BG110070A - Wind energy converter - Google Patents
Wind energy converter Download PDFInfo
- Publication number
- BG110070A BG110070A BG110070A BG11007008A BG110070A BG 110070 A BG110070 A BG 110070A BG 110070 A BG110070 A BG 110070A BG 11007008 A BG11007008 A BG 11007008A BG 110070 A BG110070 A BG 110070A
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- panels
- angle
- point
- shaft
- rotation
- Prior art date
Links
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 100
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 35
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 25
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical compound Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000454 anti-cipatory effect Effects 0.000 claims 1
- 230000009347 mechanical transmission Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 6
- 210000000887 face Anatomy 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 210000001061 forehead Anatomy 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 240000001439 Opuntia Species 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- F03D3/068—Cyclic movements mechanically controlled by the rotor structure
-
- 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
- F03D15/00—Transmission of mechanical power
-
- 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
- F03D15/00—Transmission of mechanical power
- F03D15/10—Transmission of mechanical power using gearing not limited to rotary motion, e.g. with oscillating or reciprocating members
-
- 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
- F03D7/06—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/94—Mounting on supporting structures or systems on a movable wheeled structure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/40—Transmission of power
- F05B2260/403—Transmission of power through the shape of the drive components
- F05B2260/4031—Transmission of power through the shape of the drive components as in toothed gearing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/50—Kinematic linkage, i.e. transmission of position
- F05B2260/503—Kinematic linkage, i.e. transmission of position using gears
- F05B2260/5032—Kinematic linkage, i.e. transmission of position using gears of the bevel or angled type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/50—Kinematic linkage, i.e. transmission of position
- F05B2260/506—Kinematic linkage, i.e. transmission of position using cams or eccentrics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/50—Kinematic linkage, i.e. transmission of position
- F05B2260/507—Kinematic linkage, i.e. transmission of position using servos, independent actuators, etc.
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
- F05B2260/71—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades as a function of flow velocity
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
- F05B2260/79—Bearing, support or actuation arrangements therefor
-
- 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
Description
ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТАTECHNICAL FIELD
Изобретението се отнася до устройство с вертикална ос на въртене, служещо за преобразуване на вятърната енергия, което намира приложение за производство на електроенергия, за задвижване на водни помпи и други съоръжения от силата на вятъра.The invention relates to a device with a vertical axis of rotation, which is used for the conversion of wind energy, which is used for the production of electricity, to drive water pumps and other wind power equipment.
ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТАBACKGROUND OF THE INVENTION
Известно е устройство за преобразуване на вятърна енергия (BG1049U1), състоящо се от неподвижно закрепена основа, в която лагерува вертикален кух ротор, който в долната си част е неподвижно свързан с отвеждащ вал. В горната си част кухият ротор е оформен като карусел със симетрично и равномерно разположени радиални рамена, в чиито краища на равни разстояния от центъра е закрепена неподвижно по една вертикално ориентирана лагерна втулка. Във всяка лагерна втулка лагерува съответен вертикален вал, завършващ в горния си край със съответен вертикален, симетрично ориентиран спрямо вала панел. Централно в ротора е лагеруван вертикален ориентиращ вал, завършващ в горния си край с твърдо закрепен ориентиращ ветропоказател при което всеки вал е свързан с ориентиращия вал посредством механична предавка с предавателно отношение 1:2. Панелите са неподвижно монтирани към валовете и чрез своите предавки са предварително ориентирани към рамената така, че един от панелите, който е монтиран на перпендикулярно на направляващата на ветропоказателя рамо, е ориентиран перпендикулярно на направляващата на ветропоказателя, а всеки следващ е завъртян спрямо предходния на ъгъл (Х=360/2п, където η е броя на рамената.A wind energy conversion device (BG1049U1) is known, consisting of a fixedly fixed base in which a vertical hollow rotor is mounted, which at its bottom is fixedly connected to a drive shaft. At its upper end, the hollow rotor is shaped like a carousel with symmetrically and evenly spaced radial arms, the ends of which are fixed at one end vertically by a vertically oriented bearing sleeve. At each bearing sleeve, there is a corresponding vertical shaft, ending at the upper end with a corresponding vertical, symmetrically oriented shaft. Centrally, a vertical orientation shaft is mounted in the rotor, ending at the upper end with a rigidly oriented orientation indicator, whereby each shaft is connected to the orientation shaft by a 1: 2 mechanical transmission. The panels are fixed to the shafts and through their gears are pre-oriented to the shoulders so that one of the panels, which is mounted perpendicular to the wind direction arm, is oriented perpendicular to the wind direction guide, and each subsequent is rotated to the previous angle. (X = 360 / 2n, where η is the number of arms.
В процеса на въртене на това устройство панелите реализират планетни движения около центъра на устройството, при които не се използват всички възможности за повишаване к.п.д. на устройството.In the process of rotating this device, the panels realize planetary motions around the center of the device that do not use all the possibilities to increase the efficiency. on the device.
ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОSUMMARY OF THE INVENTION
Задачата на изобретението е да се използват по-рационално възможностите за повишаване на к.п.д., като се създаде устройство осигуряващо реализирането на подходящи планетни движения на панелите, чрез които се постига по-голям к.п.д. на устройството.It is an object of the invention to make more efficient use of the capability of increasing the efficiency by creating a device providing for the realization of suitable planetary motions on the panels through which greater efficiency is achieved. on the device.
За да се обясни същността на изобретението, и за по-лесно и пократко описване на проблема, ще се приемат и обозначат някои охарактеризиращи разглежданото устройство параметри, като:In order to explain the essence of the invention, and to describe the problem more easily and briefly, some of the device-characterizing parameters, such as:
О - център на въртене на ротора, както и на разглежданото устройство -фиг. 15.O is the center of rotation of the rotor as well as of the device in question; 15.
Oi - центрове на въртене на панелите около собствените им оси фиг. 15. Индесът i показва текущи положения.Oi - Centers of rotation of the panels around their own axes FIG. 15. Indes i shows current positions.
Скорост на вятъра -UWind speed -U
Периферна скорост Vnep -линейната скорост на геометричните осите на валовете завършващи с панели фиг. 15.Peripheral speed V nep -lineynata speed of the geometric axes of the shaft terminating in a panel Fig. 15.
Активна равнина - вертикална равнина, перпендикулярна на моментната посока на вятъра и минаваща през центъра О на въртене на устройството - фиг. 15, като за целите на обяснението, устройството се разглежда така, че вятъра въздейства върху него с определена постоянна посока.Active plane - a vertical plane perpendicular to the instantaneous wind direction and passing through the center O of the rotation of the device - FIG. 15, for the purposes of the explanation, the device is considered such that the wind influences it in a definite constant direction.
Радиус на въртене на устройството R - радиуса на кръга, който описват центровете на въртене на панелите около собствените си оси Oi, спрямо центъра на въртене на устройството О -фиг. 15.Rotation radius of the device R - the radius of the circle describing the centers of rotation of the panels about their own axes Oi relative to the center of rotation of the device O-fig. 15.
Радиус на въздействие - отсечката чрез която определена сила създава въртящ момент спрямо определен център на въртене.Impact radius - the segment through which a given force generates torque relative to a given center of rotation.
Поз.1 -позиция 1 зависи от избраната посока на въртене на устройството, и представлява точката в която се пресичат, окръжността която описват осите Oi на валовете завършващи с панели около оста на устройството О и активната равнина, и в която точка посоката на периферната скорост Vnep и посоката на скоростта на вятъра U съвпадат -фиг. 15.Item 1 -position 1 depends on the direction of rotation of the device selected, and represents the point where they intersect, the circle described by the axes Oi of the shafts ending in panels around the axis of the device O and the active plane, and at what point the direction of the peripheral speed V nep and wind direction U coincide -Fig. 15.
Поз.2 -позиция2 зависи от избраната посока на въртене на устройството, и представлява точката в която се пресичат, окръжността която описват осите Oi на валовете завършващи с панели около оста на устройството О и активната равнина, и в която точка посоката на периферната скорост Vnep и посоката на скоростта на вятъра U са с противоположни посоки -фиг. 15.Item 2 -position 2 depends on the direction of rotation of the device selected, and represents the point where they intersect, the circle described by the axes Oi of the shafts ending in panels around the axis of the device O and the active plane, and at which point the direction of the peripheral velocity V nep and wind direction U are in opposite directions -fig. 15.
Ъгъл (Xi - текущия ъгъл за дадено рамо, определящ моментното завъртане на даденото рамо, сравнено с активната равнина, при което ъгъл (Xi се разглежда в хоризонталната равнина, определена от радиуса на въртене R, а началното му рамо лежи на пресечната линия между хоризонталната равнина и активната равнина, като текущото му рамо е разглежданото рамо на ротора, към което лагерува разлеждания панел, като ъгъл (Xi се развива около центъра на въртене О на устройството. За рамото, пресичащо Поз.1 ъгъл (X е равен на нула градуса, като ъгъл (Xi се променя от 0° до 360° за един оборот на устройството, след което се повтаря -фиг. 15.Angle (Xi - the current angle for a given arm defining the instantaneous rotation of a given arm compared to the active plane, where angle (Xi is viewed in the horizontal plane defined by the radius of rotation R and its starting arm lies on the intersection line between the horizontal plane and active plane, with its current arm being the considered arm of the rotor, to which the bearing panel is bearing, such as an angle (Xi is developed around the center of rotation O of the device. For the arm crossing Pos. 1 angle (X is zero degrees , as an angle (Xi changes from 0 ° o 360 ° of one revolution of the device, and then repeats the pin. 15.
Ъгъл βί - текущият ъгъл за даден панел, определящ моментното направление на дадения панел спрямо активната равнина, при което ъгъл βί се разглежда в същата равнина, в която се разглежда и ъгъл (Xi и началното му рамо лежи на пресечната линия между хоризонталната равнина и активната равнина, като текущото му рамо е направлението на панела. Ъгъл βί се развива около Поз.2 в същата посока, в която се развива ъгъл (Xi и се изменя от 0° до 180° градуса за един оборот на устройството, след което се повтаря -фиг.15.Angle βί - the current angle for a panel defining the instantaneous direction of a given panel relative to the active plane, wherein angle βί is viewed in the same plane as the angle (Xi and its initial arm lies on the intersection between the horizontal plane and the active plane plane, its current arm being the direction of the panel. Angle βί develops about Pos.2 in the same direction that the angle develops (Xi and changes from 0 ° to 180 ° degrees for one revolution of the device, and then repeats -Fig. 15.
Ъгъл δ - това е ъгъла, заключен между осите на симетрия на две съседни рамена на въртящата се конструкция и е равен на резултата от разделянето на 360° на броя на рамената, при което ъгъл δ е еднакъв за всички двойки съседни рамена на конструкцията, тъй като рамената са разположени симетрично -фиг.15.Angle δ - this is the angle locked between the axes of symmetry of two adjacent arms of a rotating structure and is equal to the result of a 360 ° division of the number of arms, wherein the angle δ is the same for all pairs of adjacent arms of the structure, so with the arms arranged symmetrically -Fig. 15.
Основни параметри за устройството са и размерите на панелите, като широчина (дължина) - I, височина на панела - h и дебелина на панела.The basic parameters for the device are also the dimensions of the panels, such as width (length) - I, height of the panel - h and thickness of the panel.
Резултантна скорост Ur -реалната скорост на въздействие на вятъра върху центъра на определен панел, получена като резултат от вектора на скоростта на вятъра U и вектора на моментната посока на периферната скорост Vnep, за разглежданото разположение на панела като част от обиколката му в процеса на въртене на устройството фиг. 16-20.Resulting velocity U r - the real wind velocity over the center of a particular panel, obtained as a result of the vector of wind velocity U and the vector of the momentary direction of peripheral velocity V nep , for the considered arrangement of the panel as part of its circumference in the process FIG. 16-20.
Ъгъл на атака ψΐ -ъгълът между напралението на определен панел и направлението на резултантната скорост Ur за даденото местоположение на панела в процеса на въртене на устройството. За краткост на изложението, ъгълът на атака ψί се счита ъгълът между това направление на панела и направлението и посоката на резултантната скорост Ur, при което върху панела се създава подемна сила с посока създаваща въртящ момент спрямо оста на ротора, спомагащ въртенето на ротора при избраната посока на въртене на устройството - фиг. 16-20.Attack Angle - The angle between the direction of a particular panel and the direction of the resulting velocity U r for a given panel location as the device rotates. For the sake of brevity, the angle of attack ψί is the angle between that direction of the panel and the direction and direction of the resultant velocity U r , whereby lifting force is created on the panel with a torque-producing direction relative to the axis of the rotor, which helps rotate the rotor at the selected direction of rotation of the device - FIG. 16-20.
Ъгъл (ри - ъгъла между направлението на резултантната скорост Ur и скоростта на вятъра и.фиг. 16-20.Angle (the angle between the direction of the resultant velocity U r and the wind velocity i.fig. 16-20.
Ъгъл <p2i - ъгъла между направлението на резултантната скорост Ur и периферната скорост Упер.фиг. 16-20.Angle <p 2i - the angle between the direction of the resultant velocity U r and the peripheral speed V ncp .fig. 16-20.
