RU2264558C1

RU2264558C1 - Adjustable-guide windmill

Info

Publication number: RU2264558C1
Application number: RU2004114942/06A
Authority: RU
Inventors: инов Б.П. Хоз (RU); Б.П. Хозяинов; инов Д.Б. Хоз (RU); Д.Б. Хозяинов; М.Б. Лобанова (RU); М.Б. Лобанова
Original assignee: Хозяинов Борис Петрович; Хозяинов Денис Борисович; Лобанова Милена Борисовна
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2005-11-20

Abstract

FIELD: wind-power engineering; mechanical and electrical energy production.

SUBSTANCE: proposed windmill has vertical-shaft revolving wind turbine and wind-guides disposed outside of wind turbine over circumference which are free to turn about vertical axes; each wind-guide is provided with rollers and mounted in frame on slides arranged on its top and bottom edges for easy horizontal displacement of wind-guides over them. Wind-guides inserted in frame have several parts and are made extensible for forced adjustment of their width depending on natural wind speed. Frame holding these wind-guides is hinged to vertical shaft for easy rotation about vertical axis within desired sector. Location of joint between frame and vertical shaft is such that when parts of wind-guides are disposed in extreme position within frame, the latter is free to turn about vertical axis under action of air stream.

EFFECT: enhanced effectiveness of wind energy use afforded by wind-guides.

4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветродвигателям, и может быть использовано для получения механической и электрической энергии.The invention relates to the field of 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 вращения и расположенные снаружи ветротурбины по окружности свободноповорачивающиеся вокруг вертикальных осей ветронаправляющие экраны.Known wind turbine containing a rotating wind turbine with a vertical axis of rotation and located outside the wind turbine around the circumference of freely rotating around the vertical axes of the wind guide screens.

Недостатком указанного устройства является то, что ветронаправляющие экраны не могут регулировать скорость прохождения воздушного потока через ветротурбину при изменении скорости ветра и препятствуют свободному выходу воздушного потока из объема ветродвигателя.The disadvantage of this device is that the windshields cannot control the speed of air flow through the wind turbine when the wind speed changes and prevent the free flow of air from the volume of the wind turbine.

Целью изобретения является повышение эффективности использования энергии ветра ветродвигателем с помощью ветронаправляющих экранов.The aim of the invention is to increase the efficiency of the use of wind energy by a wind turbine using wind-guiding screens.

Указанная цель достигается тем, что в известном ветродвигателе, содержащем вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения и расположенные снаружи ветротурбины по окружности свободноповорачивающиеся вокруг вертикальных осей ветронаправляющие экраны, где каждый ветронаправляющий экран расположен в секторе свободного поворота, а крайние положения заданы прямой, проходящей через оси вращения ветротурбины и ветронаправляющего экрана, и касательной к окружности, образованной вращением крайней наружной точки подвижной плоскости лопасти, проходящей через ось вращения ветронаправляющего экрана, согласно изобретению каждый ветронаправляющий экран снабжен роликами и установлен в раму на направляющие, расположенные по верхней и нижней ее граням с возможностью свободного перемещения по ним экранов в горизонтальном направлении. Ветронаправляющие экраны в раме состоят из нескольких частей и выполнены раздвижными с возможностью принудительного изменения их ширины в зависимости от природной скорости ветра.This goal is achieved by the fact that in a known wind turbine containing a rotating wind turbine with a vertical axis of rotation and located outside the wind turbine around the circumference, the wind guide screens freely rotate around the vertical axes, where each wind guide screen is located in the free rotation sector, and the extreme positions are given by a straight line passing through the rotation axis a wind turbine and a wind guide screen and a tangent to a circle formed by the rotation of the outermost point of the moving plane blades passing through the axis of rotation of the wind guide screen, according to the invention, each wind guide screen is equipped with rollers and mounted in a frame on guides located along its upper and lower faces with the possibility of free movement of screens along them in the horizontal direction. Wind-guiding screens in the frame consist of several parts and are made sliding with the possibility of forced change of their width depending on the natural wind speed.

Рама вместе с ветронаправляющими экранами шарнирно закреплена на вертикальной оси с возможностью свободного поворота ее вокруг вертикальной оси в заданном секторе.The frame, together with the wind-guiding screens, is pivotally mounted on the vertical axis with the possibility of its free rotation around the vertical axis in a given sector.

Местоположение крепления рамы на вертикальной оси выполнено так, чтобы при расположении частей ветронаправляющих экранов в крайнем положении в раме она имела возможность под воздействием воздушного потока свободно поворачиваться вокруг вертикальной оси.The mounting location of the frame on the vertical axis is such that when the parts of the wind-guiding screens are in the extreme position in the frame, it can freely rotate around the vertical axis under the influence of air flow.

На фиг.1 представлена схема ветродвигателя в плане с регулируемыми по ширине и свободно перемещающимися в раме ветронаправляющими экранами и ветротурбиной. Пунктирной линией показано положение рам с регулируемыми по ширине ветронаправляющими экранами при изменении направления ветра на 90 градусов и изменение местоположения экранов в раме.Figure 1 shows a diagram of a wind turbine in terms of width-adjustable and freely moving in the frame wind-guiding screens and a wind turbine. The dashed line shows the position of the frames with width-adjustable windshields when the wind direction changes by 90 degrees and the position of the screens in the frame.

