[go: up one dir, main page]

RU2688623C2 - Water-wind engine - Google Patents

Water-wind engine Download PDF

Info

Publication number
RU2688623C2
RU2688623C2 RU2017137196A RU2017137196A RU2688623C2 RU 2688623 C2 RU2688623 C2 RU 2688623C2 RU 2017137196 A RU2017137196 A RU 2017137196A RU 2017137196 A RU2017137196 A RU 2017137196A RU 2688623 C2 RU2688623 C2 RU 2688623C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blades
working
shaft
consumer
engine
Prior art date
Application number
RU2017137196A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2017137196A (en
RU2017137196A3 (en
Inventor
Виктор Иванович Волкович
Иван Николаевич Даниленко
Original Assignee
Виктор Иванович Волкович
Иван Николаевич Даниленко
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 Виктор Иванович Волкович, Иван Николаевич Даниленко filed Critical Виктор Иванович Волкович
Priority to RU2017137196A priority Critical patent/RU2688623C2/en
Publication of RU2017137196A publication Critical patent/RU2017137196A/en
Publication of RU2017137196A3 publication Critical patent/RU2017137196A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2688623C2 publication Critical patent/RU2688623C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00Other machines or engines
    • F03B17/06Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
    • F03B17/062Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially at right angle to flow direction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/02Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  having a plurality of rotors
    • 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
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/30Wind power
    • 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
    • Y02E10/20Hydro energy
    • 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
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to water-wind power engineering. Water-jet engine includes a body mounted on support-rotary axle 2 with guide flap-splitter 3, working shafts with blades 6 and a consumer drive shaft, a consumer shaft drive mechanism connecting the working shafts and the consumer drive shaft. Blades 6 of one working shaft are arranged without contact with blades 6 of another working shaft. Flared end flap 3 is made in the form of two planes connected at an acute angle, facing the flow with a vertex. Axis 2 is located behind inlet section of funnel-splitter 3. Blades 6 are made flat and fixed on each working shaft with eccentricity. Drive mechanism of the consumer shaft is made in the form of one branch, which includes a chain and "parasitic" sprocket, and is intended for provision of synchronous rotation of working shafts in opposite directions.EFFECT: invention is aimed at providing possibility to use engine with high degree of efficiency.1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к водоветроэнергетическому машиностроению, а именно к двигателям, использующим энергию воды или ветра для выработки механической энергии в различных областях техники, в частности, в энергетике для привода электрогенератора.The invention relates to water power engineering, in particular to engines that use the energy of water or wind to generate mechanical energy in various fields of technology, in particular, in the power industry to drive an electric generator.

Известна установка для использования энергии ветра по заявке ФРГ №2905560, кл. F03D 3/02, 1980 г., содержащая ветровые колеса с лопастями, установленные ярусами друг над другом и рядом друг с другом с возможностью вращения на общих вертикальных осях.Known installation for the use of wind energy at the request of Germany No. 2955560, class. F03D 3/02, 1980, containing wind wheels with blades, mounted in tiers one above the other and next to each other with the possibility of rotation on common vertical axes.

Однако, такие установки для использования энергии ветра обладают рядом недостатков: - автоматическое ориентирование к ветру с использованием поплавков и энергии волн возможно только при наличии водной поверхности, причем вялое перемещение поплавков не может обеспечить достаточно быструю переориентацию к изменившемуся направлению ветра, а это снижает эффективность ветрового двигателя;However, such installations for using wind energy have a number of disadvantages: - automatic orientation to the wind using floats and wave energy is possible only if there is a water surface, and the sluggish movement of the floats cannot provide a sufficiently fast reorientation to the changed wind direction, and this reduces wind efficiency engine;

- расположенные рядом друг за другом ветровые колеса снижают эффективность ветрового двигателя, так как, ветровое колесо, принимающее ветер, первым рассекает его перед расположенным за ним;- wind wheels located next to each other reduce the efficiency of the wind engine, since the wind wheel that receives the wind first cuts it in front of the wind engine behind it;

- лопасть ветрового колеса в зоне действия ветра, преодолевая сопротивление пружины, поворачивается на шарнире, а попадая в зону защищенную от ветра ветронаправляющим устройством, возвращается в исходное положение, причем это происходит при каждом обороте ветрового колеса и сопровождается ударом, вибрацией и быстрым износом шарнира, пружины и лопасти.- the blade of the wind wheel in the area of the wind, overcoming the resistance of the spring, rotates at the hinge, and getting into the area protected from the wind by the wind-guiding device returns to its original position, and this happens with each turn of the wind wheel and is accompanied by shock, vibration and rapid wear of the hinge, springs and blades.

