UA31846U - Вертикальноосьова енергоустановка з використанням ефекту магнуса - Google Patents
Вертикальноосьова енергоустановка з використанням ефекту магнуса Download PDFInfo
- Publication number
- UA31846U UA31846U UAU200713767U UAU200713767U UA31846U UA 31846 U UA31846 U UA 31846U UA U200713767 U UAU200713767 U UA U200713767U UA U200713767 U UAU200713767 U UA U200713767U UA 31846 U UA31846 U UA 31846U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- hollow cylinder
- shaft
- vertical
- electric generator
- magnus effect
- Prior art date
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000005405 multipole Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Y02E10/20—Hydro energy
-
- 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
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Вертикальноосьова енергоустановка з використанням ефекту Магнуса містить вертикальноосьовий роторний вітродвигун, наприклад типу Савоніуса, з вихідним валом, багатополюсний синхронний електрогенератор на постійних магнітах, порожнистий циліндр з валом, розташований знизу від вітродвигуна у вільному потоці рідини, наприклад у річці. Вали вітродвигуна і порожнистого циліндра розташовані співвісно і з'єднані через обгінну муфту. Вал порожнистого циліндра розташований у закріпленій втулці і кінематично з'єднаний з ротором багатополюсного синхронного електрогенератора на постійних магнітах.
Description
Опис винаходу
Пропонована корисна модель відноситься до вертикальновісьових безредукторних вітро-гідравлічних 2 енергоустановок, призначених для перетворення механічної енергії рідини та вітру в електричну енергію.
Відома вітроустановка, постачена робочим колесом з горизонтальною віссю обертання, обертовий момент на якому виникає в результаті ефекту Магнуса. Робоче колесо установлено на поворотній голівці для орієнтації щодо напрямку вітру і виконано у виді трьох радіальних валів, на які насаджені порожнисті циліндри з шайбами на кінці. Обертання циліндрів щодо їхніх подовжніх осей здійснюється через планетарний редуктор від головного 70 вала, а при пуску установки - від електродвигуна. При великих швидкостях вітру з метою гальмування обертання циліндрів пусковий двигун працює в якості генератора (Пат. 4366386, США МПК РгОоЗВв5/00, РОЗ07/06.
Вітроустановка, що використовує ефект Магнуса: Мадпиз аїг (шгріпе зузвіет. Напзоп Тпотазг Р. - Опубл. 28.12.821.
Недоліком названої вітроустановки є неможливість використання її для перетворення гідравлічної енергії в електричну. 12 Відомий також перетворювач потоку газу або рідини, який може бути використаний в робочих колесах вітроагрегатів, вентиляторів або вільнопотокових гідромашин з горизонтальною віссю обертання. На осях робочих лопатей установлені з можливістю обертання порожнисті циліндри з відкритими для потоку торцями і поворотними лопатками на циліндричній поверхні. При обертанні робочого колеса циліндри починають обертатися і відповідно до ефекту Магнуса виникають зусилля, спрямовані перпендикулярно осям циліндрів, породжуючи додатковий момент на горизонтальному валові робочого колеса. За розрахунками, відношення енергії, необхідної для обертання циліндрів і виникнення ефекту Магнуса, до енергії, одержуваної за рахунок цього ефекту, для вітроагрегату дорівнює приблизно 1:10 |Заявка 3800070 ФРН, МПКА гОЗ305/00. Перетворювач енергії потоку газу або рідини: Ріцідізснег Епегдіеу/апаег /Негтапп М. - Опубл.13.07.891.
Недоліком названого перетворювача є неможливість використання його в потоці рідини змінного рівня, наприклад в каналі чи в потоці скидної води, оскільки циліндри можуть частково чи повністю виниряти із потоку пт) рідини, що призведе до зриву ефекту Магнуса. Крім того, обертання робочого колеса з обертовими циліндрами на осях робочих лопатей заважатиме проходу суден, риби, чи їх пошкодженню і травмуванню. На обертових циліндрах з поворотними лопатками можливе накопичення водоростей, що заважатиме роботі.
