each other (Fig. 3) and made in the form of empty four-sided pyramids. Each pyramid is attached to the axis 1, which has holes, with bolts such so that one side of base 8

Із» (фіг.2) кожної піраміди прилягає паралельно і впритул до згаданої осі 17 чи таким чином, що ділянка вертикальної осі є загальною стороною кожної піраміди. Висота й кожної піраміди і довжина сторони 8 знаходяться в співвідношенні 0.5:1.0. Більше не можна робити, тому що виступаюча частина кожної піраміди буде заслоняти порожню внутрішню частину сусідньої пірамідальної лопаті, і менше робити не бажано - б знижується ККД ветроустановки. оз Між собою три пірамідальні лопаті знизу і зверху повинні скріплюватися горизонтальними балками 14 і 15, а кожна лопаті забезпечуватися тросовою хрестовиною 16 і минаючим через її центр і вершину стрижень 17, на і-й який зручно в процесі експлуатації класти підмости, що забезпечить обслуговування лопат (ремонт, фарбування 0000 ітд).From" (Fig. 2) of each pyramid is parallel and close to the mentioned axis 17 or in such a way that the section of the vertical axis is the common side of each pyramid. The height of each pyramid and the length of side 8 are in the ratio 0.5:1.0. It is impossible to do more, because the protruding part of each pyramid will cover the empty inner part of the adjacent pyramidal blade, and it is not desirable to do less - it would reduce the efficiency of the wind turbine. оz Three pyramidal blades from below and above must be fastened together with horizontal beams 14 and 15, and each blade must be provided with a cable cross 16 and a rod 17 passing through its center and top, on which it is convenient during operation to lay scaffolding, which will ensure maintenance of the blades (repair, painting 0000, etc.).

Внутрішня порожниста частина 9 кожної пірамідальної лопаті разом із прилягаючої до неї стороною 10 с» сусідньої лопаті утворять пристрій, що уловлює вітровий потік, концентрує його в даній зоні й утворить аеродинамічний ефект: могутній напір-поштовх.The inner hollow part 9 of each pyramidal blade together with the adjacent side 10 c" of the neighboring blade will form a device that captures the wind flow, concentrates it in this area and creates an aerodynamic effect: a powerful thrust-thrust.

Виступаючі ж частини (верхня 11, нижня 12 і бічна 13) кожної лопаті є дуже ефективними відбивачами, тобто 25 розсікають і оптимально відхиляють вітровий турбулентний потік прочь, роблячи незначний аеродинамічний в. афект (опір) при русі ветродвигателя в ньому.The protruding parts (upper 11, lower 12 and side 13) of each blade are very effective reflectors, i.e. 25 dissect and optimally deflect the wind turbulent flow away, making a small aerodynamic effect. affect (resistance) when the wind turbine moves in it.

Усе це значно підвищує його ККД у порівнянні з дотепер відомими людству ветроагрегатами, що перетворять вітрову енергію в механічну, робить пірамідальний вітряної двигун (ПВД) переважаючим їхній по всіх параметрах, тобто ставить його поза конкуренцією. Для людства це рівносильно винаходу колеса! 60 Крім того, ПВД - це швидкохідна турбіна з великим моментом, що крутить, стало бути, не завжди потрібно застосовувати мультиплікатор. Необхідну швидкість обертання вала електрогенератора чи насоса він зможе забезпечити, значно підвищуючи ККД ВЗУ.All this significantly increases its efficiency compared to wind turbines known to mankind so far, which will convert wind energy into mechanical energy, makes the pyramidal wind turbine (PVD) superior to theirs in all parameters, i.e. puts it out of competition. For mankind, this is equivalent to the invention of the wheel! 60 In addition, PVD is a high-speed turbine with a large turning moment, therefore, it is not always necessary to use a multiplier. It will be able to provide the necessary speed of rotation of the shaft of the electric generator or pump, significantly increasing the efficiency of the VZU.

ПВД у конструктивному виконанні простий, компактні, не потрібно велика точність і можна використовувати будь-як матеріали при виготовленні, у разу три зкономичнее по матеріальних витратах у порівнянні з бо ветродвигателями близьких аналогів і вітряних двигунів узагалі.PVD is simple in design, compact, does not require great accuracy and can use any materials in manufacturing, it is three times more economical in terms of material costs compared to wind engines of close analogues and wind engines in general.

