RU2607449C2 - Ветродвигатель - Google Patents
Ветродвигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2607449C2 RU2607449C2 RU2015121690A RU2015121690A RU2607449C2 RU 2607449 C2 RU2607449 C2 RU 2607449C2 RU 2015121690 A RU2015121690 A RU 2015121690A RU 2015121690 A RU2015121690 A RU 2015121690A RU 2607449 C2 RU2607449 C2 RU 2607449C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind
- blades
- fixed
- wind wheel
- movable
- Prior art date
Links
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 102000010410 Nogo Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010077641 Nogo Proteins Proteins 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
Images
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
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/02—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor having a plurality of rotors
-
- 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
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
-
- 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
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in 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
Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал, закрепленные на нем два одинаковые по конструкции и размерам многолопастные ветроколеса: неподвижное и подвижное, лопасти подвижного ветроколеса первоначально установлены по середине лопастей неподвижного ветроколеса, повышая количество лопастей первого уровня в два раза, ступицы обоих ветроколес имеют взаимные полумуфты сцепления кулачкового типа, обеспечивая поворот подвижного ветроколеса при высоких скоростях ветра на расчетный угол для экранирования лопастей неподвижного ветроколеса, дополнительно содержит пружины растяжения и пневматические амортизаторы для снижения вибрации подвижного ветроколеса при переходе в зону экранирования лопастей неподвижного ветроколеса и уменьшения ветровой нагрузки на ветродвигатель. Изобретение направлено на повышение эффективности работы ветродвигателя за счет лучшего использования силы ветра в центральной, средней и периферийной зонах ветроколес. 4 ил.
Description
Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветродвигателям, и может быть использовано для строительства ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения и набегающим воздушным потоком, в основном для выработки электрической энергии.
Известен ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное колесо (Ветроэнергетика. М.: Энергоиздат, 1982, с. 26, рис. 1, 3, a-4). Недостатком данного ветроколеса является то, что в нем практически не используется сила ветра центральной зоны.
Технической сущностью настоящего изобретения является значительное уменьшение диаметров ветродвигателей и повышение эффективности работы многолопастных ветроколес за счет лучшего использования силы ветра в центральной, средней и периферийной зонах.
Настоящая техническая сущность достигается тем, что ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем неподвижное многолопастное ветроколесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены основные лопасти первого уровня. При этом диаметр наружной обечайки в метрах равен количеству основных лопастей, а на его валу дополнительно находится подвижное ветроколесо, аналогичное неподвижному с лопастями, расположенными между лопастями неподвижного ветроколеса; ступицы обоих ветроколес имеют взаимные полумуфты сцепления кулачкового типа, обеспечивая поворот подвижного ветроколеса при высоких скоростях ветра для экранирования лопастей неподвижного ветроколеса; дополнительно содержит пружины растяжения и пневматические амортизаторы для снижения вибрации подвижного ветроколеса при переходе в зону экранирования лопастей неподвижного ветроколеса, а на наружной обечайке неподвижного ветроколеса равномерно расположены лопасти второго уровня в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах.
Приведенные конструктивные изменения многолопастного ветродвигателя с набегающим воздушным потоком по сравнению с существующими позволяют при прочих равных условиях значительно уменьшить диаметр ветроколеса в расчете на установленную мощность ВЭУ.
На фиг. 1 дан вид на ветродвигатель спереди при малых скоростях ветра (тороидальный направитель условно не показан).
На фиг. 2 показан разрез по А-А (лопасти подвижного ветроколеса экранируют лопасти неподвижного ветроколеса).
На фиг. 3 и 4 даны развертки части наружных обечаек неподвижного и подвижного ветроколес при малых скоростях ветра и скоростях ветра, экранирующих лопасти неподвижного ветроколеса лопастями подвижного ветроколеса (наружные обечайки ветроколес условно приняты прозрачными).
