Ветродвигатель с вертикальной осью вращения, ветродинамическим контуром и его гиревым регулятором, сопряжённым с полиспастно-протяжным устройством



Ветродвигатель с вертикальной осью вращения, ветродинамическим контуром и его гиревым регулятором, сопряжённым с полиспастно-протяжным устройством
Ветродвигатель с вертикальной осью вращения, ветродинамическим контуром и его гиревым регулятором, сопряжённым с полиспастно-протяжным устройством
Ветродвигатель с вертикальной осью вращения, ветродинамическим контуром и его гиревым регулятором, сопряжённым с полиспастно-протяжным устройством
Ветродвигатель с вертикальной осью вращения, ветродинамическим контуром и его гиревым регулятором, сопряжённым с полиспастно-протяжным устройством
Ветродвигатель с вертикальной осью вращения, ветродинамическим контуром и его гиревым регулятором, сопряжённым с полиспастно-протяжным устройством
Ветродвигатель с вертикальной осью вращения, ветродинамическим контуром и его гиревым регулятором, сопряжённым с полиспастно-протяжным устройством

 


Владельцы патента RU 2597705:

Меркурьев Борис Васильевич (RU)

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветродвигатель с вертикальной осью вращения, ветродинамическим контуром и его гиревым регулятором, сопряженным с полиспастно-протяжным устройством, содержащий вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения. Вертикальная ось ветротурбины полая, имеет на нижнем торце крепежный фланец для стационарного базирования и через нее проходит полуось, имеющая шлицевой нижний конец, а верхний закреплен к корпусу ступицы для передачи вращения к преобразователю энергии. Ветродинамический контур установлен снаружи колеса ветротурбины и состоит из параллельно установленных неподвижных кольцевых дисков, нижнего и верхнего, между которыми в распор жестко рассредоточены вертикально трубчатые или стержневые опоры. Между дисками дистанцированно и зеркально расположены шарнирно лопасти контура, обладающие подъемной силой и обращенные своими острыми носками профиля к оси ветротурбины, на верхних плоскостях ребер жесткости, вблизи этих носков, установлены поводковые оси с подшипником на конце, которые заведены в поперечные отверстия зависающего на горизонтальных шкивах с тяговым шипом подвижного кольцевого диска, при круговом перемещении которого лопасти ветродинамического контура отклоняются в ту или иную стороны. Изобретение направлено на увеличение быстроходности ветротурбины. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Ветродвигатель с вертикальной осью вращения, ветродинамическим контуром и его гиревым регулятором, сопряженным с полиспастно-протяжным устройством.

Изобретение относится к области ветроэнергетики в частности к ветродвигателям, и может использовано для получения механической, тепловой и электрической энергии.

Известен (патент на изобретение №2264558, кл. F03D 3/04) ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами,в котором ветронаправляющие экраны в раме состоят из нескольких частей и выполнены раздвижными с возможностью принудительного изменения их ширины в зависимости от природной скорости ветра.

Недостатками указанного изобретения является то, что ветронаправляющие экраны состоят из нескольких взаимоподвижных частей, из-за чего теряется монолитность и, как следствие, их сложная киноматика не в пользу долговечности и может повышать шумность. К тому же они не обладают функцией ветродинамического тормоза, а это уже требуется отдельный тормозной механизм. Сами экраны в основном способствуют высвобождению объема воздуха, проходящего через турбину, способствуя более плавному ее вращению за счет перераспределения потока воздуха и его дробления (вращаясь вокруг турбины), потребляя при этом часть поступающей энергии ветра. Поэтому они малоэффективны и экономически нецелесообразны.

Целью изобретения является расширение возможностей в использовании ветродвигателя с различными преобразователями видов энергии от вращения, а также более рациональное устройство ступицы ветротурбины; одновременно беспрецедентное увеличение в разы быстроходности и всех сопутствующих характеристик ветротурбины с вертикальной осью вращения.