Задачата на изобретението се решава, като се създава устройство за преобразуване на вятърна енергия -фиг.1 и 2, което се състои от неподвижно закрепена основа, в която лагерува вертикален кух вал, който е свързан с отвеждащ вал посредством механична предавка, състояща се от неподвижно закрепено на долният край на кухият вал зъбно колело, свързано с неподвижно закрепено на отвеждащият вал зъбно колело. В горната си част кухият вал е оформен като карусел със симетрично и равномерно разположени радиални рамена, в чиито краища на равни разстояния от центъра, е закрепена неподвижно по една вертикално ориентирана лагерна втулка, в която лагерува съответен вертикален вал, завършващ в горния си край със съответен твърдо закрепен към вала панел. Централно в карусела е лагеруван вертикален ориентиращ вал, завършващ в горния си край с твърдо закрепен ориентиращ ветропоказател, при което всеки вал завършващ с панел е свързан с ориентиращият вал, посредством механична предавка, съдържаща обособен модул. Валовете завършващи с панели, чрез своите предавки, в процеса на въртене на устройството, реализират зададените им от предавките текущи направления спрямо ориентиращият вал, спрямо активната равнина, както и спрямо резултантната скорост Ur. при което извършват съответни планетни движения около оста на устройството.The object of the invention is solved by creating a wind energy conversion device-FIGS. 1 and 2, which consists of a fixedly fixed base in which a vertical hollow shaft is mounted, which is connected to a drive shaft by means of a mechanical gear consisting of a gear wheel fixed to the lower end of the hollow shaft associated with a gear wheel fixed to the drive shaft. At its upper end, the hollow shaft is shaped like a carousel with symmetrically and evenly spaced radial arms, at whose ends at equal distances from the center, it is fixedly fixed to one vertically oriented bearing bushing, in which a corresponding vertical shaft, ending at its upper end, is supported. corresponding rigidly fixed to the shaft panel. Centrally in the carousel there is a vertical orientation shaft, ending at the upper end with a rigidly oriented orientation indicator, with each shaft ending in a panel connected to the orientation shaft by means of a mechanical gear unit containing a separate module. The shafts ending in panels, through their gears, in the process of rotation of the device, realize their set directions from the gears to the orientation shaft, to the active plane, and to the resultant speed U r . whereby they make corresponding planetary motions about the axis of the device.
Ориентиращият ветропоказател винаги подържа такова направление на ориентиращият вал, при което направляващата на ориентиращият ветропоказател, е перпендикулярна на активната равнина. При промяна на посоката на вятъра, ориентиращият ветропоказател завърта ориентиращият вал така, че да заеме същото направление спрямо новата посока на вятъра и спрямо вече новата активната равнина, което е имал спрямо предишните. При това преориентиране на ориентиращият вал, механичната предавка преориентира и панелите така, че да заемат същите направления спрямо новата активна равнина, които са имали спрямо предишната.The orienting wind indicator always maintains such a direction of the orientation shaft, in which the guide of the orienting wind indicator is perpendicular to the active plane. As the wind direction changes, the orientation windmill rotates the orientation shaft to take the same direction relative to the new wind direction and to the new active plane that it had with the previous ones. With this reorientation of the orientation shaft, the mechanical gearbox reorients the panels to occupy the same directions with respect to the new active plane that they had with the previous one.
Съгласно изобретението, механичната предавка -фиг. 1 е изпълнена като зъбна предавка, като върху ориентиращият вал е установено неподвижно едно водещо зъбно колело, с което за всяко рамо и всеки вал завършващ с панел е зацепено по едно задвижвано зъбно колело, като задвижваните зъбни колела са установени неподвижно върху единия край на съответният за даденото рамо, входящ вал на механичната предавка, който лагерува в неподвижни опори. При това на всеки вал на панел е установено неподвижно по едно водимо зъбно колело, с които е зацепено по едно задвижващо зъбно колело, установено неподвижно върху единия край на съответният за даденото рамо изходящ вал на механичната предавка, който лагерува в неподвижни опори. Входящият вал и изходящият вал са свързани посредством обособен модул, неподвижно установен към даденото рамо.According to the invention, the mechanical gearbox of FIG. 1 is designed as a gear, with a guide gear stationary being fixed on the orientation shaft, by which a drive gear is engaged for each arm and each shaft ending with a panel, and the driven gears are fixed at one end of the respective gear. for a given arm, an input shaft of the mechanical gearing, which rests in fixed supports. In this case, each shaft of the panel is fixed on one guide gear wheel, with which it is engaged on one drive gear, fixed on one end of the corresponding shaft of the gearbox for bearing for the given arm, which camps in fixed supports. The inlet shaft and the outlet shaft are connected by means of a separate module fixed to the given arm.
Съгласно изобретението, обособеният модул е предназначен да реализира различни предавателни отношения между ориентиращият вал и валовете завършващи с панели, както с постоянна така и с променлива ъглова скорост на предаваното движение, изразяващо се в постоянна или променлива ъглова скорост на въртене на валовте завършващи с панелите, в определени участъци от обиколката им, при постоянна ъглова скорост на въртене на ротора, и в рамките на един оборот на ротора. При това панелите извършват определени изпреварваши или закъснителни отклонения спрямо зададеното предавателно отношение, като в даден момент панела е реализирал поголям ъгъл на завъртане, от ъгъла на завъртане отговарящ на зададеното предавателно отношение, докато в определен следващ момент панела е изостанал, при което вече реализира по-малък ъгъл на завъртане, от ъгъла на завъртане отговарящ на зададеното предавателно отношение. За обособеният модул е предвидено да реализира и само частични завъртания между ориентиращият вал и валовете завършващи с панели, което осигурява на панелите движение без пълни завъртания около осите им, а само частични завъртания в едната или другата посока спрямо някакво основно положение на панела. Когато обособеният модул реализира предавателно отношение, то обособеният модул заедно с останалата част на предавката, като цяло осигуряват еднопосочното завъртане на свързаните, валове завършващи с панели и ориентиращ вал, един спрямо друг.According to the invention, the separate module is intended to realize different gear ratios between the orientation shaft and the shafts ending in panels, both with a constant and variable angular velocity of the transmitted movement, expressed in a constant or variable angular velocity of rotation of the shafts ending with the panels, in certain sections of their circumference, at a constant angular velocity of rotation of the rotor, and within one revolution of the rotor. In this case, the panels make certain forward or delay deviations with respect to the given gear ratio, at which time the panel realized a larger rotation angle, from the rotation angle corresponding to the given gear ratio, while at a certain next moment the panel lagged behind, which already realizes - smaller rotation angle than the rotation angle corresponding to the specified gear ratio. The detached module is intended to realize only partial rotations between the orientation shaft and the shafts ending in panels, which provides the panels with no full rotation about their axes, and only partial rotations in one direction or the other with respect to some basic position of the panel. When the detachment implements a gear ratio, the detachment module, together with the rest of the gear, generally provide one-way rotation of the coupled, panel-ending shafts and the orientation shaft relative to each other.
Съгласно изобретението, обособения модул се състои от механизъм за превключване на различни предавателни отношения, механизъм за включване и прекъсване на движението между ориентиращият вал и валовете завършващи с панели, механизъм за създаване на неравномерност на предаваното движение, модул за въздействие върху механизма за създаване на неравномерност, както и система за отчитане на определено положение на даденото рамо в процеса на въртенето на устройството, подходящо за превключване на друго планетно движение, и система за управление на обособения модул като цяло. Когато при изпълнението на дадено устройство се предвижда възможност за реализиране само на част от планетните движение на панелите, съответно в обособения модул се изпълняват само част от възлите му.According to the invention, the separate module consists of a mechanism for switching different gear ratios, a mechanism for switching on and interrupting the movement between the orientation shaft and the shafts ending in panels, a mechanism for creating irregularity of the transmitted movement, a module for influencing the mechanism for creating irregularity , as well as a system for detecting a particular position of a given arm in the process of rotating a device suitable for switching to other planetary motion, and a steering system we of the module as a whole. When the implementation of a device provides for the possibility of realizing only part of the planetary motion of the panels, respectively, in a separate module only part of its nodes are executed.
Така в процеса на работа на устройството, за по-оптимално използване на вятъра в зависимост от неговата скорост и характер, механичната предавка реализира различни планетни движения на панелите.Thus, in the process of operation of the device, to optimize the use of wind, depending on its speed and nature, the mechanical gear realizes various planetary movements of the panels.
Съгласно изобретението при първото планетно движение фиг. 15, направленията на панелите сключват с активната равнина ъгъл βί равен на половината от ъгъл (Xi, който съответното рамо сключва с активната равнина. Панелите, намиращи се в Поз.1 заемат направление, съвпадащо с активната равнина, а панелите намиращи се в Поз.2 заемат направления перпендикулярни на активната равнина.According to the invention, in the first planetary motion, FIG. 15, the directions of the panels conclude with the active plane an angle βί equal to half the angle (Xi, which concludes the respective arm with the active plane. The panels in Pos. 1 occupy a direction coinciding with the active plane, and the panels located in Pos. 2 occupy directions perpendicular to the active plane.
За да не се получава застъпване на панелите в процеса на въртене на устройството, при това планетно движение панелите са изпълнени с максимална теоретично възможна широчина определена от зависимостта:In order to avoid overlapping of the panels in the process of rotation of the device, in this planetary motion the panels are filled with the maximum theoretically possible width determined by the dependence:
· 5 · 5
2.R.sin- ι=_______г.2.R.sin- ι = _______ r.
δ cos4δ cos4
Това планетно движение на панелите е приложимо при периферна скорост Vnep на устройството по-малка от скоростта на вятъра U, като максимално оползотворяване на мощността на вятъра устройството реализира при периферна скорост Vnep, равна на една трета от скоростта на вятъра U.This planetary motion of the panels is applicable at a peripheral velocity V nep of the device less than the wind speed U, and the maximum utilization of the wind power is achieved by the device at a peripheral velocity V nep equal to one third of the wind speed U.
V = -и пер.V = -and trans.
Това планетно движение на панелите е най-ефективно при съотношение между ъгъл (Xi и ъгъл βί, равно на 2:1.This planetary motion of the panels is most effective at a ratio of angle (Xi and angle βί equal to 2: 1.
Това планетно движение на панелите се реализира, при предавателно отношение на механичната предавка между ориентиращият вал и валовете завършващи с панели, равно на 2:1.This planetary motion of the panels is realized by the gear ratio of the mechanical gearing between the orientation shaft and the shafts ending in panels equal to 2: 1.
Характеризира с постоянен к.п.д., т.к. силите се получават посредством съпротивлението на панелите, поради което е особено подходящо при средни и високи скорости на вятъра. В частност върху панелите около Поз.2 се създават подемни сили, които в случая реализират въртящи моменти спрямо оста на въртене на ротора, посредством малки радиуси на въздействие. За да се използват тези допълнителни възможности на устройството, механичната предавка осигурява второ планетно движение на панелите.Characterized by constant efficiency, because forces are obtained by the resistance of the panels, making it particularly suitable for medium and high wind speeds. In particular, lifting forces are created on the panels around Pos. 2, which in this case exert torques relative to the axis of rotation of the rotor, by means of small radii of influence. To take advantage of these additional features of the device, the mechanical gearbox provides a second planetary movement of the panels.
Второто планетно движение фиг. 16 също е приложимо при периферни скорости Vncp на устройството по-малки от скоростта на вятъра, и се реализира при предавателно отношение на механичната предавка между ориентиращият вал и валовете завършващи с панели, равно на 2:1, със съответни изпреварващи и закъснителни завъртания на панелите, спрямо това предавателно отношение.The second planetary motion of FIG. 16 is also applicable at peripheral velocities V ncp of the device less than the wind velocity, and is realized at the gear ratio of the mechanical gear between the orienting shaft and the shafts ending in panels equal to 2: 1, with corresponding forward and delay rotations of panels in relation to this gear ratio.
При второто планетно движение фиг. 16 при обиколката на панелите от Поз.1 до точкаДЮ направленията на панелите сключват ъгъл βΐ равен на половината от ъгъл (Xi. Точка Д10 е точка, в която резултантната скорост Ur съвпада по направление със съответното рамо на ротора, което за периферна скорост Vnep равна на една трета от скоростта на вятъра се реализира при ъгъл (Xi равен на 70,53 градуса. В участъка около т.ДЮ, панелите реализират преориентиране до достигане на оптимален ъгъл на атака ψί. Преориентирането се изразява в закъснително (изоставащо) отклонение на панела, от зададеното му предавателно отношение.In the second planetary motion of FIG. 16 at the circumference of the panels from Pos. 1 to point D, the directions of the panels conclude an angle βΐ equal to half the angle (Xi. Point D10 is the point at which the resultant velocity U r coincides in the direction with the corresponding rotor arm, which for peripheral velocity V nep equal to one-third of the wind speed is realized at an angle (Xi equal to 70.53 degrees. In the area about tJ, the panels realize a reorientation until the optimum angle of attack is reached ψί. The reorientation is expressed in a delayed (lagging) deviation. panel, from the preset affective attitude.
От т.ДЮ до т.Д11, направленията на панелите подържат оптимален ъгъл на атака ψί. При което панелите извършват преориентиране, изразяващо се в постепенно изпреварващо отклонение на панела, спрямо зададеното му предавателно отношение. Така, в разглежданият участък, върху панела се реализира значителна подемна сила, създаваща въртящ момент спрямо оста на въртене на ротора, посредством голям радиус на въздействие.From TJ to T11, the panel directions maintain an optimal angle of attack ψί. In this case, the panels make a reorientation, which is a gradual pre-emptive deviation of the panel relative to the given gear ratio. Thus, in the section under consideration, considerable lifting force is exerted on the panel, generating torque against the axis of rotation of the rotor, by means of a large radius of action.