Ветродвигатель (фиг. 1, 2) состоит из двух одинаковых по размерам многолопастных ветроколес: неподвижного, насаженного на горизонтальный вал 2, и подвижного расположенного на валу 2 перед неподвижным и закрепленного болтом 11 и шайбой 9. Ступицы 3 с внутренними обечайками 4 обоих ветроколес (фиг. 2) имеют взаимные полумуфты сцепления кулачкового типа, обеспечивающие поворот подвижного ветроколеса из начального положения (фиг. 3) при малых скоростях ветра в конечное (фиг. 4) при высоких скоростях ветра на расчетный угол ϕ, экранируя лопасти неподвижного ветроколеса (фиг. 2) для снижения ветровой нагрузки на ветродвигатель.
Расчетный угол ϕ определяется делением угла 360° на число основных лопастей обоих ветроколес, то есть 360°/2n или 180°/n.
Диаметры DH наружных обечаек 7 обоих ветроколес в метрах равны количеству основных лопастей 5 каждого ветроколеса, тогда длина наружных обечаек составит π•DH. Это условие обеспечивает расстояние между смежными лопастями 5 по наружным обечайкам 7, равное числу π или 3,14 м. Поэтому, располагая лопасти 5 подвижного ветроколеса в начальном положении посередине между лопастями 5 неподвижного ветроколеса (фиг. 1) с помощью кулачковых полумуфт сцепления ступиц 3 ветроколес, увеличивается общее число основных лопастей 5 в два раза для работы ветродвигателя при малых скоростях ветра. Такое начальное положение лопастей 5 ветродвигателя фиксируется пружинами 13 (Фиг. 1), а пневматические амортизаторы 14 с шарнирами 15 снижают вибрацию ветроколес при работе и порывах ветра (Фиг. 3, 4).
Устройство работает следующим образом. Набегающий воздушный поток к ветродвигателю условно разделяется на три зоны воздействия по отношению к оси вращения ветроколес: центральную, среднюю и периферийную. Воздушный поток центральной зоны с помощью тороидального направителя 12 и конусного направителя 6 подвижного ветроколеса смещается в среднюю зону на основные лопасти 5 первого уровня обоих ветроколес при малых скоростях ветра (2…3 м/с), обеспечивая запуск ветродвигателя в работу.
В диапазоне средних скоростей ветра ветродвигатель работает с удвоенным количеством лопастей обоих ветроколес. При дальнейшем повышении скорости ветра происходит постепенный переход подвижного ветроколеса в направлении экранирования лопастей 5 неподвижного ветроколеса. В этот период пружины растяжения 13 (фиг. 1) и пневматические амортизаторы 14 (фиг. 3, 4), реагируя на изменение скорости ветра, стабилизируют взаимное положение и вибрацию обоих ветроколес.
При высоких скоростях ветра подвижное ветроколесо, преодолев силу растяжения пружин 13 (фиг. 1) и повернувшись на угол ϕ, переходит в зону полного экранирования лопастей 5 неподвижного ветроколеса, значительно снижая ветровую нагрузку на ветродвигатель (фиг. 2, 4).
Воздушный поток периферийной зоны, эффективно воздействуя на лопасти 8 второго уровня с ребрами жесткости 10 неподвижного ветроколеса, дополнительно обеспечивает повышенный крутящий момент и мощность ветродвигателя.