Указанная цель достигается тем, что ветродвигатель с вертикальной осью вращения, ветродинамическим контуром и его гиревым регулятором, сопряженным с полиспастно-протяжным устройством, содержащий вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения. что вертикальная ось ветротурбины полая, имеет на нижнем торце крепежный фланец для стационарного базирования и через нее проходит полуось, имеющая шлицевой нижний конец, а верхний закреплен к корпусу ступицы для передачи вращения к преобразователю энергии, и ветродвигатель, снаружи ветроколеса турбины установлен ветродинамический контур, состоящий из параллельно установленных неподвижных кольцевых дисков, нижнего и верхнего, между которыми в распор жестко рассредоточены вертикально трубчатые или стержневые опоры, между дисками дистанцированно и зеркально расположены шарнирно лопасти контура, обладающие подъемной силой и обращенные острыми носками профиля к оси ветротурбины, на верхних плоскостях ребер жесткости, вблизи этих носков, установлены поводковые оси с подшипником на конце, которые заведены в поперечные отверстия зависающего на горизонтальных шкивах с тяговым шипом подвижного кольцевого диска, при круговом перемещении которого лопасти ветродинамического контура отклоняются в ту или иную стороны, и ветродинамический контур полностью контролируется гиревым регулятором, сопряженным с полиспастно-протяжным устройством, как работа в авторежиме или принудительная остановка вращения ветротурбины, а также реверсирование хода.

На фиг. 1 изображен ветродинамический контур;

на фиг. 2 - диаметральный разрез ветродвигателя;

на фиг. 3 - вид сверху, вращение вправо;

на фиг. 4 - вид сверху, вращение влево;

на фиг. 5 - контур, вид сбоку.

Ветродвигатель содержит ветротурбину 1 с полой вертикальной осью 2 и фланцем 3 для стационарного крепления, полуось 4, лопасти 5, корпус ступицы 6, на которой крепление 7 полуоси. Вокруг ветротурбины расположен ветродинамический контур (фиг. 1, 2), состоящий из верхнего кольцевого подвижного диска 8 с поперечными рассредоточенными отверстиями 9, между приварными пластинами, и тяговым шипом 10, а сам диск опирается на горизонтальные шкивы 11 по всему кругу. Ниже по уровню расположен верхний неподвижный диск 12, состоящий из двух неравновеликих трубчатых колец 13 и 14, которые объединены наложенным снизу жестким соединением с опорными пластинами 15 в горизонтальной плоскости, такой же размерный диск 29 внизу под ним, но расположен зеркально. Эти диски разнесены параллельно по высоте с возможностью свободной установки между ними вертикально и шарнирно лопастей 16 контура. Сами диски жестко соединены между собой (в распор) вертикальными опорами 17. Нижний неподвижный кольцевой диск служит для стационарного базирования вокруг на уровне основания лопастей 5 ветротурбины 1. Лопасти 16 контура сверху на торцевой пластине 28 ребра жесткости имеют осевой выход шарнирного соединения 18 и возле ее острого носка вертикально установленные поводковые оси с подшипником 19 на концах, которые заведены для контакта в поперечные отверстия 9 верхнего подвижного кольцевого диска 8.

Горизонтальные шкивы 11, удерживающие этот диск, установлены на оси 20, закрепленные основанием к опорным пластинам 15 верхнего неподвижного кольцевого диска 12. Тяговый шип 10 снаружи соединен с двух сторон с тросом 21 полиспастно-протяжного устройства 1-3, состоящего из шкивов 22, установленных сверху в проушинах 23, шарнирно установленных на кронштейны 24, которые закреплены на междисковых вертикальных опорах 17; на трос в промежутке между верхним шкивом 11 и протяжным барабаном 25 подвешен определенный груз (гиря) 26, а сам барабан с несколькими витками троса 21 имеет привод 27 и должен обязательно иметь фиксатор.

Работа ветродинамического контура основана на захвате ветропотока, который приходится на его диаметральный габарит. Лопасти 16, подхватывая ветропоток, перенаправляют его по круговой орбите благодаря разнопеременным скоростям при обтекании плоскостей профиля (эффект подъемной силы). Поэтому ветропоток дальше и на большем участке движется ускоренно, описывает дугу и воздействует на лопасти 5 ветротурбины. Только проходя центр круга с противоположной стороны, объем воздуха начинает свободно покидать орбиту контура, а в закрытой (затененной части) даже возникает некоторое инжекционное разряжение, вызванное углами выставленных лопастей 16 и проходящим потоком воздуха снаружи. Все это относится к экспозиции, когда с помощью полиспастно-протяжного устройства все лопасти контура выставлены острыми носками своих профилей в сторону предназначенного вращения ветротурбины (по ходу) на относительно пунктирной линии радиусного луча, обозначенного на фиг. 1. В авторежиме, подчиняясь флюгерному эффекту лопасти 16, стараются изменить угол, но им постоянно противостоит подвешенный груз (гиря) 26, который в состоянии удерживать до определенной силы ветра, когда сила ветра "зашкаливает", то груз (гиря) приподнимается тросом через тяговый шип 10 подвижного диска 12, а "победившие" лопасти 16 изменят направление ветропотока к ветротурбине 1, тем самым ограничат ее быстроходность и, наоборот, возвратятся лопасти 16 на прежний угол при уменьшении силы ветра. Примечательно, что если лопасти 16 развернуть носками в противоположную сторону от радиусного луча на этот же угол, то получим реверсное вращение, но быстроходность ветротурбины 1 будет меньше на величину, которую достигает ветротурбина при работе в отсутствие ветродинамического контура.

