RU2168059C2 - Windmill - Google Patents
Windmill Download PDFInfo
- Publication number
- RU2168059C2 RU2168059C2 RU99116242A RU99116242A RU2168059C2 RU 2168059 C2 RU2168059 C2 RU 2168059C2 RU 99116242 A RU99116242 A RU 99116242A RU 99116242 A RU99116242 A RU 99116242A RU 2168059 C2 RU2168059 C2 RU 2168059C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind turbine
- blades
- wind
- turbine
- guide
- Prior art date
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ветроэнергетикe, в частности к ветродвигателям, и может быть использовано для получения механической и электрической энергии. The invention relates to wind energy, in particular to wind engines, and can be used to produce mechanical and electrical energy.
Известен ветродвигатель, содержащий вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью, расположенную внутри системы ветронаправляющих экранов, каждый из которых непосредственно ориентирован на лопасть ветротурбины, причем крайние положения экрана определяют размер лопасти ветротурбины, которая установлена продольной осью перпендикулярно к прямой, проходящей через ось вращения ветронаправляющего экрана и касающейся окружности, образованной крайней наружной точкой лопасти ветротурбины (см. патент РФ N 2074980, кл. F 03 D 3/04, от 08.02.94). Known wind turbine containing a rotating wind turbine with a vertical axis, located inside the system of wind directional screens, each of which is directly oriented to the blade of the wind turbine, and the extreme position of the screen determines the size of the blade of the wind turbine, which is installed by the longitudinal axis perpendicular to the straight line passing through the axis of rotation of the wind directional screen and touching the circle formed by the outermost point of the blade of the wind turbine (see RF patent N 2074980, CL F 03 D 3/04, from 08.02.94).
Однако известный ветродвигатель имеет сложную конструкцию из-за необходимости создания вращающихся экранов. However, the known wind turbine has a complex structure due to the need to create rotating screens.
Кроме того, замкнутая конструкция ветротурбины не обеспечивает эффективного торможения потока и как следствие снижает КПД. In addition, the closed design of the wind turbine does not provide effective braking of the flow and as a result reduces the efficiency.
По технической сущности наиболее близким к предлагаемому устройству является ветродвигатель, содержащий ветровую турбину с вертикальной осью вращения (заявка Франции N 2520057, кл. F 3 D 04, 1983 г.). By technical nature, the closest to the proposed device is a wind turbine containing a wind turbine with a vertical axis of rotation (French application N 2520057, CL F 3 D 04, 1983).
Однако в известном устройстве из-за отсутствия профилирования направляющих (перегородок 12) и неэффективности направляющей системы происходят значительные потери энергии ветра. However, in the known device due to the lack of profiling guides (partitions 12) and the inefficiency of the guide system, significant wind energy losses occur.
Воздух, попадая в пространства, ограниченные лопастями турбины и верхней и нижней крышками, вытекает из них через отверстия 21 крышек 17 и 24, не создавая зоны разряжения, а образуя зоны повышенного давления на пути набегающей лопасти, что противодействует вращению турбины. Air entering the spaces bounded by the turbine blades and the upper and lower covers flows out of them through the openings 21 of the covers 17 and 24, without creating a vacuum zone, but forming high pressure zones in the path of the oncoming blade, which counteracts the rotation of the turbine.
Техническим результатом является создание такой конструкции ветродвигателя, которая бы обеспечивала максимальное использование кинетической энергии ветра. The technical result is the creation of such a design of a wind turbine, which would ensure the maximum use of kinetic energy of the wind.