Найбільш близьким за технічною сутністю до описаної корисної моделі вибрано безредукторний вітроагрегат, со що містить вітродвигун з вихідним валом і електромеханічний перетворювач у вигляді циліндричних, коаксіально чЕ розташованих з радіальним зазором рухомого та нерухомого магнітопроводів, з повздовжніми пазами в прилеглих поверхнях, паралельними спільній осі магнітопроводів, і кільцевої обмотки збудження, розташованої со на нерухомому магнітопроводі в площині, перпендикулярній спільній осі магнітопроводів, що ділить нерухомий «- магнітопровід навпіл, всередині якого розташований зв'язаний з валом вітродвигуна рухомий магнітопровід, з 39 можливістю обертання в підшипниках, які закріплені в підшипникових щитах по торцям електромеханічного со перетворювача, нерухомий магнітопровід набраний із листів електротехнічної сталі у вигляді двох однакових пакетів, розміщених в стальному циліндричному ярмі, між якими розташована кільцева обмотка збудження, в пазах нерухомого магнітопровода розташовані якірні обмотки, з'єднані за схемою синхронного генератора (Пат. « 26300 Україна МПК (2006) гО307/06. - Опубл.10.09.07 - Бюл. Мо14. - 2007). 70 Недоліком пристрою найближчого аналога є потреба в додатковому джерелі збудження і неможливість о, с використання його для перетворення гідравлічної енергії вільного потоку рідини в електричну енергію. з» В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення вертикальновісьової енергоустановки з використанням ефекту Магнуса, яка додатково містить багатополюсний синхронний електрогенератор на постійних магнітах, порожнистий циліндр з валом, розташований знизу від вітродвигуна у вільному потоці рідини, наприклад у річці, вали вітродвигуна і порожнистого циліндру розташовані співвісно і з'єднані через со обгінну муфту, вал порожнистого циліндру розташований у закріпленій втулці і кінематично з'єднаний з ротором - багатополюсного синхронного електрогенератора на постійних магнітах.
Поставлена задача вирішується тим, що вертикальновісьова енергоустановка (ВЕУ) з використанням ефекту со Магнуса, що містить вертикальновісьовий роторний вітродвигун, наприклад типу Савоніуса, з вихідним валом, їх 20 згідно корисної моделі додатково містить багатополюсний синхронний електрогенератор на постійних магнітах, порожнистий циліндр з валом, розташований знизу від вітродвигуна у вільному потоці рідини, наприклад у річці, 0 вали вітродвигуна і порожнистого циліндру розташовані співвісно і з'єднані через обгінну муфту, вал порожнистого циліндру розташований у закріпленій втулці і кінематично з'єднаний з ротором багатополюсного синхронного електрогенератора на постійних магнітах. 29 Особливість корисної моделі полягає у використанні ефекту Магнуса для перетворення енергії потоку рідини с (наприклад води в річці, в каналі, скидної води тощо) у механічну енергію тяги для привода електрогенератора за рахунок розміщення полого циліндра з вертикальною віссю обертання у вільному потоці рідини перпендикулярною напрямку потоку.
Таким чином, запропонована корисна модель за рахунок удосконалення розширює функціональні можливості 60 відомого пристрою, і може бути використана для перетворення гідравлічної енергії вільного потоку рідини в електричну енергію.
Технічна сутність і принцип дії запропонованої вертикальновісьової енергоустановки з використанням ефекту
Магнуса пояснюється графічним матеріалом: на Фіг1 подано Загальний вигляд вертикальновісьової енергоустановки з використанням ефекту Магнуса; на Фіг2 - Схема утворення поперечної сили від ефекту бо Магнуса.
Вертикальновісьова енергоустановка з використанням ефекту Магнуса містить зверху, над потоком рідини 1, роторний вертикальновісьовий вітродвигун 2, наприклад типу Савоніуса, з вигнутими відносно повздовжньої осі лопатями З і вихідним валом 4, багатополюсний синхронний електрогенератор 5 на постійних магнітах, порожнистий циліндр 6 з валом 7, розташований знизу від вітродвигуна 2 у вільному потоці рідини 1, наприклад у річці, каналі, скидній воді тощо. Вали 4, 7 вітродвигуна 2 і порожнистого циліндру 6 розташовані співвісно і з'єднані через обгінну муфту 8, вал 7 порожнистого циліндру б розташований у закріпленій втулці 9 і кінематично з'єднаний з валом 10 ротора багатополюсного синхронного електрогенератора 5 на постійних магнітах. 70 Пристрій працює таким чином. За рахунок енергії вітру, вал 4 вітродвигуна 2 обертається і через обгінну муфту 8 та вал 7 обертає порожнистий циліндр 6, вертикально розташований в потоці рідини 1, наприклад в річці, каналі чи в потоці скидної води. Разом з порожнистим циліндром 6, у закріпленій втулці 9 обертається вертикальний вал 7, який кінематично з'єднаний з валом 10 багатополюсного синхронного електрогенератора 5 на постійних магнітах.
На циліндр 6, загальмований в потоці рідини 1, що набігає перпендикулярно його твірним лініям, діє сила
Е, спрямована убік руху потоку. Якщо циліндр 6 змусити обертатися, то в результаті ефекту Магнуса з'явиться поперечна сила Гу, перпендикулярна силі Е і твірним лініям циліндра б (поперечна сила, величина якої залежить від розмірів і швидкості обертання циліндра, густини рідини, в'язкості і швидкості). Поперечна сила спрямована від сторони обертового тіла, на якій напрямок обертання і напрямок потоку протилежні, до сторони, 2о на якій ці напрямки збігаються.
Зимою, при замерзанні води втулка 9 забезпечує вільне обертання вала 7. При відсутності вітру ВЕУ може бути запущена від електрогенератора 5 в режимі електродвигуна.
