[go: up one dir, main page]

RU2379545C1 - Method of converting kinetic wind energy - Google Patents

Method of converting kinetic wind energy Download PDF

Info

Publication number
RU2379545C1
RU2379545C1 RU2008135534/06A RU2008135534A RU2379545C1 RU 2379545 C1 RU2379545 C1 RU 2379545C1 RU 2008135534/06 A RU2008135534/06 A RU 2008135534/06A RU 2008135534 A RU2008135534 A RU 2008135534A RU 2379545 C1 RU2379545 C1 RU 2379545C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vehicle
wind
flying
flying vehicle
fact
Prior art date
Application number
RU2008135534/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Федор Федорович Пащенко (RU)
Федор Федорович Пащенко
Владимир Викторович Торшин (RU)
Владимир Викторович Торшин
Леонид Ефимович Круковский (RU)
Леонид Ефимович Круковский
Original Assignee
Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН filed Critical Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН
Priority to RU2008135534/06A priority Critical patent/RU2379545C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2379545C1 publication Critical patent/RU2379545C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: method of converting kinetic energy of wind which acts on fixed flying vehicle with transmission of mechanical power to working member located on the ground consists in the fact that there formed are two differently directed forces acting on flying vehicle, one of which pulls the vehicle up and is determined by the fact that the vehicle is lighter than air, and the other force is specified with its aerodynamic shape having the form of semi-sphere with lower spherical surface and upper flat surface. Besides it is possible to create additional force which acts during downward vehicle movement owing to the shape given to flying vehicle of asymmetric shape in the form of flat visor, which protrudes behind the ranges of perimeter of upper surface of flying vehicle, which activates vibration process.
EFFECT: conversion of energy of wind blowing even with low velocity to vibratory movement of working member with its further being used for electricity generation.
2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к преобразованию энергии ветра, действующего на привязной летательный аппарат, с передачей механической работы на рабочий орган, совершающий колебательное движение.The invention relates to the conversion of wind energy acting on a tethered aircraft, with the transfer of mechanical work to the working body, making an oscillatory movement.

Из уровня техники известны способы преобразования энергии ветра с передачей механической работы на рабочий орган, совершающий колебательное движение. (См., например, патент РФ №2142572, МПК F03D 5/06 «Устройство для преобразования энергии текучей среды», опубл. 10.12.1999 в Бюл. №34).The prior art methods for converting wind energy with the transfer of mechanical work to a working body that performs oscillatory motion. (See, for example, RF patent No. 2142572, IPC F03D 5/06 “Device for converting fluid energy”, published on December 10, 1999 into Bull. No. 34).

Недостаток известного способа заключается в том, что устройства, выполненные для реализации данного способа, имеют сложную конструкцию. Кроме того, для получения полезной работы требуется большой напор текучей среды.The disadvantage of this method is that the devices made to implement this method have a complex structure. In addition, to obtain useful work requires a large pressure head of the fluid.

Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является способ преобразования энергии ветра, действующего на привязной летательный аппарат с передачей механической работы на рабочий орган, совершающий колебательное движение. (См., например, патент РФ №2109981, МПК F03D 5/06 "Способ преобразования кинетической энергии скоростного напора ветра и ветроустановка", опубл. 27.04.1998 г. в Бюл. №12).The closest in technical essence and adopted as a prototype is a method of converting wind energy acting on a tethered aircraft with the transfer of mechanical work to a working body that performs oscillatory motion. (See, for example, RF patent No. 2109981, IPC F03D 5/06 "Method for the conversion of kinetic energy of high-speed wind pressure and wind turbine", published on April 27, 1998 to Bull. No. 12).

Способ позволяет использовать потоки воздуха, обычно дующие на высоте.The method allows the use of air flows, usually blowing at altitude.

Недостаток прототипа, так же как и аналога, заключается в том, что при невысоких скоростных ветровых напорах получаемая энергия невелика.The disadvantage of the prototype, as well as the analogue, is that with low speed wind pressures, the energy received is small.

Задачей данного изобретения является преобразование энергии ветра, дующего даже с небольшой скоростью, в колебательное движение рабочего органа с последующим его использованием для генерации электричества.The objective of the invention is the conversion of wind energy, blowing even at low speed, into the oscillatory movement of the working body with its subsequent use to generate electricity.