Точка Д11 е точка, в която панела поддържайки оптимален ъгъл на атака ψί, в същото време реализира с активната равнина ъгъл βί, равен на половината от ъгъл (Xi.Point E11 is the point at which the panel, maintaining the optimum angle of attack ψί, at the same time realizes with the active plane an angle βί equal to half the angle (Xi.
От т.Д11 до т.Д12, направленията на панелите сключват ъгъл βί равен на половината от ъгъл (Xi. Точка Д12 е точка в която панела поддържайки с активната равнина ъгъл βΐ, равен на половината от ъгъл (Xi, в същото време реализира оптимален ъгъл на атака ψί.From E11 to E12, the directions of the panels conclude an angle βί equal to half the angle (Xi. Point E12 is the point at which the panel maintains with the active plane an angle βΐ equal to half the angle (Xi, at the same time realizes an optimal angle of attack ψί.
От т.Д12 до т.ДЮ, направленията на панелите подържат оптимален ъгъл на атака ψί. При което панелите извършват преориентиране, изразяващо се в постепенно изпреварващо отклонение на панела, спрямо зададеното му предавателно отношение. В този участък, върху панела също се реализира значителна подемна сила, създаваща въртящ момент спрямо оста на въртене на ротора, посредством голям радиус на въздействие.From d12 to dj, the panel directions maintain an optimal angle of attack ψί. In this case, the panels make a reorientation, which is a gradual pre-emptive deviation of the panel relative to the given gear ratio. In this section, considerable lifting force is also exerted on the panel, generating torque relative to the axis of rotation of the rotor, by means of a large radius of impact.
Точка Д13 е точка, в която резултантната скорост Ur съвпада по направление със съответното рамо на ротора, което за периферна скорост на устройството Vnep равна на една трета от скоростта на вятъра се реализира при ъгъл (Xi равен на 289,47 градуса. В участъка около т.Д13, панела реализира преориентиране до достигане на ъгъл βί, равен на половината от ъгъл (Xi. Преориентирането се изразява в закъснително (изоставащо) отклонение на панела, от зададеното му предавателно отношение.T.13 point is a point where the resultant velocity U r coincides in direction with the respective side of the rotor, a circumferential speed of the device V nep equal to one third of the wind speed is realized at an angle (Xi equal to 289.47 degrees. In the section about d13, the panel realizes a reorientation to reach an angle βί equal to half of the angle (Xi. The reorientation is expressed in the delayed (lagging) deviation of the panel from its predetermined gear ratio.
От т.Д13 до Поз.1, направленията на панелите сключват ъгъл βί равен на половината от ъгъл (Xi.From point E13 to Pos. 1, the directions of the panels conclude with an angle βί equal to half the angle (Xi.
Това планетно движение е най-ефективно за използване при сравнително ниски ветроскорости до около 10 - 12 метра в секунда. При панелите намиращи се зад активната равнина вятъра вече е с турбулентен характер, което е по-изразено при по-силен вятър. Така при увеличаване на скоростта на вятъра, в определен момент тези панели работещи чрез създване на подемна сила, се оказват понеефективни в сравнение със случаят при който се използва съпротивлението им спрямо вятъра. Този проблем се решава при трето планетно движение.This planetary movement is most effective for use at relatively low wind speeds of up to about 10 - 12 meters per second. In the panels behind the active plane, the wind is already turbulent, which is more pronounced with stronger wind. Thus, with increasing wind speed, at some point these panels working by creating a lifting force prove to be more effective than when they use wind resistance. This problem is solved with the third planetary movement.
Третото планетно движение фиг. 17 също е приложимо при периферни скорости Vnep по-малки от скоростта на вятъра, и се реализира при предавателно отношение на механичната предавка, между ориентиращият вал и валовете завършващи с панели, равно на 2:1, със съответни изпреварващи и закъснителни завъртания на панелите спрямо това предавателно отношение.The third planetary motion of FIG. 17 is also applicable at peripheral speeds V ne p less than the wind speed, and is realized at the gear ratio of the mechanical gearbox, between the orientation shaft and the shafts ending in panels equal to 2: 1, with corresponding forward and delayed rotations of panels against this gear ratio.
При третото планетно движение фиг. 17 от Поз.1, през Поз.2 до точкаД12, направленията на панелите сключват ъгъл βί равен на половината от ъгъл (Xi.In the third planetary motion of FIG. 17 from Pos.1 through Pos.2 to E12, the directions of the panels conclude an angle βί equal to half the angle (Xi.
От т.12 до т.13, направленията на панелите реализират оптимален ъгъл на атака ψΐ. При което панелите извършват преориентиране, изразяващо се в постепенно изпреварващо отклонение на панела, спрямо зададеното му предавателно отношение. В този участък, върху панела се реализира значителна подемна сила, създаваща въртящ момент спрямо оста на въртене на ротора посредством голям радиус на въздействие.From item 12 to item 13, the panel directions realize the optimum angle of attack ψΐ. In this case, the panels make a reorientation, which is a gradual pre-emptive deviation of the panel relative to the given gear ratio. In this section, considerable lifting force is exerted on the panel, generating torque relative to the axis of rotation of the rotor by means of a large radius of impact.
В участъка около т.Д13, панела реализира преориентиране до достигане на ъгъл βί, равен на половината от ъгъл (Xi. Преориентирането се изразява в закъснително (изоставащо) отклонение на панела, от зададеното му предавателно отношение.In the section about tD13, the panel realizes a reorientation to reach an angle βί equal to half the angle (Xi. The reorientation is expressed in the delayed (lagging) deviation of the panel from its predetermined gear ratio.
От т.Д13 до Поз.1, направленията на панелите сключват ъгъл βί равен на половината от ъгъл (Xi.From point E13 to Pos. 1, the directions of the panels conclude with an angle βί equal to half the angle (Xi.
Това планетно движение е ефективно за използване при средни скорости на вятъра от около 8 - 10 до около 14-16 метра за секунда. При високи скорости на вятъра е по-турбулентен, както и взаимното влияние между съседните панели намиращи се пред активната равнина вече е значително.This planetary motion is effective for use at average wind speeds of about 8-10 to about 14-16 meters per second. At high wind speeds, it is more turbulent, and the interplay between adjacent panels in front of the active plane is already significant.
При обтичането на панелите от въздушният поток, при създаването на подемните сили, за разгледаните случаи се получава сложната картина, като се има в предвид въртенето на панелите около собствените им оси на въртене, свързано с въртенето на устройството като цяло. От друга страна челата на панелите се движат с различни моментни скорости, като челата на панелите намиращи се зад активната равнина, се движат с по малки скорости от челата на панелите, намиращи се пред активната равнина. Това предполага, че така разгледаните оптимални ъгли на атака ψΐ, заключени между направленията на панелите и направленията на резултантните скорости Ur действащи спрямо центровете на панелите, за панелите зад и пред активната равнина, на чиито центрове въздействат равни резултантни скорости Ur, в действителност ще имат различни оптимални ъгли на атака ψί, спрямо направленията на тези резултантни скорости Ur. Поради сложната картина, оптималните ъгли на атака ψί, могат да се определят само с изчисления подкрепени с експериментални данни.When the panels flow from the air stream, when the lift forces are created, the complex picture is obtained for the considered cases, taking into account the rotation of the panels around their own rotation axes, which is related to the rotation of the device as a whole. On the other hand, the faces of the panels move at different instantaneous speeds, with the faces of the panels behind the active plane moving at lower speeds than the faces of the panels facing the active plane. This implies that the optimum angles of attack ψΐ thus locked between the directions of the panels and the directions of the resultant velocities U r acting against the centers of the panels, behind the panels behind and in front of the active plane, whose centers are affected by the equal resultant velocities U r , are in reality will have different optimal angles of attack ψί, relative to the directions of these resultant velocities U r . Due to the complex picture, the optimal angles of attack ψί can only be determined by calculations supported by experimental data.
При планетните движения, при които в процеса на въртене на устройството, панелите реализират завъртания около оста си, като се ориентират спрямо вятъра, последователно с едната си и с другата си страна, панелите са изпълнени симетрично спрямо валовете към които са закрепени.In planetary motions where, in the process of rotating the device, the panels rotate about their axis by orienting themselves to the wind, alternately with one side and the other, the panels are symmetrically executed with the shafts to which they are attached.
Четвъртото планетно движение фиг. 18, служи за предпазване на устройството от претоварване. То се реализира като механичната предавка осигурява предавателно отношение между въртенето на ориентиращият вал и валовете завършващи с панели, равно на 1:1.The fourth planetary motion FIG. 18, serves to protect the device from overload. It is implemented as a mechanical gearbox providing a gear ratio between the rotation of the orientation shaft and the shafts ending in panels equal to 1: 1.
При четвъртото планетно движение фиг. 18 панелите поддържат направления перпендикулярни на активната равнина.In the fourth planetary motion, FIG. The 18 panels maintain directions perpendicular to the active plane.
За да не се получава застъпване на панелите в процеса на въртене на устройството, при това планетно движение панелите са изпълнени с максимална теоретично възможна широчина определена от зависимостта:In order to avoid overlapping of the panels in the process of rotation of the device, in this planetary motion the panels are filled with the maximum theoretically possible width determined by the dependence:
I = 2.R.sin—I = 2.R.sin—
Петтото планетно движение фиг. 19 се реализира, като механичната предавка осигурява предавателно отношение между въртенето на ориентиращият вал и валовете завършващи с панели, равно на 1:1, със съответни изпреварващи и закъснителни отклонения спрямо това предавателно отношение.Fifth Planetary Movement FIG. 19 is realized, the mechanical gearing providing a gear ratio between the rotation of the steering shaft and the shafts ending in panels equal to 1: 1, with corresponding forward and delay deviations relative to that gear ratio.
В Поз.1 панелите заемат направления, перпендикулярни на активната равнина.In Pos. 1, the panels occupy directions perpendicular to the active plane.
От Поз.1 до т.ДЮ, направленията на панелите подържат спрямо резултантната скорост Ur определени ъгли на атака ψί, като панелите реализират постепенно изпреварващо завъртане спрямо зададеното предавателно отношение.From Pos. 1 to D.J., the directions of the panels maintain, according to the resultant velocity U r, certain angles of attack ψί, with the panels realizing a progressively faster spin relative to the predetermined gear ratio.
От тДЮ до Поз.2, направленията на панелите подържат определени ъгли на атака ψί, като панелите реализират постепенно изоставащо завъртане спрямо зададеното предавателно отношение.From TJ to Pos.2, the panel directions support certain angles of attack ψί, with the panels realizing a gradual lag behind the set gear ratio.
При достигане на Поз.2, панелите заемат направления перпендикулярни на активната равнина.Upon reaching Pos. 2, the panels occupy directions perpendicular to the active plane.
От Поз.2 до т.Д13, направленията на панелите подържат определени ъгли на атака ψί, като панелите реализират постепенно изоставащо завъртане спрямо зададеното предавателно отношение.From Pos. 2 to D.D. 13, the panel directions support certain angles of attack ψί, with the panels realizing a gradual lag behind the set gear ratio.
От т.Д13 до Поз.1, направленията на панелите подържат спрямо определени ъгли на атака ψΐ, като панелите реализират постепенно изпреварващо завъртане спрямо зададеното предавателно отношение.From point E13 to Pos. 1, the directions of the panels support at certain angles of attack пане, with the panels realizing a progressively faster spin relative to the given gear ratio.
При достигане на Поз.1, панелите отново заемат направление успоредно на вятъра.Upon reaching Pos. 1, the panels again take a direction parallel to the wind.
Това планетно движение на панелите е приложимо при периферни скорости Vnep на устройството по-малки от скоростта на вятъра, като е възможно използването му и при много голями скорости на вятъра. В този случай не се цели постигане на оптимални ъгли на атака ψί, а реализиране на малки ъгли на атака ψί при които имаме малък коефициент на съпротивление, като така устройството ще поеме напора на вятъра. В същото време дори и при немного голями коефициенти на подемната сила, като се има в предвид голямата скорост на вятъра, ще се реализират значителни подемни сили. Като това планетно движение може да се използва, и само за да се подържа устройството в процес на въртене, за да се осигури възможност за реализиране на последващи превключвания към други движения.This planetary motion of the panels is applicable at peripheral velocities V nep of the device less than the wind speed, and can be used at very high wind speeds. In this case, the goal is not to achieve optimal angles of attack ψί, but to realize small angles of attack ψί at which we have a small coefficient of resistance, so the device will absorb the wind pressure. At the same time, even with slightly higher lift factors, given the high wind speed, significant lift forces will be realized. Such planetary motion can only be used to support the device in the process of rotation to allow subsequent switching to other movements.