Для этого в ветродвигателе, содержащем ветровую турбину с вертикальной осью вращения, согласно изобретению турбина образована из N профилированных осесимметричных лопастей, соединенных верхней и нижней крышками, имеющими форму круга, и расположена внутри направляющей системы, образованной из К неподвижных осесимметричных направляющих створок, закрепленных верхней и нижней крышками, причем каждая из лопастей ветровой турбины представляет собой часть боковой поверхности цилиндра с образующей, параллельной оси вращения ветровой турбины, поперечное сечение каждой из направляющих створок имеет профиль в виде синусоиды, при этом внешние и внутренние кромки лопастей ветровой турбины в сечении соответственно установлены по окружностям и ориентированы таким образом, чтобы обеспечить плавное перетекание воздуха с направляющих створок на лопасти ветровой турбины, а направляющие створки расположены равномерно по окружности и своими осями установлены под углом к линиям ее радиусов таким образом, чтобы обеспечить перетекание воздушного потока с одной лопасти на другую, кроме того, предпочтительно брать N = 3, а К = 6-11. For this, in a wind turbine containing a wind turbine with a vertical axis of rotation, according to the invention, the turbine is formed of N profiled axisymmetric blades connected by upper and lower covers in the form of a circle, and is located inside the guide system formed of K fixed axisymmetric guide flaps fixed by the upper and lower covers, each of the blades of a wind turbine representing a part of the side surface of the cylinder with a generatrix parallel to the axis of rotation of the wind turbine s, the cross section of each of the guide flaps has a sinusoidal profile, with the outer and inner edges of the blades of the wind turbine in cross section respectively mounted in circles and oriented so as to ensure smooth flow of air from the guide flaps to the blades of the wind turbine, and the guide flaps are evenly spaced around the circumference and set with their axes at an angle to the lines of its radii in such a way as to ensure the flow of air from one blade to another, e is further preferred to take N = 3 and K = 6-11.
Согласно изобретению лопасти ветровой турбины дополнительно снабжены горизонтальными силовыми элементами для предотвращения вихреобразования вдоль оси ветровой турбины, а отношение диаметров окружностей, образованных внешними и внутренними кромками лопастей ветровой турбины, равно 2-8, кроме того, угол установки осей направляющих створок к линиям соответствующих радиусов окружности равномерного их расположения ≅ 30o.According to the invention, the blades of the wind turbine are additionally equipped with horizontal power elements to prevent vortex formation along the axis of the wind turbine, and the ratio of the diameters of the circles formed by the outer and inner edges of the blades of the wind turbine is 2-8, in addition, the angle of installation of the axes of the guide wings to the lines of the respective circle radii their uniform location ≅ 30 o .
Сущность изобретения заключается в том, что выполнение лопастей ветровой турбины и направляющей системы соответствующим образом позволило обеспечить плавное перетекание воздуха с направляющих створок на лопасти ветровой турбины и дальнейшее перетекание воздушного потока с одной лопасти на другие и свободный выход отработанного воздуха в атмосферу. The essence of the invention lies in the fact that the implementation of the blades of the wind turbine and the guide system, respectively, allowed for a smooth flow of air from the guiding flaps to the blades of the wind turbine and the further flow of air from one blade to another and the free exit of exhaust air into the atmosphere.
Сравнение заявленного устройства с ближайшим аналогом позволяет утверждать о соответствии критерию "новизна", а отсутствие в аналогах отличительных признаков говорит о соответствии критерию "изобретательский уровень". Comparison of the claimed device with the closest analogue allows us to claim compliance with the criterion of "novelty", and the absence of distinctive features in the analogs indicates compliance with the criterion of "inventive step".
Предварительные испытания подтверждают возможность промышленного использования. Preliminary tests confirm the possibility of industrial use.
На чертеже представлен вид конструкции предлагаемого устройства. The drawing shows a design view of the proposed device.
Ветродвигатель содержит ветровую турбину 1 с вертикальной осью 2 вращения, образованную из N (где N = 3) профилированных осесимметричных лопастей 3-1. ..3-3, соединенных верхней и нижней крышками 4 и 5, имеющими форму круга. The wind turbine contains a wind turbine 1 with a vertical axis of rotation 2, formed from N (where N = 3) profiled axisymmetric blades 3-1. ..3-3 connected by upper and lower covers 4 and 5, having a circle shape.
Ветровая турбина 1 расположена внутри направляющей системы, образованной из К неподвижных осесимметричных направляющих створок 6-1...6-К, закрепленных верхней и нижней крышками 7 и 8, и равномерно расположенных по окружности. The wind turbine 1 is located inside the guide system formed from K fixed axisymmetric guide flaps 6-1 ... 6-K, fixed by the upper and lower covers 7 and 8, and evenly spaced around the circumference.
Оптимальное количество створок 6-i равно 6-11. Каждая из лопастей 3-1... 3-3 ветровой турбины 1 представляет собой часть боковой поверхности цилиндра с образующей, параллельной оси 2 ее вращения. The optimal number of 6-i wings is 6-11. Each of the blades 3-1 ... 3-3 of the wind turbine 1 is a part of the side surface of the cylinder with a generatrix parallel to the axis 2 of its rotation.