Указанная задача решается за счет того, что в способе преобразования кинетической энергии ветра, воздействующего на привязной летающий аппарат с передачей механической мощности на рабочий орган, расположенный на земле, согласно изобретению формируют две разнонаправленные силы, действующие на летающий аппарат, одна из которых тянет аппарат вверх и определяется тем, что аппарат выполнен легче воздуха, а вторая сила задается его аэродинамической формой, имеющей вид полусферы, с нижней сферической и плоской верхней поверхностями.This problem is solved due to the fact that in the method of converting the kinetic energy of the wind acting on a tethered flying apparatus with the transmission of mechanical power to a working body located on the ground, according to the invention, two differently directed forces acting on the flying apparatus are formed, one of which pulls the apparatus up and is determined by the fact that the apparatus is made lighter than air, and the second force is determined by its aerodynamic shape, having the form of a hemisphere, with a lower spherical and flat upper surfaces.

В варианте технического решения при движении аппарата вниз образуется дополнительная сила, поворачивающая аппарат под углом к ветру, за счет придания аппарату асимметричной формы в виде плоского козырька, выходящего за границы периметра верхней поверхности.In the embodiment of the technical solution, when the apparatus moves downward, an additional force is formed, which rotates the apparatus at an angle to the wind, due to giving the apparatus an asymmetric shape in the form of a flat peak that extends beyond the perimeter of the upper surface.

Наличие двух разнонаправленных сил, одна из которых тянет аппарат вверх и определяется тем, что аппарат выполняют легче воздуха, а вторая сила определяется его аэродинамической формой, выполненной в виде полусферы со сферической поверхностью, направленной вниз, приводит к тому, что даже при небольшом напоре аппарат начинает реагировать на ветер, вынуждая колебаться прикрепленные к аппарату механические элементы конструкции.The presence of two multidirectional forces, one of which pulls the device up and is determined by the fact that the device is lighter than air, and the second force is determined by its aerodynamic shape, made in the form of a hemisphere with a spherical surface directed downwards, leads to the fact that even with a small pressure head begins to respond to the wind, forcing the mechanical elements of the structure attached to the apparatus to oscillate.

Придание форме летательного аппарата асимметрии, которая при движении его вниз образует дополнительную силу, поворачивающую аппарат под углом к ветру, усиливает колебательные процессы при воздействии ветра.Giving asymmetry to the shape of the aircraft, which when moving downward forms an additional force that turns the device at an angle to the wind, enhances the oscillatory processes when exposed to wind.

Заявленное изобретение иллюстрируется чертежами.The claimed invention is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена принципиальная механическая схема устройства, выполняющего функции преобразования энергии ветра.Figure 1 presents a schematic mechanical diagram of a device that performs the function of converting wind energy.

На фиг.2 показан привязной летательный аппарат с козырьком, вид сбоку.Figure 2 shows a tethered aircraft with a visor, side view.

На фиг.3 изображен привязной летательный аппарат с козырьком, вид сверху.Figure 3 shows a tethered aircraft with a visor, top view.

Механическая схема состоит из пустотелого привязного летательного аппарата 1 (фиг.1). Летательный аппарат имеет аэродинамический профиль, состоящий из выпуклой сферической 2 и плоской 3 поверхностей. Выпуклая поверхность 2 ориентирована вниз. Внутренняя поверхность аппарата может быть заполнена газом с удельным весом, меньшим удельного веса воздуха. Аппарат привязан тросом 4, который проходит через жестко закрепленный воронкообразный приемник 5 с закругленными верхними и нижними краями. Внутренняя поверхность приемника имеет специальное покрытие, снижающее трение троса о его стенки. На тросе имеется зажим 6, к которому с помощью вспомогательного троса 7 последовательно крепятся сердечник 8 электромагнитного преобразователя и пружина сжатия-растяжения 9. Снизу пружина 9 крепится к неподвижной поверхности (не показана).The mechanical circuit consists of a hollow tethered aircraft 1 (figure 1). The aircraft has an aerodynamic profile, consisting of a convex spherical 2 and flat 3 surfaces. Convex surface 2 is oriented downward. The inner surface of the apparatus can be filled with gas with a specific gravity less than the specific gravity of air. The device is tied with a cable 4, which passes through a rigidly fixed funnel-shaped receiver 5 with rounded upper and lower edges. The inner surface of the receiver has a special coating that reduces the friction of the cable against its walls. The cable has a clip 6, to which, using an auxiliary cable 7, the core 8 of the electromagnetic transducer and the compression-tension spring 9 are sequentially attached. From the bottom, the spring 9 is attached to a fixed surface (not shown).

В варианте технического решения верхняя поверхность 3 летательного аппарата 1 снабжена плоским козырьком 10 (фиг.2, 3), выходящим за границы периметра верхней поверхности, что придает аппарату асимметричную форму.In a technical solution, the upper surface 3 of the aircraft 1 is equipped with a flat visor 10 (Fig.2, 3), which extends beyond the perimeter of the upper surface, which gives the device an asymmetric shape.