Шестото планетно движение фиг.20 е приложимо при периферни скорости Vnep по-голями от скоростта на вятъра, и се реализира, като механичната предавка реализира движение между ориентиращият вал и валовете завършващи с панели, изразяващо се само с частични завъртания на панелите в една и друга посока, спрямо едно основно положение. За панели изпълнени като плоски пластини или като крилен симетричен профил, основното положение по направление, съвпада с направлението на периферната скорост Vnep на устройството.The sixth planetary motion of Fig. 20 is applicable at peripheral velocities V ne p greater than wind speed, and is realized, with the mechanical gear moving between the orienting shaft and the shafts ending in panels, expressed only by partial rotations of the panels in one and the other direction towards one basic position. For panels made as flat plates or as a symmetrical wing profile, the basic position in the direction coincides with the direction of the peripheral velocity V nep of the device.
От Поз.1 до т.Д14, панелите заемат основно положение. Точка Д14 е точка, в която ъгъла φ2ΐ между направлението на периферната скорост Vnep и направлението на резултантната скорост Ur придобива стойност, равна на оптимален ъгъл на атака ψί,From Pos.1 to Vol.14, the panels occupy a basic position. Point E14 is the point at which the angle φ2ΐ between the direction of the peripheral velocity V nep and the direction of the resultant velocity U r acquires a value equal to the optimal angle of attack ψί,
От т.Д14 до т.Д15, направленията на панелите подържат оптимален ъгъл на атака ψί, като панелите реализират постепенно завъртане в посоката на въртене на ротора.From points D14 to D15, the directions of the panels maintain an optimum angle of attack ψί, with the panels realizing a gradual rotation in the direction of rotation of the rotor.
Точка Д15 е точка, в която ъгъла φ2ί е достигнал максимална стойност, което за периферна скорост на Vnep равна на три пъти скоростта на вятъра U се реализира при ъгъл <Xi равен на 70,53 градуса, а самият ъгъл φ2ΐ е равен на 19,47 градуса,Item D15 is a point where the corner φ2ί has reached a maximum value, a peripheral speed of V nep equal to three times the wind speed U is realized at an angle <Xi equal to 70.53 degrees, while the angle φ 2 is equal ΐ 19.47 degrees,
От т.Д15 до т.Д16, направленията на панелите подържат оптимален ъгъл на атака ψί, като панелите реализират постепенно завъртане в противоположна посока на въртенето на ротора.From tD15 to tD16, the directions of the panels maintain the optimum angle of attack ψί, with the panels realizing a gradual rotation in the opposite direction of rotation of the rotor.
Точка Д16 е точка, в която ъгъла φ2ί придобива стойност, равна на оптимален ъгъл на атака ψί, като в тази точка панела отново заема основно положение.Point D16 is the point at which the angle φ 2ί acquires a value equal to the optimum angle of attack ψί, at which point the panel again occupies a basic position.
От т.Д16, през Поз.2 до т.Д17, панелите заемат основно положение.From item 16 through item 2 to item 17 the panels occupy a basic position.
Точка Д17 е точка, в която ъгъла φ2ί отново придобива стойност, равна на оптимален ъгъл на атака ψμPoint E17 is the point at which the angle φ 2ί regains a value equal to the optimum angle of attack ψμ
От т.Д17 до т.Д18, направленията на панелите подържат оптимален ъгъл на атака ψ,, като панелите реализират постепенно завъртане в противоположна посока на въртенето на ротора.From eD17 to eD18, the directions of the panels maintain an optimum angle of attack ψ, as the panels realize a gradual rotation in the opposite direction of rotation of the rotor.
Точка Д18 е точка, в която ъгъла φ2ί е достигнал максимална стойност, което за периферна скорост Vnep равна на три пъти скоростта на вятъра U се реализира при ъгъл (Xi равен на 360-70,53 градуса, а самият ъгъл φ2ί е равен на 19,47 градуса,T.18 point is a point where the angle φ 2ί has reached a maximum value, a circumferential speed V nep equal to three times the wind speed U is realized at an angle (Xi equal to 360 to 70.53 degrees, while the angle φ 2ί is equal to 19.47 degrees,
От т.Д18 до т.Д19, направленията на панелите подържат оптимален ъгъл на атака ψι, като панелите реализират постепенно завъртане по посоката на въртене на ротора.From TG18 to TG19, the directions of the panels maintain an optimum angle of attack панеι, with the panels realizing a gradual rotation in the direction of rotation of the rotor.
Точка Д19 е точка, в която ъгъла φ2ί придобива стойност, равна на оптимален ъгъл на атака ψι, като в тази точка панела отново заема основно положение.Point E19 is the point at which the angle φ 2 ί acquires a value equal to the optimum angle of attack ψι, at which point the panel again occupies a basic position.
От т.Д19 до Поз.1, панелите заемат основно положение.From item 19 to Item 1, the panels occupy a basic position.
При това планетно движение панелите са изпълнени симетрично или несиметрично спрямо вала към който са закрепени, в зависимост от това доколко това планетно движение се кобинира с други. Характеризира се с реалзиране на голями подемни сили, създаващи въртящи моменти спямо ротора, посредством малки радиуси на въздействие.In this planetary motion, the panels are symmetrically or asymmetrically arranged relative to the shaft to which they are attached, depending on how well this planetary motion is combined with others. It is characterized by the realization of large lifting forces, generating torques against the rotor, through small radii of influence.
Казаното за възможният начин за точното определяне на оптималният ъгъл на атака ψί се отнася и за това планетно движение.What has been said about the possible way of accurately determining the optimum angle of attack ψί also applies to this planetary motion.
Подходящият момент за преориентиране от даден вариант на движение на панелите в процеса на въртене на устройството към друг, е когато даден панел се намира в Поз.2, в която при всички планетни движения, панелите заемат едно и също положение. За пълното преориентиране е необходим период от време, в което ротора да реализира поне едно пълно завъртане, за да може всички панели да преминат през Поз.2, и да се реализира превключването им към следващо планетно движение.The right moment to reorient from a particular movement of the panels in the process of rotating the device to another is when a panel is located in Pos.2, in which in all planetary movements, the panels occupy the same position. A complete reorientation requires a period of time during which the rotor realizes at least one full rotation in order for all panels to pass through Pos.2 and to switch them to the next planetary motion.
Тези планетни движения се използват в комбинация, или се изпълняват само част от тях. Като най-опростен за изпълнение пример на устройството, е когато механичната предавка реализира само частични завъртания на панелите, като устройството работи само при по-голяма периферна скорост Vnep от скоростта на вятъра U.These planetary movements are used in combination, or only part of them are performed. As the simplest embodiment of the device, the mechanical gear unit realizes only partial rotations of the panels, with the device operating only at a higher peripheral speed V nep than the wind speed U.
Работата на устройството се следи от автоматизирана система за управление (АСУ), която отчитаики факторите влияещи върху работата на устройството, взема решения и регулира преминаването от дадено планетно планетно движение към друго. За целта АСУ получава информация за посоката и скоростта на вятъра от датчици установени във, над или около устройството. АСУ получава информация и за моментното завъртане на устройството, и за подходящият момент за реализиране на преминаване към дадено планетно движение.The operation of the device is monitored by an automated control system (ACS), which, taking into account the factors affecting the operation of the device, makes decisions and regulates the transition from a planetary planetary movement to another. For this purpose, the ACS receives wind direction and speed information from sensors located in, above, or around the device. The ACS receives information on both the instantaneous rotation of the device and the appropriate moment to realize the transition to a planetary movement.
Съгласно изобретението ориентиращият вал може да се задвижва от електродвигател управляван от АСУ.According to the invention, the steering shaft can be driven by an electric motor controlled by an ACS.
Съгласно изобретението, механичната предавка може да се замени, като за задвижването на всеки панел, се предвиди самостоятелен електродвигател, управляван от АСУ.According to the invention, the mechanical gearbox can be replaced by providing a separate electric motor controlled by the control unit to drive each panel.
Съгласно изобретението, панелите могат да бъдат изпълнени от рамкова конструкция с опънато в нея платно. Това изпълнение ще доведе и до увеличаване на усвоената от устройството мощност, т.к. при получаване на силите посредством съпротивлението на панелите, при разтягането си платното ще увеличи площта на панела, като при реализиране на подемна сила, панела ще се превърне в дъгова пластина, която винаги се самоориентирана по подходящ начин.According to the invention, the panels can be made of a frame structure with a web stretched therein. This implementation will also increase the power absorbed by the device, as when the forces are obtained by the resistance of the panels, when stretching the canvas will increase the surface of the panel, and upon realization of the lifting force, the panel will become an arc plate, which is always self-oriented in an appropriate manner.
Съгласно изобретението, за да се намали откъсването на въздушният поток при реализиране на подемна сила, странично по вертикалните ръбове на панелите могат да бъдат закрепени елементи за създаване на турбулентен пограничният слой.According to the invention, in order to reduce the flow of airflow in the lifting force, elements may be attached laterally to the vertical edges of the panels to create a turbulent boundary layer.
Съгласно изобретението, за да се ограничи индуктивното съпротивление, към долният и горният край на панелите се закрепват хоризонтални плоскости.According to the invention, in order to limit the inductive resistance, horizontal panels are attached to the lower and upper edges of the panels.
При нужда рамената се осигуряват срещу усукване, като всички двойки съседни рамена в края си се свързват помежду си с осигурителни греди, които са твърдо установени към съответните рамена. При голям брой рамена, част от тях може да не се изпълнят. В този случай осигурителните греди се изпълняват като кръгови сектори с радиус, равен на радиуса на въртене на устройството. Лагерните втулки за липсващите рамена се закрепват върху кръговите сектори, като заемат положенията които биха заемали в случи, че тези рамена са изпълнени. В случй, че кръгови осигурителни греди заместват липсващи рамена, то механичните предавки свързващи панелите с ориентиращият вал, се закрепват върху съседните рамена и съответната кръгово изпълнена греда.If necessary, the arms are secured against torsion, with all pairs of adjacent arms at the end connecting to each other with securing beams that are firmly attached to the respective arms. With a large number of shoulders, some of them may not be filled. In this case, the beams are designed as circular sectors with a radius equal to the radius of rotation of the device. The missing sleeve bearing sleeves are secured to the circular sectors, occupying the positions they would occupy if these arms were met. In case the circular safety beams replace the missing arms, the mechanical gears connecting the panels to the orientation shaft are secured to the adjacent arms and the corresponding circular beam.
Съгласно изобретението, към долната страна на рамената могат да бъдат закрепени вертикални плоскости, които в процеса на въртене на устройството да увеличават получената мощност. За целта, в този полукръг от обиколката на рамената, който се намира към страната на Поз.1, тези плоскости заемат направление успоредно на рамото към което са закрепени, при което в другият полукръг от обиколката на рамената, който се намира към страната на Поз.2, тези плоскости заемат направление успоредно на посоката на вятъра. Тези плоскости са приложими при устройства работещи при периферни скорости Vnep по-малки от скоростта на вятъра, като освен да създават допълнителна мощнаст, те подържат устройството в постоянно въртене при наличие на вятър, позволяващо последващо превключване.According to the invention, vertical panels can be attached to the underside of the arms, which in the process of rotation of the device increase the power obtained. For this purpose, in this semicircle from the circumference of the arms extending toward the side of Pos. 1, these panels occupy a direction parallel to the arm to which they are attached, whereby in the other semicircle of the circumference of the arms extending toward the side of Pos. .2, these planes occupy a direction parallel to the wind direction. These panels are applicable to devices operating at peripheral velocities V nep less than the wind speed, and in addition to creating additional power, they keep the device in constant rotation in the presence of wind allowing subsequent switching.
Съгласно изобретението, устройството може да бъде изпълнено с два срещувъртящи се ротора.According to the invention, the device can be provided with two rotating rotors.
Съгласно изобретението, основата може да бъде изпълнена с възможност за движение, като усвоената от въртенето на устройството мощност, бъде използвана за задвижване на основата.According to the invention, the base may be movable, using the power absorbed by the device to drive the base.
ПОЯСНЕНИЯ НА ПРИЛОЖЕНИТЕ ФИГУРИEXPLANATIONS OF THE FIGURES Attached
Фиг.1. Вертикален разрез на устройството, задвижвано и ориентирано само от силата и посоката на вятъра.Figure 1. Vertical section of the device, driven and oriented only by the force and direction of the wind.
Фиг.2. Изглед на устройството показано на фиг.1, отгоре.Figure 2. The device view shown in Figure 1, top.
Фиг.З. Схема на вариант на обособен модул, с показани схеми на механизъм за превключване на различни предавателни отношения, механизъм за създаване на неравномерност на предаваното движение и модул за въздействие върху механизма за създаване на неравномерност,FIG. Schematic diagram of a separate module with schematics of a mechanism for switching different gear ratios, a mechanism for creating unevenness of the transmitted movement and a module for influencing the mechanism for creating irregularities,
Фиг.4. Схема на механизъм за включване и прекъсване на предаваното движение.4. Scheme of mechanism for switching on and interrupting the transmitted movement.
Фиг. 5. Схема за създаване на махалоподобното движение на люлеещата се ос и схема на въздействащото рамо.FIG. 5. Scheme for creating the pendulum motion of the swinging axis and the scheme of the impact arm.
Фиг.6. Система за управление на обособеният модул като цяло.6. Management system for the module as a whole.
Фиг.7. Схема на частен случай на изпълнение на обособен модул, при което модула за въздействие върху механизма за неравномерност на движението е изпълнен със самостоятелно задвижване.7. Scheme of a separate case of execution of a separate module, wherein the module for influencing the movement unevenness mechanism is self-propelled.