Поперечное сечение каждой из направляющих створок 6-1-6-К имеет профиль в виде синусоиды, при этом внешние и внутренние кромки лопастей 3-1...3-3 ветровой турбины 1 в сечении соответственно установлены по окружностям 9 и 10, отношение диаметров которых равно 2-8, и ориентированы таким образом, чтобы обеспечить плавное перетекание воздуха с направляющих створок 6-1... 6-К на лопасти 3-1...3-3 ветровой турбины 1. The cross section of each of the guide flaps 6-1-6-K has a sinusoidal profile, while the outer and inner edges of the blades 3-1 ... 3-3 of the wind turbine 1 in section are respectively set to circles 9 and 10, the ratio of the diameters which is 2-8, and oriented in such a way as to ensure a smooth flow of air from the guiding flaps 6-1 ... 6-K on the blades 3-1 ... 3-3 of the wind turbine 1.
Направляющие створки 6-1...6-К расположены равномерно по окружности, а их оси установлены под углом ≅ 30o к линиям радиусов и ориентированы таким образом, чтобы обеспечить перетекание воздушного потока с одной лопасти на другую и свободный выход отработанного воздуха из ветродвигателя в атмосферу.Guide flaps 6-1 ... 6-K are evenly spaced around the circumference, and their axes are set at an angle of ≅ 30 o to the lines of radii and are oriented in such a way as to ensure the flow of air from one blade to another and the free exit of exhaust air from the wind turbine in atmosphere.
Кроме того, лопасти 3-1...3-3 ветровой турбины 1 могут быть дополнительно снабжены горизонтальными силовыми элементами 11 для предотвращения вихреобразования вдоль вертикальной оси 2 ветровой турбины 1. Эти элементы 11 могут быть выполнены по-разному, например, плоскими и имеющими в сечении форму секторов, размещенных между лопастями. In addition, the blades 3-1 ... 3-3 of the wind turbine 1 can be additionally equipped with horizontal power elements 11 to prevent vortex formation along the vertical axis 2 of the wind turbine 1. These elements 11 can be made in different ways, for example, flat and having in cross section the shape of sectors placed between the blades.
Ветродвигатель закреплен на подставке 12. Каждая из лопастей 3-1...3-3 имеет выпуклую и вогнутую поверхности 13 и 14, соответственно. Ветродвигатель работает следующим образом. При обтекании устройства ветром ветровой поток поступает на створки 6-1...6-К направляющей системы, которые направляют его на ветровую турбину 1. The wind turbine is mounted on a stand 12. Each of the blades 3-1 ... 3-3 has a convex and concave surface 13 and 14, respectively. The wind turbine operates as follows. When the device flows around the wind, the wind flow enters the flaps 6-1 ... 6-K of the guide system, which direct it to the wind turbine 1.
Так как площадь сечения направляющей системы, перпендикулярной потоку воздуха, в 2 раза больше площади сечения ветровой турбины 1 с учетом потерь, примерно в 1,8 раз больше, чем при отсутствии направляющей системы. Since the cross-sectional area of the guide system perpendicular to the air flow is 2 times larger than the cross-sectional area of the wind turbine 1, taking into account losses, it is approximately 1.8 times larger than in the absence of the guide system.
Кроме того, створки 6-1...6-К сориентированы таким образом, что ветровой поток попадает на вогнутую поверхность 14 лопастей 3-1...3-3 ветровой турбины 1. In addition, the shutters 6-1 ... 6-K are oriented so that the wind flow enters the concave surface of the 14 blades 3-1 ... 3-3 of the wind turbine 1.
В то же время створки 6-1...6-К затеняют выпуклую поверхность 13 лопастей 3-1...3-3 ветровой турбины 1. At the same time, the shutters 6-1 ... 6-K obscure the convex surface 13 of the blades 3-1 ... 3-3 of the wind turbine 1.
При этом на выпуклых поверхностях 13 создается зона разряжения, а на вогнутых поверхностях 14 - зона повышенного давления. Thus on the convex surfaces 13 creates a vacuum zone, and on concave surfaces 14 - a zone of high pressure.
После попадания воздуха на ветровую турбину 1 его поток после торможения на одной из лопастей 3-i перетекает на другую лопасть, где еще раз тормозится. After air enters the wind turbine 1, its flow after braking on one of the blades 3-i flows to another blade, where it is again inhibited.