Способ преобразования кинетической энергии ветра, воздействующего на привязной летающий аппарат с передачей механической мощности на рабочий орган, расположенный на земле, осуществляется следующим образом. За счет того, что аппарат легче воздуха, он поднимается над поверхностью земли на определенную высоту, определяемую длиной троса 4, растягивая пружину 9. При воздействии на летательный аппарат 1 потока воздуха он за счет аэродинамического эффекта, определяемого разностью скоростей ветровых потоков, обтекающих его с верхней поверхности 3 и нижней поверхности 2, будет стремиться двигаться вниз, уменьшая растягивающую силу, действующую на пружину 9. Таким образом, на аппарат действуют две силы, одна из которых стремится поднять его вверх, а вторая опустить вниз. Из-за того, что ветер всегда дует с переменной скоростью, аппарат 1 будет совершать колебательные движения вверх-вниз. Эти движения передаются через трос 4, зажим 6 и вспомогательный трос 7 на пружину 9 и приводят к ее попеременному сжатию и растяжению. Колебательные движения пружины заставляют сердечник 8 также совершать возвратно-поступательные движения, которые вызывают появление электрического напряжения на катушке (не показана), внутри которой помещен сердечник 8. Таким образом, имеет место преобразование кинетической энергии ветра в электрическую энергию, которую можно использовать для различных бытовых и хозяйственных нужд.The method of converting the kinetic energy of the wind acting on a tethered flying apparatus with the transmission of mechanical power to a working body located on the ground is as follows. Due to the fact that the device is lighter than air, it rises above the earth's surface to a certain height, determined by the length of the cable 4, stretching the spring 9. When exposed to the aircraft 1 air flow, it due to the aerodynamic effect, determined by the speed difference of the wind flows around it with the upper surface 3 and the lower surface 2, will tend to move down, reducing the tensile force acting on the spring 9. Thus, two forces act on the apparatus, one of which tends to lift it up, and the second th to lower down. Due to the fact that the wind always blows at a variable speed, apparatus 1 will oscillate up and down. These movements are transmitted through the cable 4, the clamp 6 and the auxiliary cable 7 to the spring 9 and lead to its alternate compression and extension. The oscillating movements of the spring cause the core 8 to also reciprocate, which causes the appearance of electrical voltage on the coil (not shown), inside which the core is placed 8. Thus, there is a conversion of the kinetic energy of the wind into electrical energy that can be used for various household and household needs.

При наличии козырька 10 (фиг.2, 3) во время движения под влиянием ветра аппарата 1 вниз на козырек будет действовать односторонняя сила воздушного сопротивления, направленная вертикально. Аппарат будет разворачиваться боком по отношению к ветру и действие аэродинамического эффекта ослабнет. Аппарат начнет подниматься вверх, стремясь занять первоначальное положение. Далее процесс будет повторяться. Благодаря этому будет происходить дополнительное изменение баланса сил, действующих на аппарат даже при постоянном воздушном потоке. В результате колебательный процесс будет происходить более интенсивно, что повысит энергетическую отдачу системы.In the presence of a visor 10 (Fig.2, 3) during movement under the influence of the wind of the apparatus 1 down on the visor will act one-sided force of air resistance directed vertically. The device will turn sideways with respect to the wind and the aerodynamic effect will weaken. The device will begin to rise up, trying to take its original position. Next, the process will be repeated. Due to this, an additional change in the balance of forces acting on the device will occur even with a constant air flow. As a result, the oscillatory process will occur more intensively, which will increase the energy return of the system.

Claims (2)

1. Способ преобразования кинетической энергии ветра, воздействующего на привязной летающий аппарат, с передачей механической мощности на рабочий орган, расположенный на земле, отличающийся тем, что формируют две разнонаправленные силы, действующие на летающий аппарат, одна из которых тянет аппарат вверх и определяется тем, что аппарат выполнен легче воздуха, а вторая сила задается его аэродинамической формой, имеющей вид полусферы со сферической нижней и плоской верхней поверхностями.1. A method of converting the kinetic energy of the wind acting on a tethered flying apparatus, with the transmission of mechanical power to a working body located on the ground, characterized in that it forms two multidirectional forces acting on the flying apparatus, one of which pulls the apparatus up and is determined by that the apparatus is made lighter than air, and the second force is determined by its aerodynamic shape, having the form of a hemisphere with a spherical lower and flat upper surfaces. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что образуют дополнительную силу, которая действует при движении аппарата вниз за счет придания летающему аппарату ассиметричной формы в виде плоского козырька, выходящего за границы периметра верхней поверхности летательного аппарата. 2. The method according to claim 1, characterized in that they form an additional force that acts when the device moves downward due to giving the flying machine an asymmetric shape in the form of a flat visor that extends beyond the perimeter of the upper surface of the aircraft.
RU2008135534/06A 2008-09-01 2008-09-01 Method of converting kinetic wind energy RU2379545C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008135534/06A RU2379545C1 (en) 2008-09-01 2008-09-01 Method of converting kinetic wind energy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008135534/06A RU2379545C1 (en) 2008-09-01 2008-09-01 Method of converting kinetic wind energy

