RU2171397C2 - Windmill - Google Patents

Abstract

FIELD: wind-power engineering; conversion of wind energy into electric energy in areas where winds blow frequently or constantly. SUBSTANCE: proposed windmill has rotor in form of straight circular cylinder with power wheel arranged inside. Housing is installed horizontally or vertically. Power wheel is installed on bearings and is made in form of mill water wheel with power blades. Upper and lower holes-channels are made in rotor housing in direction of power blades. Movable shutters-louvers overlapping the channels in pairs are fitted in slots. EFFECT: simplified design, increased efficiency and profitableness. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветродвигателям, преобразующим энергию ветра в электрическую энергию. The invention relates to wind energy, and in particular to wind engines that convert wind energy into electrical energy.

Известен ветродвигатель, содержащий корпус с входным конфузором, горловиной, выходным диффузором, вал, турбину и лопастной ротор, направляющие лопатки конфузора и второй лопастной ротор (см. SU, 1590626 A1, кл. F 03 D 1/04, 07.09.1990, 2 с.). A known wind turbine comprising a housing with an inlet confuser, a neck, an outlet diffuser, a shaft, a turbine and a rotor blade, guide vanes of the confuser and a second blade rotor (see SU, 1590626 A1, class F 03 D 1/04, 09/07/1990, 2 from.).

К недостаткам ветродвигателя относятся низкий КПД двигателя и сложность конструкции. The disadvantages of a wind turbine include low engine efficiency and design complexity.

Известен лопастный двигатель, содержащий корпус и установленное в нем на полом валу рабочее колесо с радиальными лопастями, снабженными установленными с зазором вдоль их входных и выходных кромок вращающимися валиками, соединенными механической конической передачей с неподвижной осью, радиальные оси и лопасти с возможностью поворота посредством привода относительно радиальных осей (см. SU, 1539387 A1, кл. F 03 D 7/02, 30.01.1990, фиг. 1, 3 с.). A vane motor is known, comprising a casing and an impeller mounted on it on a hollow shaft with radial blades equipped with rotating rollers mounted with a clearance along their input and output edges, connected by a mechanical bevel gear with a fixed axis, radial axes and blades rotatably with a drive relative to radial axes (see SU, 1539387 A1, CL F 03 D 7/02, 01/30/1990, Fig. 1, 3 pp.).

К недостаткам двигателя относятся регулирование мощности на выходном валу двигателя за счет увеличения элементов конструкции (ролики или валики), а также невысокая надежность привода поворота лопастей относительно радиальных осей. The disadvantages of the engine include the regulation of power on the output shaft of the engine by increasing the structural elements (rollers or rollers), as well as the low reliability of the drive rotation of the blades relative to the radial axes.

Известен ветродвигатель, содержащий ротор в форме прямого кругового цилиндра с расположенным внутри него силовым колесом, по совокупности существенных признаков изобретения принятый в качестве ближайшего аналога-прототипа (см. US, 3924966 A, кл. F 03 D 1/06, 09.12.1975, фиг. 1-3, 4 с.). Known wind turbine containing a rotor in the form of a straight circular cylinder with a power wheel located inside it, the set of essential features of the invention adopted as the closest analogue of the prototype (see US, 3924966 A, CL F 03 D 1/06, 12/09/1975, Fig. 1-3, 4 C.).

К недостаткам ветродвигателя относятся низкий КПД от 0,01 до 1-2%, низкая рентабельность применения и сложность конструкции. The disadvantages of a wind turbine include low efficiency from 0.01 to 1-2%, low profitability and complexity of the design.

Технический результат, заключающийся в упрощении конструкции, повышении КПД и рентабельности применения ветродвигателя, достигается за счет того, что в ветродвигателе, содержащем ротор в форме прямого кругового цилиндра с расположенным внутри него силовым колесом, согласно изобретению корпус ротора расположен горизонтально или вертикально, силовое колесо расположено на подшипниках и выполнено в виде мельничного водяного колеса с силовыми лопастями, а по направлению их в корпусе ротора имеются верхние и нижние отверстия-каналы, в пазах которых размещены подвижные заслонки - жалюзи, перекрывающие попарно эти каналы, а концы вала силового колеса выполнены в виде узлов для соединения с другими валами. The technical result, which consists in simplifying the design, increasing the efficiency and profitability of using a wind turbine, is achieved due to the fact that in a wind turbine containing a rotor in the form of a straight circular cylinder with a power wheel located inside it, according to the invention, the rotor casing is horizontally or vertically, the power wheel is located on bearings and made in the form of a mill water wheel with power blades, and in the direction of them in the rotor housing there are upper and lower openings-channels in the groove with which movable shutters are placed - shutters that overlap these channels in pairs, and the ends of the power wheel shaft are made in the form of nodes for connection with other shafts.