Вообще, ветродинамический контур позволяет добиться, в зависимости от используемого вида профиля, его лопастей и величины трехкратного увеличения быстроходности ветротурбины, и это не предел; а увеличение количества лопастей ветротурбины в 1,5-2 раза от общепринятых норм значительно повышает силовой момент.

Если лопасти 16 ветродинамического контура выставлены острыми носками к центру (по радиусному лучу), а протяжной барабан застопорить, то ветротурбина 1 при любом ветре вращаться не будет, это свойство ее ветродинамического тормоза, которое имеет значение особенно при техобслуживании (см. фиг. 1), позволяет отказаться от отдельного тормозного устройства.

Источники информации

«Дом» 8.2001 «Роза на ветру», А.Плотников, г. Смоленск.

Влияние конструктивных параметров на характеристики вертикально-осевых ветроколес, Ю.В. Грахов.

Пособие по изготовлению ветроагрегатов, Литвиненко A.M.

А также патенты:

(19)RU(11) 128673(13) U1 (51)МПК F0D 3/00 (2006/01);

(19)SU(11) 1134771 A 4(51)F03D 3/04;

(19)RU(11) 2264558(13) С1 (51)МПК7 F03D 3/04.

1. Ветродвигатель с вертикальной осью вращения, ветродинамическим контуром и его гиревым регулятором, сопряженным с полиспастно-протяжным устройством, содержащий вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения, отличающийся тем, что вертикальная ось ветротурбины полая, имеет на нижнем торце крепежный фланец для стационарного базирования и через нее проходит полуось, имеющая шлицевой нижний конец, а верхний закреплен к корпусу ступицы, для передачи вращения к преобразователю энергии.

2. Ветродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что снаружи ветроколеса турбины установлен ветродинамический контур, состоящий из параллельно установленных неподвижных кольцевых дисков, нижнего и верхнего, между которыми в распор жестко рассредоточены вертикально трубчатые или стержневые опоры; между дисками дистанцированно и зеркально расположены шарнирно лопасти контура, обладающие подъемной силой и обращенные своими острыми носками профиля к оси ветротурбины, на верхних плоскостях ребер жесткости, вблизи этих носков, установлены поводковые оси с подшипником на конце, которые заведены в поперечные отверстия зависающего на горизонтальных шкивах с тяговым шипом подвижного кольцевого диска, при круговом перемещении которого лопасти ветродинамического контура отклоняются в ту или иную стороны.

3. Ветродвигатель по п. 2, отличающийся тем, что ветродинамический контур полностью управляется гиревым регулятором, сопряженным с полиспастно-протяжным устройством, как при работе в авторежиме или принудительная остановка вращения ветротурбины, а также реверсирование хода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкциям для получения электроэнергии из возобновляемых источников. Альтернативная гидроэлектростанция содержит водохранилище верхнего бьефа 2, конструкцию для его размещения на необходимой высоте, в которую включено здание с машинным залом, гидротурбину, устройство подвода воды к гидротурбине, ветродвигатель 7 с вертикальной осью вращения, водохранилище нижнего бьефа 1.

Изобретение относится к способу работы ветроэнергетической установки или ветрового парка. Предложен способ работы ветроэнергетической установки или ветрового парка и электрически соединенного с ними блока преобразования мощности в газ, при котором ветроэнергетическая установка или ветровой парк генерирует электрическую мощность и подает ее в подключенную к ветроэнергетической установке или к ветровому парку электрическую сеть.