Таким образом, воздушный поток почти полностью отдает свою энергию ветровой турбине 1. Thus, the air flow almost completely gives its energy to the wind turbine 1.
К последней обычно подключены внешние устройства, вырабатывающие электроэнергию или использованные в других целях. The latter is usually connected to external devices that generate electricity or used for other purposes.
После торможения на ветровой турбинe 1 воздух отсасывается из ее зоны за счет разряжения, создаваемого направляющими створками 6-1...6-К за ветровой турбиной 1, что уменьшает возможность его запирания на ней, и выбрасывается в атмосферу. After braking on the wind turbine 1, air is sucked out of its zone due to the vacuum generated by the guiding flaps 6-1 ... 6-K behind the wind turbine 1, which reduces the possibility of its locking on it and is released into the atmosphere.
Таким образом, создание вышеописанной относительно простой конструкции ветродвигателя позволяет обеспечить максимальное использование кинетической энергии ветра. Thus, the creation of the above relatively simple design of the wind turbine allows you to maximize the use of kinetic energy of the wind.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99116242A RU2168059C2 (en) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | Windmill |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99116242A RU2168059C2 (en) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | Windmill |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2168059C2 true RU2168059C2 (en) | 2001-05-27 |
Family
ID=20223122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99116242A RU2168059C2 (en) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | Windmill |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2168059C2 (en) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2215898C1 (en) * | 2002-11-19 | 2003-11-10 | Иванайский Алексей Васильевич | Rotary windmill electric generating plant |
| RU2249722C1 (en) * | 2004-05-05 | 2005-04-10 | Иванайский Алексей Васильевич | Rotary wind power station |
| RU2251022C1 (en) * | 2003-11-13 | 2005-04-27 | Зазимко Вадим Николаевич | Windmill electric generating plant |
| RU2270359C1 (en) * | 2005-01-18 | 2006-02-20 | Алексей Васильевич Иванайский | Rotary windmill-electric generating plant |
| RU2279567C2 (en) * | 2001-08-06 | 2006-07-10 | Хедвиндз Корпорейшн | Wind turbine |
| RU2314433C2 (en) * | 2005-12-16 | 2008-01-10 | Иван Давыдович Востропятов | Rotary windmill |
| RU2328620C1 (en) * | 2006-10-19 | 2008-07-10 | Юрий Сергеевич Ильин | Rotor-type windmill blade and windmill |
| MD3710G2 (en) * | 2007-02-02 | 2009-04-30 | Институт Энергетики Академии Наук Молдовы | Windmill |
| RU2383775C1 (en) * | 2008-06-24 | 2010-03-10 | Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РООСЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) | Rotor-type windmill |
| RU2399789C1 (en) * | 2009-05-05 | 2010-09-20 | Леонид Анатольевич Ярыгин | Wind motor |
| WO2011112065A1 (en) * | 2010-03-08 | 2011-09-15 | Sergej Gurtovoj | Wind turbine with a cylinder rotor |
| MD362Z (en) * | 2009-11-23 | 2011-11-30 | Институт Энергетики Академии Наук Молдовы | Turbine of windmill with vertical axis of rotation |
| RU2539244C1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт связи и автоматизации" (ООО "НИИСА") | Wind-driven power-plant |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4142822A (en) * | 1977-05-05 | 1979-03-06 | Herbert Frank P | Panemone windmill |
| SU1657722A1 (en) * | 1989-06-26 | 1991-06-23 | Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского | Wind motor |
| SU1721285A1 (en) * | 1989-06-20 | 1992-03-23 | В.А.Захаров и А.В.Захаров | Wind motor |
| EP0522994A1 (en) * | 1990-05-31 | 1993-01-13 | Michael Valsamides | Wind turbine cross wind machine |
| RU2074980C1 (en) * | 1994-02-08 | 1997-03-10 | Борис Петрович Хозяинов | Windmill |
-
1999
- 1999-07-27 RU RU99116242A patent/RU2168059C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4142822A (en) * | 1977-05-05 | 1979-03-06 | Herbert Frank P | Panemone windmill |
