WO2010068131A1 - Wind-driven motor - Google Patents

Wind-driven motor Download PDF

Info

Publication number
WO2010068131A1
WO2010068131A1 PCT/RU2009/000066 RU2009000066W WO2010068131A1 WO 2010068131 A1 WO2010068131 A1 WO 2010068131A1 RU 2009000066 W RU2009000066 W RU 2009000066W WO 2010068131 A1 WO2010068131 A1 WO 2010068131A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft
wind
blades
rotation
wind wheel
Prior art date
Application number
PCT/RU2009/000066
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Сергей Михайлович ECAKOB
Михаил Сергеевич ECAKOB
Екатерина Сергеевна ECAKOBA
Original Assignee
Esakov Sergej Mikhailovich
Esakov Mikhail Sergeevich
Esakova Ekaterina Sergeevna
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 Esakov Sergej Mikhailovich, Esakov Mikhail Sergeevich, Esakova Ekaterina Sergeevna filed Critical Esakov Sergej Mikhailovich
Publication of WO2010068131A1 publication Critical patent/WO2010068131A1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/062—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D3/066—Rotors characterised by their construction elements the wind engaging parts being movable relative to the rotor
    • F03D3/067—Cyclic movements
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

The invention relates to windpower engineering and can be used, in particular, for converting air-flow energy into electric energy. The wind-driven motor comprises a wind wheel which is mounted on a vertical shaft (1). Said wind wheel is provided with horizontal axes (2) which are rigidly connected to the shaft (1) and with rotatable blades (3) which are mounted on the axes (2); furthermore, the motor is provided with the rotation limiters (4) of the blades (3). Said rotation limiters (4) of the blades (3) are designed in the form of cantilever arresters which are secured on the shaft (1). The invention makes it possible to substantially reduce the bending moment acting on of the shaft (1) of the wind-driven motor and to prevent the misalignment of the system with the shaft (1), thereby excluding radial runout of the shaft (1) in the beatings, improving the performance characteristics, simplifying the design of the structure and increasing the reliability thereof.

