RU2293211C1

RU2293211C1 - Windmill rotor

Info

Publication number: RU2293211C1
Application number: RU2005114321/06A
Authority: RU
Inventors: дченко Николай Петрович Д (RU); Николай Петрович Дядченко
Original assignee: Николай Петрович Дядченко
Priority date: 2005-06-23
Filing date: 2005-06-23
Publication date: 2007-02-10

Abstract

FIELD: wind power engineering.

SUBSTANCE: proposed windmill rotor has vertical shaft with vanes on outer surface, vanes being made with increasing radial dimensions in height of rotor. According to invention rotor vanes are installed over spiral so that end of each following vane on upper level of rotor overlaps beginning of preceding vane on lower level of rotor.

EFFECT: increased efficiency of utilization of wind flow in rotors orientated vertical at moderate velocities of wind.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для устойчивой работы ветродвигателей при умеренных скоростях ветра.The invention relates to the field of wind energy and can be used for stable operation of wind turbines at moderate wind speeds.

Известен ротор ветродвигателя, содержащий вертикальный вал с лопастями на его внешней поверхности, при этом лопасти выполнены с увеличивающимся радиальным размером по высоте ротора (см. JP, 10274148 А, кл. F 03 D 3/06, 13.10.1998, 6 с.), по совокупности существенных признаков принятый за ближайший аналог изобретения (прототип).A known rotor of a wind turbine containing a vertical shaft with blades on its outer surface, while the blades are made with increasing radial size along the height of the rotor (see JP, 10274148 A, CL F 03 D 3/06, 10/13/1998, 6 C.) , on the set of essential features adopted for the closest analogue of the invention (prototype).

Недостатками ротора являются его невысокая эффективность при умеренных скоростях ветра и низкий коэффициент полезного действия (КПД).The disadvantages of the rotor are its low efficiency at moderate wind speeds and low coefficient of performance (COP).

Технический результат, заключающийся в повышении эффективности использования ветрового потока в роторах, ориентированных вертикально при умеренных скоростях ветра, обеспечивается за счет того, что в роторе ветродвигателя, содержащем вертикальный вал с лопастями на его внешней поверхности, при этом лопасти выполнены с увеличивающимся радиальным размером по высоте ротора, согласно изобретению лопасти ротора установлены по спиралям так, что конец каждой последующей лопасти на верхнем уровне ротора перекрывает начало предшествующей лопасти на нижнем уровне ротора. Внешняя поверхность вала ротора имеет цилиндрическую или конусную форму с вершиной конуса, расположенной на нижнем уровне ротора.The technical result, which consists in increasing the efficiency of using the wind flow in rotors oriented vertically at moderate wind speeds, is ensured by the fact that in the rotor of a wind turbine containing a vertical shaft with blades on its outer surface, the blades are made with increasing radial height of the rotor, according to the invention, the rotor blades are mounted in spirals so that the end of each subsequent blade at the upper level of the rotor overlaps the beginning of the previous Asti rotor at a lower level. The outer surface of the rotor shaft has a cylindrical or conical shape with a cone apex located at the lower level of the rotor.

На фиг.1 изображен ротор ветродвигателя, общий вид; на фиг.2 - ротор ветродвигателя, вид сверху.Figure 1 shows the rotor of a wind turbine, General view; figure 2 - rotor of a wind turbine, top view.

Ротор ветродвигателя содержит вертикальный вал (например, трехтрубного исполнения) с лопастями на внешней поверхности вала. Лопасти (они могут быть составными) выполнены с увеличивающимся радиальным размером по высоте ротора по спиралям так, что конец каждой последующей лопасти на верхнем уровне ротора перекрывает начало предшествующей лопасти на нижнем уровне ротора. Внешняя поверхность вала ротора имеет цилиндрическую или конусную форму с вершиной конуса, расположенной на нижнем уровне ротора.The rotor of the wind turbine contains a vertical shaft (for example, three-pipe version) with blades on the outer surface of the shaft. The blades (they can be composite) are made with increasing radial size along the height of the rotor in spirals so that the end of each subsequent blade at the upper level of the rotor overlaps the beginning of the previous blade at the lower level of the rotor. The outer surface of the rotor shaft has a cylindrical or conical shape with a cone apex located at the lower level of the rotor.

Ротор ветродвигателя работает следующим образом.The rotor of the wind turbine operates as follows.

Поток ветра, ударяясь в лопасти ротора, соответствующим образом ориентированные к набегающему потоку, передает лопастям свою кинетическую энергию, заставляя тем самым вращаться ротор ветродвигателя и вал (или валы), к которому (или к которым) лопасти прикреплены. Кроме того, внутри конуса ротора образуется закрученный поток ветра, который согласно закону неразрывности потока увеличивает суммарную кинетическую энергию, а также мощность и КПД ротора. Вращение вала ротора ветродвигателя способствует вращению вала генератора (не показан), и вырабатываемая в конечном результате электрическая энергия передается потребителям.The wind flow, striking the rotor blades appropriately oriented towards the incoming flow, transfers its kinetic energy to the blades, causing the rotor of the wind turbine and the shaft (or shafts) to which the blades are attached to rotate. In addition, a swirling wind flow forms inside the rotor cone, which, according to the law of continuity of flow, increases the total kinetic energy, as well as the power and efficiency of the rotor. The rotation of the rotor shaft of the wind turbine contributes to the rotation of the shaft of the generator (not shown), and the electrical energy generated in the final result is transmitted to consumers.

Claims

1. The rotor of the wind turbine containing a vertical shaft with blades on its outer surface, the blades are made with increasing radial size along the height of the rotor, characterized in that the rotor blades are mounted in spirals so that the end of each subsequent blade at the upper level of the rotor overlaps the beginning of the previous blades at the lower level of the rotor.

2. The rotor according to claim 1, characterized in that the outer surface of the rotor shaft has a cylindrical or conical shape with a vertex of a cone located at the lower level of the rotor.