ВЗУ з ПВД можна встановлювати на землі, між поверхами, над дахом будинку (цеху) чи на спеціальній вишці (опорі) аби була дотримана умова: він завжди повинний знаходитися "на сімох вітрах", де руху повітряного потоку не перешкоджають складки місцевості чи штучні спорудження. Виходить, обслуговувати їх, у більшості випадків, значно легше і дешевше.VZU with PVD can be installed on the ground, between floors, above the roof of a building (workshop) or on a special tower (support), as long as the condition is met: it must always be located "on the seven winds", where the movement of the air flow is not hindered by terrain folds or artificial structures . It turns out that servicing them is, in most cases, much easier and cheaper.

ВЗУ з ПВД можуть бути значно працездатни в порівнянні з близькими аналогами і ветродвигателями взагалі.VZU with PVD can be significantly more efficient in comparison with close analogues and wind engines in general.

Для їх не буде проблемою пускати в хід електрогенератори в 10 і більш тисяч квт. Тоді як, відповідно до повідомлень СМИ, з нині існуючих ВЗУ сама велика діє у ФРН. її потужність 2,5тис. квт, діаметр ротора і висота вежі 8Ом. 70 В даний час проектується ВЗУ до 3-5бтис. квт за рахунок збільшення довжини пропелерних лопат і висоти вежі установки, але їм ніколи не взяти рубіж у виробленні 1Отис. квт. ВЗУ ж, побудовані на основі ПВД, не тільки будуть здатні його взяти, але і перевершать його. Адже вони можуть розвиватися не по вертикалі, а по горизонталі. Варіанти конструктивних рішень таких ветрозлектростанций з ВЗУ на ПВД я можу надати.It will not be a problem for them to start up power generators of 10 or more thousand kilowatts. Whereas, according to media reports, the largest of the currently existing VZUs operates in Germany. its capacity is 2.5 thousand kW, rotor diameter and tower height 8Ω. 70 Currently, VZU is being designed up to 3-5 thousand. kW due to the increase in the length of the propeller blades and the height of the installation tower, but they will never take the milestone in the production of 1 Otys. kw VZU, built on the basis of PVD, will not only be able to take it, but also surpass it. After all, they can develop not vertically, but horizontally. I can provide options for constructive solutions of such wind power stations with VZU on PVD.

Література: 1. Стаття "Час великої вітроенергетики", журнал "Електричні станції" Мо1, 2003р., Росія. 2. Стаття "Датсько-шведський проект у протоці Зресунн", журнал "Електричні станції", Мо1, 2003 р.References: 1. Article "The Time of Great Wind Energy", magazine "Electric Stations" Mo1, 2003, Russia. 2. The article "The Danish-Swedish project in the Zresunn Strait", magazine "Electric Stations", Mo1, 2003.

З. Опис винаходу до патенту Мо2009371, Росія. 4. Опис винаходу до патенту Мо2067691, Росія.Z. Description of the invention to patent Mo2009371, Russia. 4. Description of the invention to patent Mo2067691, Russia.

Claims

The formula of the invention

1. A wind engine containing blades attached to a vertical axis, which is distinguished by the fact that the blades are installed at an angle of 120" to each other and are made in the form of three hollow tetrahedral pyramids, each of which is attached with one side of its base to the vertical axis parallel and close to the latter or in such a way that the section of the vertical axis is the common side of each pyramidal blade, while the height of the pyramid and the length of the side of the base are in the ratio of 0.5: 1.0.

2. The wind engine according to claim 1, which is characterized by the fact that the inner hollow part of each pyramidal blade, together with the adjacent side of the adjacent blade, is a device that captures the wind flow, so that the pressure is created only in this area and an aerodynamic effect: a powerful push-thrust; the protruding parts (upper, lower and lateral outer) of each blade are dissected and optimally deflect the wind turbulent flow, i.e. there is an insignificant aerodynamic effect (resistance) during the movement of the wind engine. yu

C. Wind engine according to claim 1, which is characterized by the fact that the high-speed turbine with a large torque, which makes it possible to do without a multiplier or to use it with a small transmission o c5 NUMBER; speed of rotation of the shaft of the electric generator, necessary for generating voltage in it of the required magnitude, PVD can easily create. at the same time, the efficiency of the wind power plant increases significantly.

4. The wind engine according to claim 1, which differs in that it can be installed on the ground, between floors, above the roof of a house (workshop) or on a special tower (support), so that the condition is met: it must always be on the "seven winds" . "20

5. The wind engine according to claim 1, which is distinguished by the fact that it is simple, compact, does not require great accuracy with c, and any materials can be used in the manufacture, which are three times more economical in terms of material costs. :with"

6. The wind engine according to claim 1, which differs in that it has performance and the ability to start up electric generators of 10 and more thousand kW. (22) (95) 1 o 50 syu» R 60 b5