Description

Ветряной двигатель Wind turbine
Область техникиTechnical field
Полезная модель относится к области ветроэнергетики и может быть использована, в частности, для преобразования энергии воздушного потока в электрическую энергию.The utility model relates to the field of wind energy and can be used, in particular, to convert the energy of the air flow into electrical energy.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известен ветряной двигатель, содержащий размещенное на вертикальном валу ветроколесо с поворотными лопастями, ограничители поворота лопастей, снабженные секторными дисками и подпружиненными стержнями, установленными с возможностью контактирования с дисками, механизм перевода лопастей во флюгерное положение, RU 1787208 АЗ. Недостатками этого устройства являются низкий КПД, интенсивная вибрация при работе, быстрый износ и ненадежность механизма, неравномерность вращения ветроколеса. Известен ветряной двигатель, включающий ветроколесо, содержащее установленные на вертикальной оси махи и шарнирно закрепленные на махах лопасти, причем на каждом махе закреплена пара лопастей, имеющих общую ось вращения, параллельную оси вращения ветроколеса, причем на каждой лопасти шарнирно закреплена тяга, соединенная с ползуном, имеющим возможность передвигаться по направляющей, закрепленной горизонтально перпендикулярно маху, на котором установлен подпружиненный ползун, взаимодействующий с одной из лопастей, RU 2057969 Cl . Данное устройство имеет относительно постоянную скорость вращения ветроколеса, однако оно сохраняет остальные недостатки описанного выше аналога.Known wind turbine containing a wind wheel placed on a vertical shaft with rotary blades, rotation limiters of the blades equipped with sector disks and spring-loaded rods installed with the possibility of contacting with disks, a mechanism for transferring the blades to the vane position, RU 1787208 AZ. The disadvantages of this device are low efficiency, intense vibration during operation, rapid wear and unreliability of the mechanism, uneven rotation of the wind wheel. A wind turbine is known, including a wind wheel, comprising blades mounted on a vertical axis and pivotally pivotally mounted on the blades, each pair of blades having a common axis of rotation parallel to the axis of rotation of the wind wheel, and a thrust connected to the slider is pivotally mounted on each blade. able to move along a guide fixed horizontally perpendicular to the swing, on which a spring-loaded slider is mounted, interacting with one of the blades, RU 2057969 Cl. This device has a relatively constant speed of rotation of the wind wheel, however, it retains the remaining disadvantages of the analog described above.
Известен ветряной двигатель, включающий ветроколесо, укрепленное на вертикальном валу, содержащее жестко соединенные с валом горизонтальные оси (махи), а также пары лопастей, которые установлены с возможностью поворота на вертикальных осях, размещенных на каретках, установленных на горизонтальных осях с возможностью перемещения вдоль последних. К каждой лопасти прикреплена тяга, шарнирно соединенная с ползуном, установленным с возможностью перемещения на горизонтальной направляющей, перпендикулярной горизонтальной оси (маху). Каретки подпружинены относительно упоров, выполненных на концах горизонтальных осей, RU 2313691 Cl . Данное техническое решение принято в качестве прототипа настоящей полезной модели. Недостатками данного устройства являются следующие: при направлении ветра перпендикулярно одной из горизонтальных осей только одна пара лопастей (на одном из концов этой горизонтальной оси) находится в раскрытом положении и участвует в создании полезного крутящего момента, обеспечивающего вращение вала; пары лопастей на концах другой горизонтальной оси закрыты и создают изгибающий момент, передаваемый на вал. Это приводит к интенсивному износу подшипников вала, требует усиления механизмов лопастей, а также увеличения диаметра вала. Из-за увеличения трения в подшипниках, а также из-за трения кареток относительно горизонтальный осей, ползунов относительно направляющих, сжатия и растяжения пружин существенно снижается коэффициент полезного действия (КПД) всей системы. Кроме того, весьма серьезным недостатком является нарушение центровки системы относительно вала из-за возвратно- поступательного перемещения кареток, что приводит к радиальному биению вала относительно его подшипников. Следует также отметить сложность и ненадежность данной «зoнтичнoй» конструкции.Known wind turbine, including a wind wheel mounted on a vertical shaft, containing rigidly connected to the shaft horizontal axis (swing), as well as pairs of blades that are mounted to rotate on vertical axes placed on carriages mounted on horizontal axes with the ability to move along the latter . A thrust is attached to each blade, pivotally connected to a slider mounted to move on a horizontal guide perpendicular to the horizontal axis (swing). The carriages are spring-loaded relative to the stops made at the ends of the horizontal axes, RU 2313691 Cl. This technical solution was made as a prototype of this utility model. The disadvantages of this device are the following: when the direction of the wind is perpendicular to one of the horizontal axes, only one pair of blades (at one end of this horizontal axis) is in the open position and is involved in creating a useful torque that provides rotation of the shaft; pairs of blades at the ends of the other horizontal axis are closed and create a bending moment transmitted to the shaft. This leads to intensive wear of the shaft bearings, requires strengthening of the mechanisms of the blades, as well as increasing the diameter of the shaft. Due to the increase in friction in the bearings, as well as due to the friction of the carriages relative to the horizontal axes, sliders relative to the guides, compression and extension of the springs, the efficiency of the entire system is significantly reduced. In addition, a very serious drawback is the violation of the alignment of the system relative to the shaft due to the reciprocating movement of the carriages, which leads to a radial runout of the shaft relative to its bearings. It should also be noted the complexity and unreliability of this "umbrella" design.
Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure
Задачей полезной модели является значительное уменьшение изгибающего момента на вал ветряного двигателя, устранение нарушения центровки системы относительно вала и тем самым исключение радиального биения вала в подшипниках, повышениеThe objective of the utility model is to significantly reduce the bending moment on the shaft of the wind turbine, eliminate violations of the alignment of the system relative to the shaft and thereby eliminate radial runout of the shaft in the bearings, increase