| SU1721285A1 (en) * | 1989-06-20 | 1992-03-23 | В.А.Захаров и А.В.Захаров | Wind motor |
| SU1657722A1 (en) * | 1989-06-26 | 1991-06-23 | Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского | Wind motor |
| EP0522994A1 (en) * | 1990-05-31 | 1993-01-13 | Michael Valsamides | Wind turbine cross wind machine |
| RU2074980C1 (en) * | 1994-02-08 | 1997-03-10 | Борис Петрович Хозяинов | Windmill |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2279567C2 (en) * | 2001-08-06 | 2006-07-10 | Хедвиндз Корпорейшн | Wind turbine |
| RU2215898C1 (en) * | 2002-11-19 | 2003-11-10 | Иванайский Алексей Васильевич | Rotary windmill electric generating plant |
| WO2004046545A1 (en) * | 2002-11-19 | 2004-06-03 | Tecnotex Srl | Rotor wind plant |
| EP1577547A4 (en) * | 2002-11-19 | 2006-02-01 | Aleksey Vasilyevich Ivanayskiy | Rotor wind plant |
| RU2251022C1 (en) * | 2003-11-13 | 2005-04-27 | Зазимко Вадим Николаевич | Windmill electric generating plant |
| WO2005047694A1 (en) * | 2003-11-13 | 2005-05-26 | Vadim Nikolaevich Zazimko | Wind-driven power plant |
| RU2249722C1 (en) * | 2004-05-05 | 2005-04-10 | Иванайский Алексей Васильевич | Rotary wind power station |
| RU2270359C1 (en) * | 2005-01-18 | 2006-02-20 | Алексей Васильевич Иванайский | Rotary windmill-electric generating plant |
| RU2314433C2 (en) * | 2005-12-16 | 2008-01-10 | Иван Давыдович Востропятов | Rotary windmill |
| RU2328620C1 (en) * | 2006-10-19 | 2008-07-10 | Юрий Сергеевич Ильин | Rotor-type windmill blade and windmill |
| MD3710G2 (en) * | 2007-02-02 | 2009-04-30 | Институт Энергетики Академии Наук Молдовы | Windmill |
| RU2383775C1 (en) * | 2008-06-24 | 2010-03-10 | Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РООСЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) | Rotor-type windmill |
| RU2399789C1 (en) * | 2009-05-05 | 2010-09-20 | Леонид Анатольевич Ярыгин | Wind motor |
| MD362Z (en) * | 2009-11-23 | 2011-11-30 | Институт Энергетики Академии Наук Молдовы | Turbine of windmill with vertical axis of rotation |
| WO2011112065A1 (en) * | 2010-03-08 | 2011-09-15 | Sergej Gurtovoj | Wind turbine with a cylinder rotor |
| RU2539244C1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-01-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт связи и автоматизации" (ООО "НИИСА") | Wind-driven power-plant |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7008171B1 (en) | Modified Savonius rotor | |
| RU2168059C2 (en) | Windmill | |
| KR101383849B1 (en) | Omni-directional wind turbine | |
| RU2256818C2 (en) | Wind mill electric generating plant with acceleration of flow | |
| CA2579587C (en) | Boundary layer wind turbine | |
| EP1540176B1 (en) | Vertical axis wind turbine | |
| CN102713265B (en) | Turbine | |
| KR20180116418A (en) | Wind power generator combined with building | |
| KR101368611B1 (en) | Boundary layer wind turbine with tangential rotor blades | |
| KR101488220B1 (en) | Wind, hydro and tidal power turbine to improve the efficiency of the device | |
| WO2011102746A2 (en) | Turbine with radial inlet and outlet rotor for use in bidirectional flows | |
| EP2425128A1 (en) | Combined wing and turbine device for improved utilization of fluid flow energy | |
| RU2215898C1 (en) | Rotary windmill electric generating plant | |
| RU2638120C1 (en) | Wind turbine plant | |
| RU2249722C1 (en) | Rotary wind power station | |
| RU2425249C1 (en) | Rotary wind-driven electric power station | |
| RU2623637C2 (en) | Wind-heat converter-accumulator | |
| RU2352808C2 (en) | Wr power generation plant | |
| Dutta et al. | Optimum Design of a Savonius VAWT for Implementation in Urban Places having Low to Medium Wind Velocities | |
| KR101657254B1 (en) | Wind Power Generation System Having Guide Wall | |
| RU2626498C1 (en) | Wind power station | |
| RU52120U1 (en) | ENERGY INSTALLATION "WINDROTOR" | |
| EP4375501A1 (en) | Vertical axis wind turbine generator | |
| RU99080U1 (en) | FLOW ACCELERATOR | |
| RU2484297C1 (en) | Wind turbine plant |