Фиг. 8. Схема на частен случай на изпълнение на обособен модул, за реализиране на планетно движение, само с частични завъртания на панелите.FIG. 8. Schematic diagram of a particular case of execution of a separate module for the realization of planetary motion, with only partial rotations of the panels.
Фиг.9. Вариант на устройството, при който ориентиращият вал се задвижва чрез електродвигател.9. A variant of the device in which the steering shaft is driven by an electric motor.
Фиг. 10. Вариант на устройството, при който всеки вал на панел се задвижва от отделен електродвигател.FIG. 10. A device variant in which each panel shaft is driven by a separate electric motor.
Фиг.11. Пример за създаване на турбулентен пограничен слой.11. An example of creating a turbulent boundary layer.
Фиг. 12. Схема на допълнително прикрепени площи под рамената на устройството.FIG. 12. Scheme of additional attached areas under the arms of the device.
Фиг. 13. Вариант на устройството, изпълнено от два срещувъртящи се ротора.FIG. 13. A variant of the device made of two rotating rotors.
Фиг. 14. Вариант на устройството, изпълнено с подвижна основа.FIG. 14. Variant of the device with a movable base.
Фиг. 15. Схематичен изглед на устройство, представящ геометрични и механични параметри на устройството.FIG. 15. Schematic view of a device representing the geometrical and mechanical parameters of the device.
Фиг. 16. Планетно движение на панелите с комбинирано създаване на задвижващите сили.FIG. 16. Planetary motion of the panels with the combined creation of the driving forces.
Фиг. 17. Планетно движение на панелите с комбинирано създаване на задвижващите сили.FIG. 17. Planetary motion of the panels with the combined creation of the driving forces.
Фиг. 18. Планетно движение на панелите при предпазен вариант.FIG. 18. Planetary motion of the panels in the protective version.
Фиг. 19. Планетно движение на панелите за създаване само на подемни сили.FIG. 19. Planetary motion of panels for creation of lifting forces only.
Фиг.20. Планетно движение на панелите, реализирано само с частични завъртания на панелите.20. Planetary motion of the panels, realized with only partial rotations of the panels.
ПРИМЕРНО ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТОEXAMPLE IMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Устройството за преобразуване на вятърна енергия е изпълнено фиг.1, като в неподвижно закрепена основа 1, лагерува вертикален кух ротор 2. В долната си част ротора 2 е свързан с отвеждащ вал 18, посредством твърдо закрепено към долният му край зъбно колело 19, свързано с твърдо закрепено към отвеждащият вал 18, зъбно колело 20. В горната си част ротора 2 е оформен като карусел с четири симетрично и равномерно разположени радиални рамена 3.The wind energy conversion device is shown in FIG. 1, with a vertically hollow rotor 2 supported in a fixedly fixed base 1. In its lower part, the rotor 2 is connected to a drive shaft 18 by means of a gear wheel 19 firmly attached to its lower end. firmly attached to the drive shaft 18, gear 20. In its upper part, the rotor 2 is shaped like a carousel with four symmetrically and evenly spaced radial arms 3.
В краищата на рамената 3, на равни разстояния от центъра е закрепена неподвижно по една вертикално ориентирана лагерна втулка 4, в която лагерува съответен вертикален вал 5, завършващ в горния си край със съответен, твърдо закрепен към вала 5, панел 6. Централно в ротора е лагеруван вертикален ориентиращ вал 7, завършващ в горния си край с твърдо закрепен ориентиращ ветропоказател 8.At the edges of the arms 3, at an equal distance from the center, a vertically oriented bearing bushing 4 is fixed, in which a corresponding vertical shaft 5, terminating at its upper end with a corresponding, firmly attached to the shaft 5, panel 6, is mounted. is a vertical orientation shaft 7, terminating at its upper end with a rigidly oriented orientation indicator 8.
Всеки вал 5 е свързан с ориентиращият вал 7 посредством механична предавка М, която е изпълнена като зъбна предавка. Върху ориентиращия вал 7 е твърдо закрепено едно водещо конусно зъбно колело 9, с което за всяко рамо 3 е зацепено по едно задвижвано конусно зъбно колело 10, които са твърдо закрепени към единия край на съответният за даденото рамо 3, входящ вал 11 на механичната предавка М, лагеруващ в неподвижни опори 12. На всеки вал 5 е твърдо закрепено по едно водимо конусно зъбно колело 13, като с всяко от тях е зацепено по едно задвижващо конусно зъбно колело 14, твърдо закрепено към единия край на съответният за даденото рамо 3 изходящ вал 15 на механичната предавка М, който лагерува в опори 16.Each shaft 5 is connected to the orientation shaft 7 by means of a mechanical gear M, which is designed as a gear. A guide conical gear 9 is firmly attached to the orientation shaft 7, by which one driven conical gear 10 is secured to each arm 3, which are rigidly secured to one end of the mechanical gear input shaft 11 corresponding to a given shaft 3. M, bearing in stationary supports 12. Each shaft 5 is rigidly fixed to one driven conical gear 13, each of which is engaged to one driven conical gear wheel 14, firmly attached to one end of the corresponding outlet 3 for the given arm. mechanical shaft shaft 15 M, bearing in supports 16.
Входящият вал 11 и изходящият вал 15 са свързани посредством обособен модул 17, неподвижно установен към даденото рамо 3. Обособеният модул 17 се състои от механизъм 33 за превключване на различни предавателни отношения, механизъм 34 за включване и прекъсване на движението между ориентиращият вал 7 и валовете 5 завършващи с панели 6, механизъм 35 за създаване на неравномерност на предаваното движение, модул за въздействие 36 върху механизма за създаване на неравномерност, както и система за отчитане на определено завъртане на даденото рамо 3 в процеса на въртенето на устройството, и система за управление фиг.6 на обособения модул 17 като цяло.The input shaft 11 and the output shaft 15 are connected by means of a detachable module 17, fixedly fixed to a given arm 3. The detached module 17 consists of a mechanism 33 for switching different gear ratios, a mechanism 34 for switching on and interrupting the movement between the orientation shaft 7 and the shafts. 5 ending with panels 6, mechanism for creating uneven movement of the transmitted movement, module of influence 36 on the mechanism for creating irregularity, as well as a system for reporting a certain rotation of a given arm 3 in the process and the rotation of the drive and control system of Figure 6 separate module 17 as a whole.
Механичната предавката М заедно с обсобеният модул 17, като цяло осигуряват еднопосочното завъртане на свързаните, ориентиращ вал 7 и вал 5 завършващ с панел 6, един спрямо друг.The mechanical gearbox M together with the separate module 17 generally provide a one-way rotation of the connected, orientation shaft 7 and shaft 5 terminating with the panel 6 relative to each other.
Процеса на въртене на устройството се следи от автоматична система за управление АСУ 21, при което върху ротора, до ориентиращият вал 7, за всяко рамо 3 е закрепен датчик 22, отчитащ определен момент на завъртане между ориентиращият вал 7 и ротора, като датчика 22 е свързан с АСУ 21. Над ориентиращият ветропоказател 8 е закрепен датчик 23 отчитащ посоката и скоростта на вятъра, като датчика 23 е свързан с АСУ 21.The process of rotation of the device is monitored by an automatic control system ACS 21, whereby on the rotor to the orientation shaft 7, a sensor 22 is attached to each arm 3, recognizing a certain torque between the orientation shaft 7 and the rotor, with the sensor 22 being connected to the ACS 21. Above the orienting wind indicator 8 is a sensor 23 that detects the direction and speed of the wind, and the sensor 23 is connected to the ACS 21.
Механизма 33 за превключване на различни предавателни отношения фиг.З, предназначен за предавателни отношения 2:1 и 1:1, между ориентиращият вал 7 и валовете 5, е изпълнен от два успоредни вала. Първия вал е задвижващ вал 3 8 който съвпада с входящия вал 11 на механичната предавка М. Втория вал е задвижван вал 40, който лагерува в опори 41 и съвпада с постоянновъртящ се вал 51, от механизма 34 за включване и прекъсване на движението.The mechanism for switching different gear ratios Fig. 3, designed for gear ratios 2: 1 and 1: 1, between the orientation shaft 7 and the shafts 5, is made of two parallel shafts. The first shaft is a drive shaft 3 8 that coincides with the input shaft 11 of the mechanical gearbox M. The second shaft is a driven shaft 40, which rests on supports 41 and coincides with a rotating shaft 51, of the mechanism 34 for switching on and interrupting movement.
Към задвижващият вал 38 са твърдо закрепени две зъбни колела 42 и 43, които са постоянно зацепени по двойки с други две зъбни колела 44 и 45, свободно лагеруващи върху задвижваният вал 40. Свободно лагеруващите зъбни колела 44 и 45 са изпълнени със стъпки и 47, които са обърнати една срещу друга, като на всяка стъпка 46 и е оформен съответен прорез (гнездо) 48 и 49. Между стъпките 46 и 47 на свободно лагеруващите зъбни колела 44 и 45, върху задвижваният вал 40, с възможност за осово движение по вала, но без превъртане спрямо него е установена шлицова втулка 50.To the drive shaft 38 are fixed two gears 42 and 43, which are permanently engaged in pairs with the other two gears 44 and 45, freely bearing on the drive shaft 40. The freely bearing gears 44 and 45 are filled with steps and 47, which are facing each other, as in each step 46 and a corresponding slot (socket) 48 and 49 is formed. Between the steps 46 and 47 of the freely bearing gears 44 and 45, on the driven shaft 40, with the possibility of axial movement on the shaft , but no slotted sleeve 50 is fitted without scrolling.
От двете страни на шлицовата втулка 50 са оформени зъби 51 със заоблени върхове и напречни размери, отговарящи на размерите на каналите (гнездата) 48 и 49. Дължината на така двустранно оформения зъб 51 и разстоянието между стъпките 46 и 47 са съчетани така, че при преместване на шлицовата втулка 50 и заацепване на единият зъб 51 с канала 49 на едната стъпка 47, то в момента на зацепването, другият зъб да не се е отцепил напълно от канала 50 на другата стъпка 46. Двойките постоянно зацепени зъбни колела в съчетание с останалата част на механичната предавката, при зацепване на шлицовата втулка 50 с едното или с другото свободно лагеруващи зъбни колела 44 и 45, реализират предавателно отношение между ориентиращият вал 7 и валовете 5, равно на 2:1 или 1:1.On both sides of the slot sleeve 50, teeth 51 are formed with rounded tips and transverse dimensions corresponding to the dimensions of the grooves (sockets) 48 and 49. The length of the double-sided tooth 51 and the distance between steps 46 and 47 are combined such that at moving the slotted sleeve 50 and engaging one tooth 51 with the groove 49 in one step 47, then, at the time of engagement, the other tooth does not completely disengage from the groove 50 in the other step 46. The pairs of permanently engaged gear wheels in combination with the rest part of the mechanical gearbox, nd engagement of the spline nut 50 with one or other free bearing gears 44 and 45 realize a gear ratio between the orientation shaft 7 and the shaft 5, equal to 2: 1 or 1: 1.
Външно на шлицовата втулка 50, е оформена стъпка (борд) 150, която лагерува във превключващ лост 52 за шлицовата втулка, който се задвижва от системата за управление фиг.6 на обособеният модул 17 като цяло.Outside of the slot sleeve 50, a step (board) 150 is formed, which rests in a switch lever 52 for the slot sleeve, which is actuated by the control system of Fig. 6 of the detached module 17 as a whole.
Механизма 34 за включване и прекъсване на движението фиг.4 между ориентиращия вал 7 и валовете 5, се състои от два съосни вала. Единият вал е постоянно въртящ се вал 53, който съвпада със задвижвания вал 40 от механизма 33 за включване на различни предавателни отношения. Другият вал е непостоянно въртящ се вал 54, лагеруващ в опори 56 и 57, като към краят му е твърдо закрепено входящо конусно зъбно колело 55, от механизма 35 за създаване на неравномерност на движението. С близките си краища двата вала лагеруват помежду си, като краят на единият вал е изпълнен като стъпка 58, която лагерува в гнездо 59, оформено на края на другият вал.The movement and interruption mechanism 34 of Fig. 4 between the orientation shaft 7 and the shafts 5 consists of two coaxial shafts. One shaft is a continuously rotating shaft 53, which coincides with the drive shaft 40 of the mechanism 33 to engage different gear ratios. The other shaft is a non-rotating shaft 54, bearing in supports 56 and 57, with an end conical gear 55, firmly attached to its end, by the mechanism 35 for creating uneven movement. With their near ends, the two shafts bear with each other, the end of one shaft being made as a step 58, which rests in a socket 59 formed at the end of the other shaft.
В близките си крайща валовете са изпълнени с еднакъв брой и размер външни шлицови канали 60, в които с възможност за осово преместване е зацепена шпонкова втулка 61. Шпонковата втулка 61 представлява втулка към която странично и в дълбочина, са изградени шпонки 62 със заоблени крайща 63 и отговарящи по брой и размери на шлицовите канали 60, като външния размер на шпонките 62 като диаметър е по-голям от диаметрите на валовете 53 и 54.At their near ends, the shafts are provided with the same number and size of outer grooves 60, in which the keyway 61 is fastened with axial movement. The keyway 61 is a bushing to which laterally and in depth, keyways 62 are provided with rounded ends 63 and corresponding to the number and dimensions of the grooves 60, with the outer size of the keyways 62 having a diameter greater than the diameters of the shafts 53 and 54.