КПД, а также упрощение и повышение надежности конструкции. Согласно полезной модели в ветряном двигателе, включающем ветроколесо, укрепленное на вертикальном валу, содержащее жестко соединенные с валом горизонтальные оси и установленные с возможностью поворота лопасти, лопасти установлены на горизонтальных осях, при этом двигатель снабжен ограничителями поворота лопастей; ограничители поворота лопастей выполнены в виде консольных упоров, укрепленных на валу.Efficiency, as well as simplifying and improving the reliability of the design. According to a utility model, in a wind turbine including a wind wheel mounted on a vertical shaft, containing horizontal axes rigidly connected to the shaft and rotatably mounted blades, the blades are mounted on horizontal axes, while the engine is equipped with rotor rotary stops; the rotation limiters of the blades are made in the form of cantilever stops mounted on the shaft.
Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «нoвизнa» (N).The applicant has not identified any technical solutions that are identical to the claimed one, which allows us to conclude that the utility model meets the “new” criterion (N).
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
В дальнейшем полезная модель поясняется подробным описанием примеров ее осуществления со ссылками на чертежи, на которых представлены: на фиг.1 - вид спереди; на фиг.2 - вид сверху; на фиг.З - устройство в аксонометрии.In the future, the utility model is illustrated by a detailed description of examples of its implementation with reference to the drawings, in which: FIG. 1 is a front view; figure 2 is a top view; in Fig.Z - device in a perspective view.
Лучший вариант осуществления полезной моделиThe best option for implementing a utility model
Ветряной двигатель включает ветроколесо, укрепленное на валу 1. Ветроколесо содержит горизонтальные оси 2, жестко соединенные с валом 1 , в частности, с утолщением на его верхнем конце. Ветроколесо также содержит лопасти 3, установленные с возможностью поворота на горизонтальных осях 2. Ветряной двигатель снабжен ограничителями 4 поворота лопастей 3, в конкретном примере ограничители 4 выполнены в виде консольных упоров, укрепленных на валу 1. Вал 1 установлен в подшипниках 5 и опирается на подпятник 6, укрепленный на основании 7. Вращение от вала 1 к исполнительному механизму, в частности, к электрическому генератору передается с помощью зубчатой передачи 8.The wind engine includes a wind wheel mounted on the shaft 1. The wind wheel contains horizontal axles 2, rigidly connected to the shaft 1, in particular, with a thickening at its upper end. The wind wheel also contains blades 3 mounted with the ability to rotate on horizontal axes 2. The wind turbine is equipped with limiters 4 for turning the blades 3, in a specific example, the limiters 4 are made in the form of cantilever stops mounted on the shaft 1. The shaft 1 is mounted in bearings 5 and rests on the thrust bearing 6, mounted on the base 7. Rotation from the shaft 1 to the actuator, in particular, to the electric generator is transmitted using gear 8.
Устройство работает следующим образом. Лопасти 3, находящиеся в плоскости, параллельной направлению ветра, обращены в этот момент ребрами к ветру и, практически, не воспринимают ветровую нагрузку (фиг.2).The device operates as follows. The blades 3, located in a plane parallel to the direction of the wind, face at this moment with their ribs facing the wind and practically do not perceive the wind load (figure 2).
Одна из лопастей 3, находящихся на другой горизонтальной оси 2, перпендикулярной направлению ветра, поднята ветром в горизонтальное положение и также не воспринимает нагрузку от ветра; другая из лопастей на этой оси прижата ветром к ограничителю 4 ее поворота, находится в вертикальном положении и воспринимает ветровую нагрузку, крутящий момент от которой через ось 2 передается на вал 1, поворачивая его на некоторый угол. После этого ветровая нагрузка аналогичным образом воспринимается следующими лопастями по мере вращения вала 1.One of the blades 3, located on the other horizontal axis 2, perpendicular to the direction of the wind, is raised by the wind to a horizontal position and also does not absorb the load from the wind; the other of the blades on this axis is pressed by the wind to the limiter 4 of its rotation, is in a vertical position and takes up the wind load, the torque from which is transmitted through the axis 2 to the shaft 1, turning it at a certain angle. After that, the wind load is likewise perceived by the following blades as the shaft 1 rotates.
Конструкция ветряного двигателя согласно данной полезной модели исключает возникновение изгибающего момента на вал; вал работает только на кручение, что уменьшает нагрузку на подшипники вала и, соответственно, их износ.The design of the wind engine according to this utility model eliminates the occurrence of bending moment on the shaft; the shaft only works on torsion, which reduces the load on the shaft bearings and, accordingly, their wear.
Центровка системы, практически, не меняется в процессе работы двигателя, так как отсутствуют элементы, перемещающиеся перпендикулярно продольной оси вала; это позволяет исключить радиальное биение вала в подшипниках, а также снизить трение в подшипниках; отсутствие пружин, кареток, шарниров и т.п. элементов существенно упрощает конструкцию устройства, повышает ее надежность, а также снижает потери на трение, что обеспечивает повышение коэффициента полезного действия.The alignment of the system practically does not change during the operation of the engine, since there are no elements moving perpendicular to the longitudinal axis of the shaft; this eliminates the radial runout of the shaft in the bearings, as well as reduce friction in the bearings; lack of springs, carriages, hinges, etc. elements significantly simplifies the design of the device, increases its reliability, and also reduces friction losses, which ensures increased efficiency.
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Для изготовления устройства использованы обычные конструкционные материалы и заводское оборудование. Это обстоятельство, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о том, что данное изобретение соответствует критерию «пpoмышлeннaя применимость)) (IA). For the manufacture of the device used conventional structural materials and factory equipment. This circumstance, according to the applicant, allows us to conclude that this invention meets the criterion of “industrial applicability)) (IA).