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2379545C1 true RU2379545C1 (en) 2010-01-20

Family

ID=42120848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008135534/06A RU2379545C1 (en) 2008-09-01 2008-09-01 Method of converting kinetic wind energy

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2379545C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186193U1 (en) * 2018-05-04 2019-01-11 Общество с ограниченной ответственностью "Стрелец" (ООО "Стрелец") DEVICE FOR STABILIZING A TAKE-UP AIRCRAFT

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1302011A1 (en) * 1985-11-21 1987-04-07 Г.Г.Арутюн н Wind power plant
RU2109981C1 (en) * 1992-03-16 1998-04-27 Юрий Иванович Черкасов Method and plant for converting kinetic energy of wind velocity head
RU2277642C2 (en) * 2004-06-01 2006-06-10 Валерий Викторович Мурашевский Wind power plant
RU2297710C2 (en) * 2005-07-18 2007-04-20 Анатолий Петрович Рыбкин Device for conversion of wind energy to electricity and wireless illumination of object
WO2008034421A2 (en) * 2006-09-19 2008-03-27 Manfred Franetzki Kite power generator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1302011A1 (en) * 1985-11-21 1987-04-07 Г.Г.Арутюн н Wind power plant
RU2109981C1 (en) * 1992-03-16 1998-04-27 Юрий Иванович Черкасов Method and plant for converting kinetic energy of wind velocity head
RU2277642C2 (en) * 2004-06-01 2006-06-10 Валерий Викторович Мурашевский Wind power plant
RU2297710C2 (en) * 2005-07-18 2007-04-20 Анатолий Петрович Рыбкин Device for conversion of wind energy to electricity and wireless illumination of object
WO2008034421A2 (en) * 2006-09-19 2008-03-27 Manfred Franetzki Kite power generator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186193U1 (en) * 2018-05-04 2019-01-11 Общество с ограниченной ответственностью "Стрелец" (ООО "Стрелец") DEVICE FOR STABILIZING A TAKE-UP AIRCRAFT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130227940A1 (en) Energy conversion from fluid flow
Qadri et al. Fluid-structure interaction of a fully passive flapping foil for flow energy extraction
US20140175800A1 (en) Non-Rotating Wind Energy Generator
US20200049130A1 (en) Electrical Power Generator
CN108678895B (en) Dynamic adjustable rigidity vortex-induced vibration tidal current energy conversion device and control method thereof
EP3204635A2 (en) An electrical power generator and an electrical power generation method
CA2713853A1 (en) Wave energy conversion apparatus
WO2015088923A3 (en) Multi-directional wave energy absorption converter
KR102849880B1 (en) Universal swing generator under complex incoming flow and method of using the same
EP1913203A1 (en) A device for capturing energy from a fluid flow
JP2017505394A (en) Vertical movement buoy point absorber
Tian et al. Dynamic modeling of wave driven unmanned surface vehicle in longitudinal profile based on DH approach
EP2411662A1 (en) Venturi pinwheel and sea anchor wave energy conversion systems
JP5627527B2 (en) Natural vibration adjustment mechanism of wave power generator
RU2379545C1 (en) Method of converting kinetic wind energy
Phan et al. Remotely controlled flight of an insect-like tailless flapping-wing micro air vehicle
RU2380569C1 (en) Conversion of wind power into electric power
JP2012518752A (en) Power capture device
Korde et al. On wave energy focusing and conversion in open water
Zhang et al. Energy conversion performance of a triplet BBDB device model under regular wave conditions
CN208474043U (en) A kind of anti-wave power generator of sea swing type
CN116696978A (en) Damping device and damping method of floating offshore wind turbine based on magnetorheological damper
Lai et al. Numerical study on the optimization of hydrodynamic performance of oscillating buoy wave energy converter
KR101562788B1 (en) Wind power generator
WO2012143708A2 (en) Apparatus and method for converting movement into energy

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180902