На фиг. 1 изображен ветродвигатель (общий вид); на фиг. 2 - ветродвигатель, соединенный с генератором и силовыми элементами. In FIG. 1 shows a wind turbine (general view); in FIG. 2 - a wind turbine connected to a generator and power elements.

Ветродвигатель состоит из корпуса 1 в виде прямого кругового цилиндра со сквозными верхним 2 и нижним 3 отверстиями-каналами, вращающегося на валу 4 с подшипниками (не показаны), силового колеса, выполненного в виде мельничного водяного колеса 5 с силовыми лопастями 6. В пазах отверстий 2,3 корпуса 1 размещены подвижные заслонки-жалюзи 7, которые могут попарно перекрывать эти каналы. По концам вала 4 размещены узлы соединения (не показаны), к одному из которых подсоединяется вал генератора 8, а другой служит для соединения с другими силовыми элементами. The wind turbine consists of a housing 1 in the form of a straight circular cylinder with through upper 2 and lower 3 holes-channels rotating on a shaft 4 with bearings (not shown), a power wheel made in the form of a mill water wheel 5 with power blades 6. In the grooves of the holes 2.3 of the housing 1 are placed movable shutter-blinds 7, which can pairwise block these channels. At the ends of the shaft 4 there are connection nodes (not shown), one of which is connected to the shaft of the generator 8, and the other serves to connect with other power elements.

Ветродвигатель работает следующим образом. The wind turbine operates as follows.

В собранном виде он крепится к основанию фундамента (не показан) так, чтобы верхние 2 и нижние 3 отверстия-каналы совпадали с направлением господствующего в данной местности ветра. Тогда при движении ветра верхние каналы 2 перекрываются заслонками-жалюзи 7, а нижние каналы 3 в это время открыты. При этом направление вращения лопастей 6 остается прежним и генератор 8 работает в прежнем режиме, поскольку тормозящее действие ветра устраняется за счет того, что одна половина лопаток 6 колеса 5 вращается, создавая вращающий момент, в то время как другая половина лопаток 6 закрыта жалюзи 7. In assembled form, it is attached to the base of the foundation (not shown) so that the upper 2 and lower 3 channel openings coincide with the direction of the prevailing wind in the area. Then, when the wind moves, the upper channels 2 are blocked by shutter-blinds 7, and the lower channels 3 are open at this time. The direction of rotation of the blades 6 remains the same and the generator 8 operates in the same mode, since the braking effect of the wind is eliminated due to the fact that one half of the blades 6 of the wheel 5 rotates, creating a torque, while the other half of the blades 6 are closed by the blinds 7.

При ином направлении ветра открываются верхние каналы 2, а нижние каналы 3 в это время перекрыты. With a different wind direction, the upper channels 2 open, and the lower channels 3 are blocked at this time.

Для увеличения мощности генератора 8 можно на одном валу 4 устанавливать несколько однотипных ветродвигателей (при горизонтальном расположении корпуса). To increase the power of the generator 8, it is possible to install several wind turbines of the same type on the same shaft 4 (with a horizontal arrangement of the case).

Вращение лопаток 6 мельничного водяного колеса 5 передается на вал 4, соединенный с генератором 8, где при вращении оси генератора 8 вырабатывается электрическая энергия. The rotation of the blades 6 of the mill water wheel 5 is transmitted to the shaft 4, connected to the generator 8, where when the axis of the generator 8 is rotated, electric energy is generated.

Claims (2)

1. Ветродвигатель, содержащий ротор в форме прямого кругового цилиндра с расположенным внутри него силовым колесом, отличающийся тем, что корпус ротора расположен горизонтально или вертикально, силовое колесо расположено на подшипниках и выполнено в виде мельничного водяного колеса с силовыми лопастями, а по направлению их в корпусе ротора имеются верхние и нижние отверстия-каналы, в пазах которых размещены подвижные заслонки-жалюзи, перекрывающие попарно эти каналы. 1. A wind turbine containing a rotor in the form of a straight circular cylinder with a power wheel located inside it, characterized in that the rotor housing is horizontal or vertical, the power wheel is mounted on bearings and is made in the form of a mill water wheel with power blades, and in the direction of them The rotor housing has upper and lower openings-channels, in the grooves of which are placed movable shutters-louvers, overlapping these channels in pairs. 2. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что концы вала силового колеса выполнены в виде узлов для соединения с другими валами. 2. The wind turbine according to claim 1, characterized in that the ends of the shaft of the power wheel are made in the form of nodes for connection with other shafts.

Images