Изобретение относится к ветроэнергетической установке (100), содержащей гондолу (104) и ротор (106), первый и/или второй микроволновый и/или радиолокационный измерительный блок (1100, 1200) для излучения микроволновых и/или радиолокационных сигналов и для регистрации отражений микроволновых и/или радиолокационных сигналов для получения данных о ветре и/или метеорологических данных или информации относительно поля ветра спереди и/или сзади ветроэнергетической установки (100), и систему управления ветроэнергетической установкой, которая управляет работой ветроэнергетической установки (100) в зависимости от данных, регистрируемых с помощью первого и/или второго измерительного блока (1100, 1200).

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветровым электростанциям. Блочная ярусная с концентраторами, электронагревателями и глушителями ветровая электростанция состоит из установленной и закрепленной на фундаменте блочной ярусной эстакады.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэнергетическим установкам с горизонтально-осевыми пропеллерными турбинами. Способ ориентации ветроэнергетических установок с горизонтально-осевыми пропеллерными турбинами относительно направления воздушного потока, включающий в себя установку их на платформе с возможностью ее вращения в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, при этом, для устойчивой ориентации оси каждой турбины параллельно ветровому потоку, платформу выполняют так, чтобы для обеспечения статически устойчивого положения каждой турбины в ветровом потоке центр бокового давления всей конструкции платформы с турбинами находился за вертикальной осью вращения платформы.

Использование: в области электроснабжения. Технический результат - повышение надежности электроснабжения и уменьшение установленной мощности электрооборудования.

Изобретения относятся к области ветроэнергетики и гидроэнергетики и могут быть использованы для привода различных устройств, а также для производства электроэнергии.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и гелиотехники. Система автономного энергообеспечения потребителей электроэнергии башни сетчатой конструкции содержит, по крайней мере, один ветромодуль, связанный с башней сетчатой конструкции, аккумуляторные батареи и систему преобразования и управления электропитанием.

Изобретение относится к способу генерации электроэнергии, использующему природную энергию, на основе накопления и хранения энергии и соответствующей системе генерации электроэнергии.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для комплексного энергоснабжения индивидуальных потребителей. Ветроэнергетическая установка содержит ветроколесо, связанное с генератором, и блок управления.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Сдвоенная ортогональная циклоидная ветротурбина, содержащая два встречно и соосно установленных ветроагрегата с противоположным направлением вращения их ветряных колес, генераторные узлы, несущую раму с каркасом, удерживающие их в вертикальном положении тросовые растяжки и трубчатую мачту с цапфой в нижней части.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэлектрическим станциям. Ветроэлектрическая станция содержит поворотное в горизонтальной плоскости основание с двумя вертикальными роторами, обтекатель и стабилизатор.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветроэнергетическая установка содержит беговую дорожку в виде кольцевого рельсового пути, на котором установлены тележки, соединенные поводками с валом привода генератора электрического тока.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветроэлектрическим станциям. Ветроэлектрическая станция содержит поворотное в горизонтальной плоскости основание с двумя вертикальными роторами, обтекатель и стабилизатор.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Роторный ветродвигатель содержит вращающиеся основания с приемниками энергии, центральную стойку с поворотным основанием.

Изобретение относится к ветротехнике. Карусельный ветродвигатель содержит вертикальный вал, опорную плиту, верхние и нижние горизонтальные поворотные лопасти.

Заявленное изобретение относится к области ветро- и гидроэнергетики и может быть использовано для генерирования электроэнергии. Приливный и ветроэлектрический генератор содержит установочную раму (10), вертикальный вращающийся вал (20), установочные планки лопастей (30) и (30′), опорные кольца (40) и (40′), вертикальные опорные стержни (50); лопасти (60) и (60′), вертикальные опорные рамы (70), горизонтальные рамы (80), установочный элемент (20′), тросовую опору (50′), средство (90) регулирования степени развертывания лопастей, средство (100) повышения кпд генератора и генераторное средство (200), которое связано с нижним концом вертикального вращающегося вала.

Изобретение относится к ветровому генератору электрического тока. Ветровой генератор электрического тока содержит неподвижную вертикальную ось, внутренние лопасти и внешние лопасти.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано при сооружении ветровых электростанций. Ветровой энергетический агрегат содержит ортогональную турбину с полыми лопастями гидродинамического профиля и электрогенератор.

Изобретение относится к турбинам на текучей среде и, в частности, к турбинам на текучей среде, имеющим вертикальную ось. Турбина (100) представляет собой имеющую вертикальную ось ветровую турбину, предназначенную для получения электроэнергии из энергии ветра.

Изобретение относится к области нетрадиционной энергетики и может быть использовано как источник электрической и механической энергии в гидро- и ветроустановках.
Наверх