На по-близката до шпонковата втулка 61 опора 56, са оформени вътрешни шлицови канали 64. Дължината на шпонките 62 и разстоянието от опората 56 до краят на непостоянно въртящият се вал 54, са съчетани така, че в момента на зацепването на единият край на шпонките 62 със шлиците 64 на опората 56, при което се реализира блокиране на непостоянно въртящият се вал 54, то другият край на шпонките 62 да не се е отцепил напълно от шлицовите канали 60 на постоянно въртящият се вал 53.At the closest to the keyway 61, the support 56 is formed by internal grooves 64. The length of the keyways 62 and the distance from the support 56 to the end of the non-rotating shaft 54 are combined such that at the moment of engagement of one end of the keyways. 62 with the slots 64 of the support 56, thereby locking the non-rotating shaft 54, the other end of the dowels 62 may not be completely detached from the grooves 60 of the continuously rotating shaft 53.
Механичната предавка М, в съчетание с обособеният модул 17, са зацепени така, че шлицовите канали на двата вала 53 и 54 и на опората 56, съвпадат при ъгъл (Xi на рамото 3, равен на 180 градуса.The mechanical gearing M, in combination with the separate module 17, are engaged so that the grooves of the two shafts 53 and 54 and of the support 56 coincide at an angle (Xi of the arm 3 equal to 180 degrees.
Външно на шпонковата втулка 61 е оформена стъпка (борд) 65, която лагерува във превключващ лост 66 за шпонковата втулка, задвижван от системата фиг.6 за управление на обособеният модул 17 като цяло.Outside of the keyway 61, a step (board) 65 is formed which camps in a switching lever 66 for the keyway driven by the system of FIG. 6 for controlling the module 17 as a whole.
Механизма 35 за създаване на неравномерност на предаваното движение фиг. 5 между ориентиращия вал 7 и валовете 5, се състои от входящо 55 и изходящо 67 конусни зъбни колела, които са съосни, с еднакви параметри и са разположени на определено разстояние, челно едно срещу друго. Входящото 55 конусно зъбно колело е закрепено към непостоянно въртящият се вал 54 от механизма 34 за включване и прекъсване на движението. Изходящото 35 конусно зъбно колело е твърдо закрепено към изходящият вал 15 на механичната предавка М.FIG. 35 for creating uneven movement of the transmitted movement. FIG. 5 between the orientation shaft 7 and the shafts 5, it consists of an inlet 55 and an outlet 67 conical gear wheels, which are coaxial, with the same parameters and spaced at a certain distance, facing each other. The inlet 55 conical gear wheel is secured to the non-rotating shaft 54 of the actuation and interruption mechanism 34. The outlet 35 conical gear wheel is firmly attached to the outlet shaft 15 of the mechanical gearbox M.
Едновременно с двете конусни зъбни колела 55 е 67 е зацепено трето люлеещо се конусно зъбно колело 68, като осите на трите взаимно зацепени конусни зъбни колела 55,68 и 67 се пресичат в една точка D1. Люлеещото се конусно зъбно колело 68 е закрепено върху люлееща се ос 69 с възможност за махалоподобни движения около точката D1.Along with the two conical gears 55 is 67, a third swinging conical gear wheel 68 is engaged, the axes of the three mutually engaged conical gears 55.68 and 67 intersect at one point D1. The swinging conical gear wheel 68 is fixed to the swinging axis 69 with the possibility of pendulum-like movements around point D1.
Люлеещата се ос 69 е изпълнена проходна през люлеещото се конусно зъбно колело 68 и с единият си край лагерува в държан 70, разположен между входящото и изходящто зъбни колела 55 и 67, и закрепен шарнирно към неподвижна опора 71, като геометричната ос на шарнира 72 съвпада с осите на входящото 55 и изходящото 67 конусни зъбни колела. Люлеещата се ос 69 се задвижва от рамо за въздействие 73, на модула 36 за въздействие върху механизма 35 за създаване на неравномерност.The swinging axis 69 is made through a swinging through the swinging conical gear wheel 68 and, with one end, it rests in a retainer 70, located between the inlet and outlet gears 55 and 67, and pivotally secured to the fixed support 71, the geometrical axis of the hinge 72 coinciding with the axes of the inlet 55 and the outlet 67 conical gears. The swinging axis 69 is driven by an impact arm 73, of the module 36 for influencing the mechanism 35 for creating irregularities.
При неподвижно установено входящо конусно зъбно колело 55, при махалоподобните движения на люлеещата се ос 69, люлеещото се конусно зъбно колело 68 се обтъркалва по входящото зъбно колело 55, като при това привежда в движение изходящото конусно зъбно колело 67, изразяващо се в частични завъртания в една и друга посока, спрямо едно основно положение на люлеещата се ос 69. При въртящо се входящо зъбно колело 55, движението което създава люлеещото се зъбно колело 68 се наслагва или изважда от предаваното движение, изразяващо се в по-бързи и по- бавни завъртания на изходящото зъбно колело 67, сравнено с определено предавателно отношение. Основното положение на люлеещата се ос 69 отговаря на положението което заемат панелите в Поз.2.In a fixed inlet conical gear 55, in the pendulum-like motions of the swinging axis 69, the swinging conical gear 68 is rotated over the inlet gear 55, thereby driving the outgoing conical gear 67, which is expressed in parts one and the other direction, relative to one basic position of the swinging axis 69. With a rotary inlet gear 55, the motion generated by the swinging gear wheel 68 is superimposed or subtracted from the transmitted movement, resulting in faster and slower speeds. gear wheel output 67, compared to a specific gear ratio. The basic position of the swinging axis 69 corresponds to the position occupied by the panels in Pos.2.
Модула 36 за въздействие върху механизма за създаване на неравномерност 35, изпълнен за реализиране на три планетни движения, се състои от приемащ вал 74, който лагерува опори 75. Приемащият вал 74 е свързан с механичната предавка М, като на входящият вал 11 на механичната предавка М е твърдо закрепено конусно зъбно колело 27, което е зацепено с друго конусно зъбно колело 28, твърдо закрепено към единия край на паразитен вал 29, който лагерува в опора 30. Към другия край на паразитният вал 29 е твърд закрепено конусно зъбно колело 31, което е зацепено с друго конусно зъбно колело32, твърдо закрепено към единият край на приемащият вал 74. Или приемащият вал 74 е свързан директно с ориентиращият вал 7, посредством механична предавка, като предавките и в двата случая осигуряват предавателно отношение между ориентиращият вал 7 и приемащият вал 74, равно на 1:1.Module 36 for affecting the non-uniformity mechanism 35, configured to effect three planetary motions, consists of a receiving shaft 74 which supports bearings 75. The receiving shaft 74 is connected to the mechanical gear M, such as the input shaft 11 of the mechanical gear M is a rigidly conical gear wheel 27 which is engaged with another conical gear wheel 28 firmly secured to one end of the spurious shaft 29, which rests on a support 30. To the other end of the spurious shaft 29 is a rigidly splined gear wheel 31, which is involved with another o a conical gear 32 firmly attached to one end of the receiving shaft 74. Or the receiving shaft 74 is connected directly to the orientation shaft 7 by means of a mechanical gear, the gears in both cases providing a gear ratio between the orientation shaft 7 and the receiving shaft 74, equal to at 1: 1.
Върху приемащият вал 74 са твърдо закрепени три цилиндрични гърбици 76. В непосредствена близост до вала 74 и с възможност за движение съосно на вала 74, в неподвижни опори 77 е установен плъзгач 78. Върху плъзгача 7 съосно на вала 74, срещу всяка гърбица 76 са оформени направляващи отвори 24, в които с възможност за движение напречно на гърбиците са установени включващи лостове 79, със заоблен от към гърбиците край.On the receiving shaft 74 are fixed three cylindrical cams 76. In the immediate vicinity of the shaft 74 and with the possibility of movement coaxially to the shaft 74, a slider 78 is mounted in the fixed supports 77. On the slider 7 coaxially with the shaft 74, opposite each cam 76 guide holes 24 are formed, in which inclining levers 79 are arranged transversely to the humps, with a rounded end to the humps.
От към срещуположната на приемащият вал 74, страна на плъзгача 78, включващите лостове 79 са изпълнени с пети 80, като между петите 80 и плъзгача 78 върху всеки включващ лост 79 е нанизан еластичен елемент 81, упражняващ усилие в противоположна на вала 74 посока. От към тази си страна включващите лостове 79 са ограничени от позициониращ лост 84, който се движи в неподвижни опори 83 в посока съосна на приемащият вал 74, при което в този си край включващите лостове 79 са изпълнени с ролки 82.From the opposite side to the receiving shaft 74, the side of the slider 78, the engagement levers 79 are made with heels 80, and between each heel 80 and the slider 78, an elastic member 81 is exerted on each of the engagement levers 81, exerting force in an opposite direction to the shaft 74. On this side, the engagement levers 79 are limited by a positioning lever 84 which moves in fixed supports 83 in a direction coaxial with the receiving shaft 74, wherein at that end the engagement levers 79 are filled with rollers 82.
Гърбичните канали са изпълнени така, че поне в един момент от въртенето на приемащият вал 74, разстоянията между гърбичните канали, в частта си намираща се срещу включващите лостове 79, съответстват на разстоянията между включващите лостове 79. Този момент съвпада с момента, в който определеното рамо се е завъртяло на ъгъл ai равен на 180 градуса. Позициониращият лост 84 е изпълнен с три стъпки 26, които при движението на позициониращият лост 84 притискат определен включващ лост 79 към съответният гърбичен канал 25, като освобождават останалите включващи лостове 79. Размерите на включващите лостове 79 и размерите между стъпките 26 на позициониращият лост 84 са съобразени така, че при едно превключващо движение на включващият лост 84, да се реализира включване само на един включващ лост 79 към съответният гърбичен канал 25. Височината на стъпките 26 и оформянето на преходите между тях са съобразени така, че в момента на включване на даден включващ лост 79 към съответния гърбичен канал 25, то съответният включващ лост 79 който се изключва, да не се е отцепил напълно от съответният гърбичен канал 25.The cam channels are arranged such that at least at one point of rotation of the receiving shaft 74, the distances between the cam channels, in the part opposite the engagement levers 79, correspond to the distances between the engagement levers 79. This moment coincides with the moment when the arm rotates at an angle of ai equal to 180 degrees. The positioning lever 84 is made up of three steps 26 which, when moving the positioning lever 84, press a particular engaging lever 79 to the corresponding cam channel 25, releasing the remaining engaging levers 79. The dimensions of the engaging levers 79 and the dimensions between the steps 26 of the positioning lever 84 are adapted in such a way that, in the case of a switching movement of the switch lever 84, it is realized that only one switch lever 79 is connected to the corresponding humeral channel 25. The height of the steps 26 and the design of the transitions between them are adapted us so that, at the moment of engaging a lever 79 into the corresponding cam channel 25, then the respective disconnect lever 79 which is being disengaged does not completely disengage from the corresponding cam channel 25.
Към плъзгача 78 е твърдо закрепено рамо за въздействие 73, което задвижва люлеещата се ос 69 от механизма 35 за създаване на неравномерност. Рамото за въздействие 73 е изпълнено от две части, като в края си завършва с вилка 118, която обхваща люлеещата се ос 69, Вилката 118 лагерува към останалата част от рамото 120 посредством оформена стъпка 119 на вилката 118 и оформен отвор 121 към останалата част на рамото 120.An impact arm 73 is firmly attached to the slider 78, which drives the swinging axis 69 of the mechanism 35 to create irregularities. The impact arm 73 is made of two parts, ending at the end with a fork 118 that encloses the swinging axis 69, the fork 118 rests against the rest of the arm 120 via a shaped step 119 of the fork 118 and a shaped opening 121 to the rest of the arm 120.
Системата 37 за отчитане на определено положение на даденото рамо 3 в процеса на въртене на устройството, се състои датчик 22, който подава сигнал до АСУ 21, когато определено рамо 3 реализира ъгъл на завъртане равен на 180 градуса.The system 37 for detecting a particular position of a given arm 3 in the process of rotating the device consists of a sensor 22 that signals to the ACS 21 when a particular arm 3 realizes a rotation angle of 180 degrees.
Системата за управление фиг.6 на обособения модул 17 като цяло, за реализиране на три планетни движение на панелите, и изпълнен с един общ елемент за задвижване, се състои от шейна 91, която се плъзга в неподвижни опори 92, и към която са твърдо закрепени превключващият лост за шлицовата втулка 52, и превключващият лост за шпонковата втулка 66. Странично от шейната 91 в неподвижна опора 93, с възможност за завъртане около нея лагерува ъглов сегмент 94, като едното рамо на сегмента 94 е зацепено в лагеруваща към шейната пета 95 с възможност за плъзгане в петата 95, а другото рамо на сегмента 94 е зацепено в лагеруваща към позициониращия лост 84 пета 96, с възможност за плъзгане в нея.The control system of Fig. 6 of the separate module 17 as a whole, for realizing three planetary movements of the panels, and filled with one common actuator, consists of a sled 91 which slides into the fixed supports 92, and to which they are rigidly fastening the switch lever for the slot sleeve 52, and the switch lever for the key sleeve 66. Sideways from the carriage 91 to a fixed support 93, with the possibility of rotating around it an angular segment 94, with one arm of the segment 94 is engaged in the bearing 95 to with sliding ability in ne s 95, and the other arm segment 94 is engaged in the bearing to the positioning lever 84 heel 96 slidably therein.