Claims

Формула полезной модели Utility Model Formula
1. Ветряной двигатель, включающий ветроколесо, укрепленное на вертикальном валу, содержащее жестко соединенные с валом горизонтальные оси и установленные с возможностью поворота лопасти, о т л и ч а ю щ и й с я т е м , что лопасти установлены на горизонтальных осях, при этом двигатель снабжен ограничителями поворота лопастей.1. A wind turbine including a wind wheel mounted on a vertical shaft, containing horizontal axes rigidly connected to the shaft and mounted with the possibility of rotation of the blades, so that the blades are mounted on horizontal axes, while the engine is equipped with limiters for rotation of the blades.
2. Ветряной двигатель по п.l, о т л и ч а ю щ и й с я т е м , что ограничители поворота лопастей выполнены в виде консольных упоров, укрепленных на валу. 2. The wind engine according to claim 1, with the requirement that the rotation limiters of the blades are made in the form of cantilever stops mounted on the shaft.
PCT/RU2009/000066 2008-12-12 2009-02-06 Wind-driven motor WO2010068131A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008150359 2008-12-12
RU2008150359 2008-12-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010068131A1 true WO2010068131A1 (en) 2010-06-17

Family

ID=42242933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2009/000066 WO2010068131A1 (en) 2008-12-12 2009-02-06 Wind-driven motor

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2010068131A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114017252A (en) * 2021-10-29 2022-02-08 国网山东省电力公司梁山县供电公司 Suspension type wind power generation device and method

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1008482A1 (en) * 1981-12-08 1983-03-30 Menlambetov Badirotdin Marry-go-round type wind driven motor
GB2202592A (en) * 1987-03-19 1988-09-28 Liu Hsun Fa Vertical-axle wind turbine
SU1746054A2 (en) * 1990-07-19 1992-07-07 Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения Rotor-type windmill
RU2164623C1 (en) * 1999-10-12 2001-03-27 Кузьмин Александр Сергеевич Windwheel
US20040164561A1 (en) * 2003-02-21 2004-08-26 Masato Nagawa Drive power apparatus and rotating member utilizing wind and blade member thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1008482A1 (en) * 1981-12-08 1983-03-30 Menlambetov Badirotdin Marry-go-round type wind driven motor
GB2202592A (en) * 1987-03-19 1988-09-28 Liu Hsun Fa Vertical-axle wind turbine
SU1746054A2 (en) * 1990-07-19 1992-07-07 Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электромашиностроения Rotor-type windmill
RU2164623C1 (en) * 1999-10-12 2001-03-27 Кузьмин Александр Сергеевич Windwheel
US20040164561A1 (en) * 2003-02-21 2004-08-26 Masato Nagawa Drive power apparatus and rotating member utilizing wind and blade member thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114017252A (en) * 2021-10-29 2022-02-08 国网山东省电力公司梁山县供电公司 Suspension type wind power generation device and method
CN114017252B (en) * 2021-10-29 2023-12-05 国网山东省电力公司梁山县供电公司 Suspension type wind power generation device and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017096645A1 (en) Adjustable pitch changing device having front end support based on inclined hinge blades
EP2038979A2 (en) Wind turbine having variable pitch airfoils
WO2014194831A1 (en) Vertical shaft hydraulic power generation device
CN201255077Y (en) Vertical shaft half-moving and half-fixing combination type blade windmill
CN102418664A (en) Vertical shaft wind (hydraulic) motor with blades capable of automatically feathering during semi-cycle headwind (water)
CN109931200B (en) Vertical shaft three-flow-line type automatic opening and closing water turbine
CN101457744B (en) Passive paddle changing wind power generator
CN103114969A (en) Cam type blade angle adjusting mechanism of vertical shaft fluid transducer
RU2290533C1 (en) Windmill
CN110318943A (en) A kind of vertical axis H-type pneumatic equipment bladess of the adaptive rotational deformation of blade tip
CN201696216U (en) Lateral deviation regulating device of wind power generator
WO2010068131A1 (en) Wind-driven motor
RU82275U1 (en) WIND ENGINE
CN208416786U (en) The wind turbines rotor of automatic variable pitch and disability protection
US11473557B2 (en) Sail device
CN205669456U (en) The change oar vertical shaft wind force driving device of a kind of blade band wing flap and wind-driven generator
CN111946533B (en) Shaftless transmission hydroelectric generator
WO2010093280A1 (en) Wind turbine
WO2013109133A1 (en) A wind turbine
KR20120115196A (en) Wind power generator with vertical rotor
CN203050990U (en) Vertical shaft offset type wind turbine provided with buffer springs
US20070104578A1 (en) Radially-sliding wind turbine
CN201635921U (en) Adjustable-rotation speed vertical axis wind turbine
CN202468155U (en) Upwind or upriver half-circulation automatic blade feathering vertical shaft wind power and water power engine
CN103352788A (en) Vertical shaft tide water turbine self-starting device

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09832180

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09832180

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1