Згідно закону електромагнітної індукції в елементарних провідниках якоря (на Фіг.1 багатополюсний ротор з постійними магнітами і нерухомі обмотки якоря не показані) електрогенератора 4 індукується електрорушійна ов сила(ЕРС) величиною е-Вім ші де І - активна довжина провідника, що рівна довжині магнітного полюса; м - швидкість переміщення магнітного полюса відносно якоря
ЧЕ к ' (се) зо чі де х - координата переміщення магнітного полюса відносно якоря. -
Період зміни цієї ЕРС відповідає повороту ротора на одне полюсне ділення. Тому частота зміни ЕРС буде («3 рівна
Терп «-- де р - число пар магнітних полюсів на роторі; с п - частота обертання ротора, с".
Із останньої формули слідує, що за рахунок збільшення кількості пар магнітних полюсів на роторі можна досягти номінальної частоти струму при меншій частоті обертання вала енергоустановки, тобто обійтися без мультиплікатора. « 8 с
Claims (1)
- Формула винаходу ;» Вертикальноосьова енергоустановка з використанням ефекту Магнуса, що містить вертикальноосьовий роторний вітродвигун, наприклад типу Савоніуса, з вихідним валом, яка відрізняється тим, що енергоустановка оз додатково містить багатополюсний синхронний електрогенератор на постійних магнітах, порожнистий циліндр з валом, розташований знизу від вітродвигуна у вільному потоці рідини, наприклад у річці, вали вітродвигуна і- порожнистого циліндра розташовані співвісно і з'єднані через обгінну муфту, вал порожнистого циліндра о розташований у закріпленій втулці і кінематично з'єднаний з ротором багатополюсного синхронного їм 50 електрогенератора на постійних магнітах. (42)с60 б5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200713767U UA31846U (uk) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Вертикальноосьова енергоустановка з використанням ефекту магнуса |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200713767U UA31846U (uk) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Вертикальноосьова енергоустановка з використанням ефекту магнуса |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA31846U true UA31846U (uk) | 2008-04-25 |
Family
ID=39819887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU200713767U UA31846U (uk) | 2007-12-10 | 2007-12-10 | Вертикальноосьова енергоустановка з використанням ефекту магнуса |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA31846U (uk) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009018524A3 (en) * | 2007-08-02 | 2010-04-08 | Douglas Joel S | Magnus force fluid flow energy harvester |
| RU2579426C2 (ru) * | 2010-12-22 | 2016-04-10 | Еадс Дойчланд Гмбх | Ветросиловой гибридный ротор |
-
2007
- 2007-12-10 UA UAU200713767U patent/UA31846U/uk unknown
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009018524A3 (en) * | 2007-08-02 | 2010-04-08 | Douglas Joel S | Magnus force fluid flow energy harvester |
| US7986054B2 (en) | 2007-08-02 | 2011-07-26 | Egen Llc | Magnus force fluid flow energy harvester |
| RU2579426C2 (ru) * | 2010-12-22 | 2016-04-10 | Еадс Дойчланд Гмбх | Ветросиловой гибридный ротор |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN201851280U (zh) | 一种无刷双桨叶异向驱动永磁风力发电机 | |
| CN102005858B (zh) | 一种无刷双桨叶异向驱动永磁风力发电机 | |
| CN201090357Y (zh) | 对转水力发电机 | |
| RU109233U1 (ru) | Турбина | |
| JP2018040301A (ja) | 風水力発電装置 | |
| JP5736575B2 (ja) | 流水利用式水力発電装置 | |
| GB2449436A (en) | Fluid driven generator | |
| UA31846U (uk) | Вертикальноосьова енергоустановка з використанням ефекту магнуса | |
| US20130038069A1 (en) | Disk-shaped coaxial inversion generator and wind driven generating equipment including the same | |
| WO2010082011A8 (en) | River / tidal energy converter | |
| CN104047796A (zh) | 一种利用自然流动的河水进行发电的装置 | |
| CN109595114A (zh) | 一种基于双转子对转永磁电机潮汐电站用多工况透平 | |
| RU178822U1 (ru) | Модуль выработки электроэнергии | |
| CN101139972B (zh) | 风力发电机电磁式变桨机构 | |
| JP2015050892A (ja) | 発電システム | |
| CN101436806A (zh) | 转子与定子双旋转式加速发电机 | |
| CN105257460B (zh) | 模块化错相安装多相容错结构洋流发电机组 | |
| CN107124071B (zh) | 一种集成式海流能量收集装置 | |
| KR20110063994A (ko) | 간단한 구조를 가지는 조류력 발전장치 | |
| CN102996323A (zh) | 潮流能一体式双转子直驱发电装置 | |
| RU2382231C2 (ru) | Гидрогенератор, работающий на морском течении | |
| JP5702015B1 (ja) | 駆動装置 | |
| CN204465257U (zh) | 潜水式水力驱动永磁发电机 | |
| CN108521195A (zh) | 低转速直驱发电机 | |
| RU185105U1 (ru) | Турбина |