Шейната 91 се задвижва от електродвигател 100 посредством твърдо закрепено към шейната 91 рамо 97, на което е изпълнен прорез 98 зацепен към задвижващ палец 99 на електродвигателят 100. Към електродвигателят 100 е закрепен датчик 101, срещу който са установени три датчика 102, по един за всяко работно положение на шейната 91, като датчиците 102 са разположени на необходимото ъглово изместване спрямо електродвигателят 100, и са свързани към АСУ 21.The carriage 91 is driven by the motor 100 by means of a rigidly attached to the carriage 91 arm 97, on which a slot 98 is attached to the drive finger 99 of the motor 100. A sensor 101 is attached to the motor 100, against which three sensors 102 are mounted, one for each each working position of the carriage 91, the sensors 102 being disposed at the necessary angular displacement relative to the motor 100, and connected to the ACS 21.
Като пример на изпълнение, обособеният модул 17 е изпълнен с възможност за реализиране на три планетни движения на панелите, от които първото планетно движение, е случаят при който панелите 6 реализират само частични отклонения от дадено основно положение. Шлицовата втулка 50 е зацепена към по-голямото свободно лагеруващо зъбно колело 44, като при това между ориентиращият вал 7 и валовете на панели 6 се реализира предавателно отношение 2:1. Шпонковата втулка 61 е зацепена към неподвижната опора 56, като движението към механизма 35 за неравномерност е прекъснато. Гърбичният канал 25 към който в момента е зацепен включващ лост 79 е изпълнен със съответният гърбичен профил, като се реализират премествания на плъзгача 78, както и отклонения на люлеещата ос 69.As an example embodiment, the detached module 17 is configured to realize three planetary motions of the panels, of which the first planetary motion is the case in which the panels 6 realize only partial deviations from a given basic position. The slot sleeve 50 is engaged to the larger freewheel gear wheel 44, with a 2: 1 gear ratio between the orientation shaft 7 and the shafts of the panels 6. The keyway 61 is secured to the fixed support 56 and the movement to the non-uniform mechanism 35 is interrupted. The cam channel 25 to which the locking lever 79 is currently engaged is provided with a corresponding cam profile, displacements of the slider 78 are realized, as well as deviations of the swinging axis 69.
За реализиране на второто планетно движение, при което направленита на панелите 6 подържат ъгли βί спрямо активната равнина, равни на половината от ъгъл αί, със съответни изпреварващи и изоставащи завъртания на панелите, се реализират последващи превключвания за всяко рамо 3, преминаващо през Поз.2, в рамките на един оборот на ротора 2. Шпонковата втулка 61 се отцепва от неподвижната опора 56 и зацепва постоянно въртящият се вал 53 и непостоянно въртящият се вал 54 един към друг, при което се реализира предаване на въртеливо движение към панелите. Гърбичният канал 25 към който в момента се зацепва включващ лост 79 е изпълнен със съответният гърбичен профил, и се реализират премествания на плъзгача 78, както и отклонения на люлеещата ос 69. Дължината на зъбите 51 на шлицовата втулка 50 и дълбочината на прореза 50 на стъпката 46 на по-голямото свободно лагеруващо зъбно колело 44, са съчетани така, че при това преместване на шлицовата втулка 50, не се реализира отцепването и, от голямото свободно лагеруващо зъбно колело 44, и зацепването и към малкото свободно лагеруващо зъбно колело 45, при което предавателното отношение между ориентиращият вал 7 и валовете 5, продължава да бъде равно на 2:1.For the realization of the second planetary motion, in which the angles of the panels 6 support angles βί with respect to the active plane equal to half the angle αί, with corresponding forward and lagging rotations of the panels, subsequent switches are realized for each arm 3 passing through Pos.2 , within one revolution of the rotor 2. The key bushing 61 is detached from the fixed support 56 and engages the rotating shaft 53 and the non-rotating shaft 54 mutually, thereby transmitting rotational motion to the panels. The cam channel 25 to which the engaging lever 79 is currently engaged is provided with a corresponding cam profile, and displacements of the slider 78 are realized, as well as deviations of the swinging axis 69. The length of the teeth 51 of the slotted sleeve 50 and the depth of the slit 50 of the step 46 of the larger free bearing gear 44 are combined such that the displacement of the slot sleeve 50 does not result in cleavage and, from the large free bearing gear 44, and the engagement of the small free bearing gear 45, at which before The ratio of the steering shaft 7 to the shaft 5 remains equal to 2: 1.
За реализиране на третото планетно движение на панелите 6, което е предпазният вариант, при който панелите 6 подържат направления, перпендкулярни на активната равнина, при последващото за всяко рамо 3 превключване, шлицовата втулка 50 се отцепва от голямото свободно лагеруващо зъбно колело 44 и се зацепва към малкото 45, при което между ориентиращият вал 7 и валовете5, се реализира предавателно отношение 1:1. Гърбичният канал 25 към който в момента се зацепва включващ лост 79 е изпълнен като симетричен цилиндричен канал, и не се реализират премествания на плъзгача 78, и отклонения на люлеещата се ос 69.For realizing the third planetary movement of the panels 6, which is the protective variant, in which the panels 6 maintain directions perpendicular to the active plane, at the subsequent switching for each arm 3, the slot sleeve 50 is detached from the large free bearing gear 44 and engaged. to the small 45, whereby a gear ratio of 1: 1 is realized between the orientation shaft 7 and the shafts 5. The hump channel 25 to which the engaging lever 79 is currently engaged is designed as a symmetrical cylindrical channel, and no displacements of the slider 78 and displacement of the swinging axis 69 are realized.
Като пример на изпълнение фиг.8, обособеният модул 17 е изпълнен с възможност за реализиране, само на планетно движение на панелите, при което панелите 6 реализират само частични отклонения от дадено основно положение. Приемащият вал 74 от механизма 36 за въздействие и входящият вал 11 на механичната предавка М са изпълнени като един общ вал, върху който е твърдо закрепена една цилиндрична гърбица 76. Входящото конусно зъбно колело 55 от механизма 35 за създаване на неравномерност е установено към неподвижна опора 90, като люлеещата се ос 68 е зацепена директно в гърбичният канал 25.As an embodiment of FIG. 8, the detached module 17 is configured to realize only planetary motion of the panels, wherein the panels 6 realize only partial deviations from a given basic position. The receiving shaft 74 of the impact mechanism 36 and the inlet shaft 11 of the mechanical gearbox M are designed as one common shaft, on which a cylindrical cam 76 is firmly fixed. The inlet conical gear 55 of the uneven creation mechanism 35 is fixed to a fixed support. 90, the swinging axis 68 being secured directly into the hump channel 25.
Като пример на изпълнение фиг.7, обособеният модул 17 е изпълнен, като постоянно въртящият се вал 53 от механизма за включваане и прекъсване 34 и входящият вал 11 на механичната прдавка М, са изпълнени като един общ вал. Входящото конусно зъбно колело 55 е твърдо закрепено върху непостоянно въртящият се вал 54. Механизма 36 за въздействие е изпълнен, като рамото въздействие 73, е твърдо закрепено към оста на неподвижно установен електродвигател 37.As an exemplary embodiment of FIG. 7, the detached module 17 is configured, with the continuously rotating shaft 53 of the on / off mechanism 34 and the inlet shaft 11 of the mechanical drive M being constructed as one common shaft. The inlet conical gear 55 is rigidly fixed to the non-rotating shaft 54. The impact mechanism 36 is configured and the impact arm 73 is rigidly fixed to the axis of a stationary motor 37.
Като пример на изпълнение на устройството фиг.9 ориентиращият вал 7 се задвижва от електродвигател 113 свързан с АСУ. При което ориентиращият вал 7 е изпълнен като кух вал 207, като към горния му край е твърдо закрепено водещото конусно зъбно колело 9. На долният край на ориентиращият вал 207 е твърдо закрепено зъбно колело 111, което е зацепено с друго зъбно колело 112, твърдо закрепено към оста на електродвигател 113. В ориентиращият вал 207 лагерува ветропоказващ прът 114 установен неподвижно, като на горният край на ветропоказващият прът 114, е установен датчик 23, отчитащ скоростта и посоката на вятъра, и свързан с АСУ 21.As an exemplary embodiment of the apparatus of Fig. 9, the orientation shaft 7 is driven by an motor 113 coupled to an ACS. In this case, the orientation shaft 7 is designed as a hollow shaft 207, with its leading end firmly attached to the leading conical gear wheel 9. At the lower end of the orientation shaft 207 there is a rigidly mounted gear wheel 111, which is engaged with another gear wheel 112, rigidly secured to the axis of the motor 113. In the orientation shaft 207, the windshield rod 114 is mounted stationary, and a sensor 23 for speed and wind direction and associated with the ACS 21 is mounted at the upper end of the windshield rod 114.
Като пример на изпълнение на устройството фиг. 10, валовете 5 се задвижват от самостоятелни за всяко рамо 3 електродвигатели 115 свързани с АСУ 21. На всяко рамо 3 е установен неподвижно по един електродвигател 115. Към оста на всеки електродвигател 115 е твърдо закрепено по езно зъбно колело 116, зацепено с твърдо закрепено към съответния вал 5 зъбно колело 117. В ротора 2 лагерува ветропоказващият прът 114.As an exemplary embodiment of the apparatus, FIG. 10, the shafts 5 are driven by single motors 115 for each arm 3 connected to the control unit 21. One motor 11 is fixed on each arm 3. Each axle 115 is rigidly secured to the axle of the gear wheel 116, secured by a firmly fastened to the corresponding shaft 5, gear wheel 117. In the rotor 2, the windshield rod 114 is supported.
Като пример на изпълнение фиг. 11 панелите 6 могат да бъдат изпълнени от неподвижно установена към вала 5 рамкова конструкция 125, в която е закрепено платно 126.As an embodiment, FIG. 11, the panels 6 may be made of a frame structure 125 fixed to the shaft 5, in which a web 126 is fastened.
За създаване на турбулентен пограничен слой фиг. 11 се използва кръгов сегмент 131, който представлява вертикално тяло, установено по протежение на вертикалният ръб на панела 6, и е закрепен неподвижно към панела 6 посредством опори 137. Във вертикален разрез кръговият сегмент е оформен от пресичането на две окръжности 132 и 133, като центровете на окръжностите лежат на линията определяща направлението на панела 134, на някакво разстояние един от друг. Центъра на кръга оформящ вътрешната част 133 на сегмента 131, е с по-малък радиус и е разположен по- близо до челото 135 на панела 6. Така оформените ръбове 136 на сегмента 131 припокриват определена част от панела 6.To create a turbulent boundary layer FIG. 11 uses a circular segment 131, which is a vertical body located along the vertical edge of the panel 6, and is fixed to the panel 6 by means of supports 137. In a vertical section, the circular segment is formed by the intersection of two circles 132 and 133, such as the centers of the circles lie on the line defining the direction of the panel 134 at some distance from each other. The center of the circle forming the inner portion 133 of segment 131 is of smaller radius and is located closer to the face 135 of panel 6. Thus, the formed edges 136 of segment 131 overlap a portion of panel 6.
Така при обтичането на панела 6, в точка Д2 се създава по голямо налягане и въздуха навлиза през тази зона в сегмента 131, като при излизането си през зоната при точка ДЗ, той е силно турбулезиран и турбулезира и пограничният слой още при челото на панела.Thus, at the flow of panel 6, a greater pressure is created at point D2 and air enters through this zone in segment 131, and when it exits through the zone at point D, it is highly turbulent and turbulates and the boundary layer is still at the front of the panel.
За създаване на турбулентен пограничен слой както и за подобряване на прилепването на течението към гърба на панела 6, вътрешно на сегмента 131 срещу челата 135 на панелите 6 са монтирани клиновидни пера 140. Вътрешно за сегмента 131 и симетрично спрямо него са установени вертикални оси 139, към които с възможност за въртене около осите 139, са установени клиновидните пера 140. Клиновидните пера 140 са свързани с вътрешната страна на сегмента с еластични елементи 141, които упражняват усилие в посока към клиновидните пера 140 така, че придържат клиновидните пера 140 прикрепени към ръбовете 136 на сегмента 131. Разстоянието от вертикалните оси 139 до челото 135 на панела 6 е съобразено така, че осигурява превъртането на клиновидните пера 140 около вертикалните оси 139.To create a turbulent boundary layer as well as to improve the adhesion of the flow to the back of the panel 6, wedge-shaped feathers 140 are mounted internally to the segment 131 against the foreheads 135 of the panels 6. to which, with the possibility of rotation about the axes 139, wedge-shaped feathers 140 are mounted. The wedge-shaped feathers 140 are connected to the inside of the segment by elastic elements 141, which exert force in the direction of the wedge-shaped feathers 140 so as to hold the wedge-shaped ones. the feathers 140 attached to the edges 136 of the segment 131. The distance from the vertical axes 139 to the forehead 135 of the panel 6 is adapted to allow the wedge feathers 140 to rotate about the vertical axes 139.