На фиг.2 показана схема расположения рам с ветронаправляющими экранами при ураганных потоках воздуха при убранных стопорах.Figure 2 shows the arrangement of frames with wind-guiding screens for hurricane air flows with the stops removed.

На фиг.3 даны части ветронаправляющего экрана, которые свободно передвигаются на роликах по направляющим рамы.Figure 3 shows the parts of the wind guide screen, which freely move on rollers along the guide rails of the frame.

Ветродвигатель содержит ветротурбину 1 с вертикальной осью вращения 2, лопасти 3, ветронаправляющие экраны 4, снабженные роликами 5 и установленные на направляющие 6 в раму 7. Рама может свободно поворачиваться вокруг вертикальной оси 8 в заданном секторе, ограниченном стопорами 9.The wind turbine contains a wind turbine 1 with a vertical axis of rotation 2, blades 3, wind-guiding screens 4, equipped with rollers 5 and mounted on guides 6 in the frame 7. The frame can freely rotate around the vertical axis 8 in a given sector, limited by stoppers 9.

Ветродвигатель работает следующим образом. При появлении ветра воздушный поток 10 направляется к ветротурбине 1 через ветронаправляющие экраны 4, которые выполнены раздвижными относительно друг друга и могут принудительно увеличиваться или уменьшаться по ширине при изменении скорости ветра. Таким образом обеспечивается стабильность скорости воздушного потока, проходящего через объем ветротурбины 1. При выходе из объема ветротурбины воздушного потока 10, который скользя по поверхности ветронаправляющего экрана 4, расположенного с подветренной стороны ветродвигателя, передвигает его на роликах 5 по направляющим 6 в крайнее положение рамы 7. Это заставляет раму под воздействием ветра повернуться вокруг вертикальной оси 8 и расположиться параллельно движению воздушного потока, что будет способствовать свободному выходу воздушного потока из объема ветродвигателя. При ураганных потоках воздуха 11 стопоры 9, ограничивающие сектор поворота рамы, убираются, и рамы 7 вместе с ветронаправляющими экранами 4 начинают работать во флюгерном режиме, ослабляя давление на ветронаправляющие экраны и поддерживающую конструкцию, предотвращая их разрушение.The wind turbine operates as follows. When the wind appears, the air flow 10 is directed to the wind turbine 1 through the wind-guiding screens 4, which are made sliding relative to each other and can be forced to increase or decrease in width when the wind speed changes. This ensures the stability of the speed of the air flow passing through the volume of the wind turbine 1. Upon exiting the volume of the wind turbine, the air flow 10, which sliding along the surface of the wind guide screen 4 located on the leeward side of the wind turbine, moves it on rollers 5 along the guides 6 to the extreme position of the frame 7 This causes the frame to rotate around the vertical axis 8 under the influence of wind and be parallel to the movement of the air flow, which will facilitate the free exit of air flow from the volume of the wind turbine. In case of hurricane air flows 11, the stoppers 9, restricting the sector of rotation of the frame, are removed, and the frame 7 together with the wind guiding screens 4 begin to work in the vane mode, easing the pressure on the wind guiding screens and supporting structure, preventing their destruction.

Предлагаемая конструкция ветронаправляющих экранов позволит регулировать скорость воздушного потока в объеме ветротурбины и не допустит разрушения поддерживающей конструкции и ветронаправляющих экранов при действии ураганных потоков воздуха.The proposed design of wind-guiding screens will allow you to adjust the speed of the air flow in the volume of the wind turbine and will not allow the destruction of the supporting structure and wind-guiding screens under the action of hurricane air flows.

Claims

1. A wind turbine with adjustable wind guiding screens, comprising a rotating wind turbine with a vertical axis of rotation and external wind turbines located around the circumference of the wind guiding screens, where each wind guiding screen is located in the free rotation sector, and the extreme positions are defined by a straight line passing through the axis of rotation of the wind turbine and a wind-guiding screen, and tangent to a circle formed by the rotation of the outermost point of the moving plane blades passing through the axis of rotation of the wind guide screen, characterized in that each wind guide screen is equipped with rollers and mounted in the frame on guides located along its upper and lower faces with the possibility of free movement of the screens along them in the horizontal direction.

2. The wind turbine according to claim 1, characterized in that the windshield screens in the frame consist of several parts and are made sliding with the possibility of forced change of their width depending on the natural wind speed.

3. The wind turbine according to claim 2, characterized in that the frame, together with the wind-guiding screens, is pivotally mounted on the vertical axis with the possibility of its free rotation around the vertical axis in a given sector.

4. The wind turbine according to claim 3, characterized in that the mounting location of the frame on the vertical axis is such that when the parts of the wind-guiding screens are in the extreme position in the frame, it can freely rotate around the vertical axis under the influence of air flow.