Claims (1)
- Ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленные на нем два одинаковые по конструкции и размерам многолопастные ветроколеса: неподвижное и подвижное, лопасти подвижного ветроколеса первоначально установлены по середине лопастей неподвижного ветроколеса, повышая количество лопастей первого уровня в два раза, отличающийся тем, что ступицы обоих ветроколес имеют взаимные полумуфты сцепления кулачкового типа, обеспечивая поворот подвижного ветроколеса при высоких скоростях ветра на расчетный угол для экранирования лопастей неподвижного ветроколеса, дополнительно содержит пружины растяжения и пневматические амортизаторы для снижения вибрации подвижного ветроколеса при переходе в зону экранирования лопастей неподвижного ветроколеса и уменьшения ветровой нагрузки на ветродвигатель.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015121690A RU2607449C2 (ru) | 2015-06-05 | 2015-06-05 | Ветродвигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015121690A RU2607449C2 (ru) | 2015-06-05 | 2015-06-05 | Ветродвигатель |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015121690A RU2015121690A (ru) | 2016-12-27 |
RU2607449C2 true RU2607449C2 (ru) | 2017-01-10 |
Family
ID=57759349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015121690A RU2607449C2 (ru) | 2015-06-05 | 2015-06-05 | Ветродвигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2607449C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2651013C1 (ru) * | 2017-03-06 | 2018-04-18 | Василий Силантьевич Петров | Несущий винт вертолета |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU16619A1 (ru) * | 1929-02-04 | 1930-08-31 | В.Н. Зверев | Ветр ный двигатель |
RU2069795C1 (ru) * | 1994-04-28 | 1996-11-27 | Виктор Васильевич Харитонов | Ветроколесо |
US20050214119A1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-09-29 | Miller Willis F | Dual rotor wind turbine |
RU2280782C2 (ru) * | 2004-07-26 | 2006-07-27 | Абдулла Сиражутдинович АЛИЕВ | Преобразователь энергии текучей среды (варианты) |
CN101457736A (zh) * | 2008-09-05 | 2009-06-17 | 张云龙 | 一种风力发动机的复合转子*** |
RU2494283C2 (ru) * | 2010-06-04 | 2013-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Ветроколесо |
RU2551444C2 (ru) * | 2013-03-19 | 2015-05-27 | Василий Силантьевич Петров | Ветродвигатель |
-
2015
- 2015-06-05 RU RU2015121690A patent/RU2607449C2/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU16619A1 (ru) * | 1929-02-04 | 1930-08-31 | В.Н. Зверев | Ветр ный двигатель |
RU2069795C1 (ru) * | 1994-04-28 | 1996-11-27 | Виктор Васильевич Харитонов | Ветроколесо |
US20050214119A1 (en) * | 2004-03-26 | 2005-09-29 | Miller Willis F | Dual rotor wind turbine |
RU2280782C2 (ru) * | 2004-07-26 | 2006-07-27 | Абдулла Сиражутдинович АЛИЕВ | Преобразователь энергии текучей среды (варианты) |
CN101457736A (zh) * | 2008-09-05 | 2009-06-17 | 张云龙 | 一种风力发动机的复合转子*** |
RU2494283C2 (ru) * | 2010-06-04 | 2013-09-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Ветроколесо |
RU2551444C2 (ru) * | 2013-03-19 | 2015-05-27 | Василий Силантьевич Петров | Ветродвигатель |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2651013C1 (ru) * | 2017-03-06 | 2018-04-18 | Василий Силантьевич Петров | Несущий винт вертолета |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015121690A (ru) | 2016-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
MY155880A (en) | Axial flow fan | |
JP2012500940A (ja) | タービンならびにタービン用ローター | |
RU2607444C1 (ru) | Ветродвигатель | |
WO2012164045A9 (de) | Rotor mit einem gekrümmten rotorblatt für eine windkraftanlage | |
RU2016103276A (ru) | Ветрогенераторная башня с турбиной гиромилл(варианты) | |
RU2006117014A (ru) | Ротор ветряной установки с вертикальной осью вращения | |
RU2607449C2 (ru) | Ветродвигатель | |
JP2008082185A (ja) | 風力発電装置 | |
KR102471788B1 (ko) | 전기 발전기용 회전자 | |
RU2551444C2 (ru) | Ветродвигатель | |
RU136100U1 (ru) | Комбинированный ветродвигатель | |
RU157239U1 (ru) | Рабочее колесо осевого вентилятора | |
CN107762725B (zh) | 一种风力发电机 | |
RU2552017C1 (ru) | Ветродвигатель | |
RU104252U1 (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
RU2661424C1 (ru) | Ветродвигатель | |
RU2679045C1 (ru) | Ветродвигатель | |
RU2625890C1 (ru) | Ветродвигатель | |
RU2508471C2 (ru) | Ветродвигатель | |
WO2011017780A3 (en) | Vertical axis wind turbine with two concentric rotors | |
RU2679072C1 (ru) | Ветродвигатель | |
RU2679695C1 (ru) | Воздушный винт самолета | |
KR101566501B1 (ko) | 휘어진 블레이드 팁을 갖는 다운윈드 풍력 발전 장치 | |
RU2551457C2 (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
RU2522349C2 (ru) | Ветроколесо ветроэлектрогенератора |