Така при обтичането на панела 6, създаденото в точка Д2 поголямо налягане притиска и отваря съответното клиновидно перо 140 и въздуха навлиза през тази зона в сегмента 131 през по-голям отвор, като при излизането си от сегмента през зоната при точка ДЗ, той е още по-силно турбулезиран и турбулезира и пограничният слой, при което при прилепването си към ръбът 136 на сегмента 131, със собственият си контур клиновидното перо 140 продължава външният контур 132 на сегмента 131, до голяма близост с контура на панела, като предотвратява откъсването на въздушният поток още в началото, при обтичането на самият сегмент 131.Thus, at the flow of panel 6, the high pressure created at point D2 presses and opens the corresponding wedge-shaped pen 140 and the air enters through this zone into the segment 131 through a larger opening, and when it exits the segment through the zone at point D, it is still the boundary layer is also more turbulent and turbulent, whereby when adhering to the edge 136 of the segment 131, with its own contour, the wedge-shaped pen 140 extends the outer contour 132 of the segment 131 to close proximity to the outline of the panel, t flow at the beginning, when the segment 131 itself flows.
Като пример на изпълнение на устройството фиг. 1 , към горният и към долният край на панелите 6 са закрепени хоризонтални плоскости 142, за намаляване на индуктивното съпротивление.As an exemplary embodiment of the apparatus, FIG. 1, horizontal panels 142 are attached to the upper and lower ends of the panels 6 to reduce the inductive resistance.
Като пример на изпълнение на устройството фиг. 12 под рамената 3 на устройството са закрепени допълнителни площи, които се състоят от неподвижно установени към долният край на рамената 3 вертикални опори 128, към които с възможност за въртене около опорите 128 са установени вертикално ориентирани плоскости 129. За всяка вертикална плоскост 129, под съответното рамо 3 на ротора е неподвижно закрепен ограничител на затварянето 130, който е разположен на линията свързваща вертикалните опори 128 и центъра на устройството, и е на разстояние от вертикалната опора 128 по-малко от широчината на вертикалната плоскост 129. Във вертикално направление, ограничителят на затварянето 130 застъпва горният край на вертикалната плоскост 129.As an exemplary embodiment of the apparatus, FIG. 12, additional areas are secured below the arms 3 of the device, which consist of the vertically fixed supports 128, which are fixed to the lower edge of the arms, to which vertically oriented plates 129. With respect to each vertical plane 129, sub the corresponding arm 3 of the rotor is a fixed retainer of closure 130, which is located on the line connecting the vertical supports 128 and the center of the device, and is at a distance from the vertical support 128 less than the width of the vertical and plane 129. In the vertical direction, the closure limiter 130 overlaps the upper edge of the vertical plane 129.
Като на пример на изпълнение фиг. 13 устройството е изпълнено с два, срещувъртящи се един спрямо друг ротора, при което в ориентиращият вал 207 е лагеруван вертикален кух ротор 202,който е свързан с отвеждащ вал 218, посредством твърдо закрепено към долният му край зъбно колело 219, свързано с твърдо закрепено към отвеждащият вал 218, зъбно колело 220. В горната си част ротора 202 е оформен като карусел със симетрично и равномерно разположени радиални рамена 203, в чиито краища на равни разстояния от центъра е закрепена неподвижно по една вертикално ориентирана лагерна втулкаAs an embodiment, FIG. 13, the device is provided with two rotating rotors relative to each other, wherein a vertical hollow rotor 202 is mounted in the orientation shaft 207, which is connected to a drive shaft 218 by means of a rigidly fixed gear wheel 219 connected to a rigidly fixed end thereof. to the drive shaft 218, gear wheel 220. In its upper part, the rotor 202 is shaped like a carousel with symmetrically and evenly spaced radial arms 203, at whose ends at equal distances from the center, a vertically oriented bearing sleeve is fixed.
204, в която лагерува съответен вертикален вал 205, завършващ в горния си край със съответен, твърдо закрепен към вала 205 панел 206. Централно в ротора 202 е лагеруван вертикален ориентиращ вал 227, завършващ в горния си край с твърдо закрепен ориентиращ ветропоказател 8. Всеки вал 205 на панел 206 е свързан с ориентиращия вал 227 посредством механичната предавка М.204, in which the corresponding vertical shaft 205, terminating at the upper end with a corresponding rigidly fixed to the shaft 205 panel 206., is mounted centrally in the rotor 202 is a vertical orientation shaft 227, terminating at its upper end with a rigidly oriented orientating wind indicator 8. Each the shaft 205 of the panel 206 is connected to the orientation shaft 227 through the mechanical gearing M.
Към долният край на ориентиращият вал 227, е твърдо закрепено зъбно колело 231. На долният край на ориентиращият вал 207, е твърдо закрепено зъбно колело 230. Зъбното колело 231 и зъбното колело 230, са свързани посредством механична верига 232, която реализира предавателно отношение между ориентиращият вал 227 и кухият ориентиращ вал 207, равно на 1:1 и еднопосочно въртене на свързаните валове един спрямо другA gear wheel 231 is rigidly attached to the lower end of the orientation shaft 227. The gear wheel 230 is rigidly fixed to the lower end of the orientation shaft 207. The gear wheel 231 and the gear wheel 230 are connected by a mechanical chain 232 which implements a transmission relationship between the orientation shaft 227 and the hollow orientation shaft 207 equal to 1: 1 and the unidirectional rotation of the connected shafts relative to each other
Като пример за изпълнение на устройството фиг. 14 основата 1 е изпълнена с възможност за движение, като е установена върху четири придвижващи колела 240. Придвижващите колела 240 са свързани по двойки с оси 241, които лагеруват в опори 242 оформени в основата 1. Оста 241 на една двойка придвижващи колела 240 е свързана с ротора 2 посредством механична предавка, като на долният край на ротора 2 е твърдо закрепено конусно зъбно колело 243, което е свързано с твърдо закрепено към оста 241, конусно зъбно колело 244.As an exemplary embodiment of the apparatus, FIG. 14, the base 1 is configured to be movable by being mounted on four drive wheels 240. The drive wheels 240 are coupled in pairs with axles 241, which support bearings 242 formed at the base 1. The axis 241 of one pair of drive wheels 240 is connected with the rotor 2 by means of a mechanical gear, with a conical gear wheel 243 firmly attached to the lower end of the rotor 2, which is connected to a rigidly conical gear 244 fixed to the axis 241.
ДЕЙСТВИЕ НА УСТРОЙСТВОТОDEVICE ACTION
Под действието на вятъра, ориентиращият ветропоказател заедно с ориентиращият вал, към който е закрепен, се завърта и ориентира по посока на вятъра, като при всяка промяна на вятъра, ориентиращият ветропоказател и ориентиращият вал, се преориентират и заемат това направление спрямо новата посока на вятъра, което са имали спрямо предишната посока.Under the influence of the wind, the orienting windmill, together with the orienting shaft to which it is attached, rotates and orientates in the wind direction, and with each change of wind, the orienting windmill and the orienting shaft, reorient and take that direction to the new wind direction. which they had compared to the previous direction.
В процеса на въртене на устройството, панелите реализират определени планетни движения около оста на ротора, зададени им от механичната предавка, свързваща ги с ориентиращият вал, като при това подържат определени направления спрямо посоката на вятъра.При промяна на посоката на вятъра, преориентирането на ориентиращият вал, посредством механичната предавка, се предава и на панелите, при което те заемат същите направления спрямо новата посока на вятъра, които са имали спрямо предишната.In the process of rotating the device, the panels make certain planetary motions about the axis of the rotor, set by the mechanical gear connecting them to the orientation shaft, while maintaining certain directions in the direction of the wind.When changing the direction of the wind, reorienting the orientation the shaft, through the mechanical gear, is also transmitted to the panels, in which they take the same directions in relation to the new wind direction that they had with the previous one.
Планетните движения и техните характеристики, са обяснени в техническата същност на изобретението. Механизма за създаване на планетните движения, е обяснен в примерите за изпълнение на изобретението.The planetary motions and their characteristics are explained in the technical nature of the invention. The mechanism for creating planetary motions is explained in the embodiments of the invention.
Въртеливото движение на ротора, чрез отвеждащият вал се предава към последващо устройство за преобразуване на вятърна енергия.The rotational motion of the rotor is transmitted through a drive shaft to a subsequent wind energy conversion device.
Claims (15)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG110070A BG110070A (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Wind energy converter |
| PCT/BG2009/000002 WO2009105848A2 (en) | 2008-02-26 | 2009-02-26 | Device for transformation of wind energy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG110070A BG110070A (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Wind energy converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG110070A true BG110070A (en) | 2009-08-31 |
Family
ID=41016501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG110070A BG110070A (en) | 2008-02-26 | 2008-02-26 | Wind energy converter |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG110070A (en) |
| WO (1) | WO2009105848A2 (en) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2388408T3 (en) | 2008-09-10 | 2012-10-15 | The Timken Company | Power transmitter train for wind turbine |
| FR2982650B1 (en) * | 2011-11-16 | 2014-01-17 | Jose Ruiz | VARIABLE GEOMETRY WINDMILL |
| CN102748232B (en) * | 2012-07-19 | 2015-05-20 | 江苏元中直流微电网有限公司 | Drag-lift type composite medium-sized magnetic suspension wind driven generator |
| WO2014104990A1 (en) * | 2012-12-31 | 2014-07-03 | KAVURMACI, Mustafa | A vertical axis turbine |
| EP2998574B1 (en) * | 2014-09-16 | 2017-06-07 | Giacani, Bruno | Transmission device, particularly for wind turbine blades |
| CN108361148B (en) * | 2018-04-20 | 2020-01-14 | 吴小琴 | Real-time variable-pitch H-shaped vertical axis wind turbine |
| CN111456892A (en) * | 2020-05-21 | 2020-07-28 | 安徽康迪纳电力科技有限责任公司 | Windmill |
| CN116447074A (en) * | 2023-06-02 | 2023-07-18 | 上海久能能源科技发展有限公司 | A vertical-axis double-bladed fan wind generator |
| CN116624320A (en) * | 2023-06-02 | 2023-08-22 | 上海久能能源科技发展有限公司 | Horizontal-shaft double-rotor wind driven generator |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB191213417A (en) * | 1912-06-07 | 1913-03-06 | Richard William Watson | Improvements in or relating to Wind, Water-current and like Motors. |
| US4218184A (en) * | 1978-06-23 | 1980-08-19 | William E. McPherson | Windmill construction |
| DE2919328A1 (en) * | 1979-05-14 | 1980-11-27 | Mickenhagen Ernst | Vertical or horizontal axis windmill with several blades - has system of gears and cams controlling angle of attack of blades throughout rotation |
| RU2063545C1 (en) * | 1994-04-22 | 1996-07-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Общемаш-Инжиниринг" | Windmill |
| US6379115B1 (en) * | 1999-08-02 | 2002-04-30 | Tetsuo Hirai | Windmill and windmill control method |
| HRP20000203A2 (en) * | 2000-04-11 | 2001-12-31 | Tihomir Culjak | Windmill with rotating sails |
| FR2899286B1 (en) * | 2006-04-03 | 2009-11-06 | Pierre Andre Marie Dieudonne | ROTARY WHEEL WIND MACHINE WITH HIGH POTENTIAL ENERGY |
-
2008
- 2008-02-26 BG BG110070A patent/BG110070A/en unknown
-
2009
- 2009-02-26 WO PCT/BG2009/000002 patent/WO2009105848A2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2009105848A2 (en) | 2009-09-03 |
| WO2009105848A3 (en) | 2010-01-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| BG110070A (en) | Wind energy converter | |
| CN201875096U (en) | Equivalent diameter adjustable sprocket wheel device, stepless speed change device, and power system | |
| WO2011130797A1 (en) | Improved cross flow wind or hydrokinetic turbines | |
| CN112901413A (en) | Vertical shaft fluid energy conversion device | |
| JP2010537094A (en) | Rotating device | |
| CN103821881B (en) | Power truck gearshift mechanism | |
| CN103807366B (en) | Electric motor car three keeps off speed change Double-head drive system | |
| CN101482162B (en) | Forward sleepless transmission device and method | |
| CN103234015B (en) | The mechanical movement structure of stepless speed variator | |
| CN109466999B (en) | Handrail belt driving device of spiral escalator | |
| CN102678857B (en) | Infinitely variable transmission warped shaft variable speed combination structure | |
| WO2016072880A2 (en) | Transmission based on gears with spiral toothed transitions | |
| CN108757864A (en) | A kind of novel contiuously variable transmission | |
| KR20120115196A (en) | Wind power generator with vertical rotor | |
| CN111692306B (en) | Rolling type stepless speed changer | |
| US20100081534A1 (en) | Frictional planetary gear with variator action | |
| JP2012177398A (en) | Drive device with transmission mechanism and rotation direction changing mechanism | |
| CN103322160B (en) | A kind of stepless speed variator follower based on frictional wheel drive and speed change gear thereof | |
| CN104773286B (en) | A kind of mechanical transmission roller wing lift generating device | |
| CN206904158U (en) | A kind of changement | |
| CN202284634U (en) | Rack-type continuously variable transmission | |
| CN207715674U (en) | Four roller frictional double epicyclic gear drive devices | |
| US20070042857A1 (en) | Geared-neutral bidirectional positively infinitely variable rotary motion transmission | |
| CN106402303A (en) | Transmission | |
| CN208364719U (en) | Infinitely variable speed transmission and bicycle |