Известен ветровой двигатель по патенту Российской Федерации №2009370, кл. F03D 3/00, 1980 г., содержащий размещенные ярусами в опорных рамах и закрепленные на двух вертикальных кинематически связанных между собой осях ветроколеса с лопастями, вертикальную мачту, расположенную симметрично относительно осей ветроколес, с установленными на ней площадкой с механическим приводом и устройством ориентации, с целью повышения эффективности, устройство ориентации выполнено в виде двух вертикальных плоскостей, соединенных под острым углом с вершиной, направленной к ветру, и снабжено вертикальными стойками, шарнирно соединенными с опорными рамами ветроколес с возможностью их перемещения в горизонтальной плоскости, причем горизонтальные рамы попарно соединены пружинами растяжения, а мачта имеет нижнюю шаровую пяту и верхнюю шаровую опору, механический привод содержит инерционный маховик, установленный соосно с мачтой, и преобразователь встречного вращения ветроколес в однонаправленное, выполненный в виде пары цилиндрических зубчатых колес.Known wind engine according to the patent of the Russian Federation No. 2006970, cl. F03D 3/00, 1980, containing placed in tiers in the support frames and mounted on two vertical kinematically interconnected axes of the windwheel with blades, a vertical mast located symmetrically with respect to the axes of the windwheels, with a mechanically driven platform installed on it, and an orientation device, in order to increase efficiency, the orientation device is made in the form of two vertical planes connected at an acute angle with the apex directed to the wind, and is provided with vertical posts that are articulated windwheels with supporting frames that can be moved in a horizontal plane, with horizontal frames connected in pairs by tension springs, and the mast has a lower ball heel and upper ball bearing, the mechanical drive contains an inertial flywheel mounted coaxially with the mast, and a counter-rotating transducer of the windwheel into a unidirectional , made in the form of a pair of cylindrical gears.

Однако, конструкция двигатель не позволяет эффективно использовать направляющийся в него поток ветра. Использование же потока воды двигателем совсем не предусмотрено, да и не возможно.However, the design of the engine does not allow for the efficient use of the wind flow to it. The use of water flow by the engine is not provided at all, and it is not possible.

Известен водоветряной двигатель по патенту Китая №1055039, кл. F03B 1/00, 1991 г., принятый заявителем за прототип. Он содержит на опорно-поворотной оси корпус с направляющим раструбом-рассекателем, размещенные в корпусе рабочие валы с лопастями, механизм привода вала потребителя, связывающий рабочие валы и вал привода потребителя. Рабочие валы размещены параллельно друг другу, а зоны обратного хода лопастей рабочих валов совмещены в одну зону обратного хода. Причем механизм привода вала потребителя предназначен для обеспечения синхронного вращения рабочих валов в противоположные стороны и передачи вращения на вал привода потребителя.Famous water-venting engine according to the patent of China No. 1055039, cl. F03B 1/00, 1991, adopted by the applicant for the prototype. It contains on the rotary axis a housing with a guide socket-divider, working shafts with blades housed in the housing, a consumer shaft drive mechanism connecting the working shafts and the consumer drive shaft. The working shafts are arranged parallel to each other, and the reverse zones of the blades of the working shafts are combined into one reverse zone. Moreover, the drive mechanism of the consumer’s shaft is designed to provide synchronous rotation of the working shafts in opposite directions and transfer the rotation to the consumer’s drive shaft.

Известное изобретение относится к устройствам выработки электрической энергии с использованием приливов рек и естественного ветра, задачей которого является создание устройства естественной выработки электрической энергии естественным ветром, в котором используется приливной естественный ветер реки.The known invention relates to devices for the generation of electrical energy using tides of rivers and natural wind, the purpose of which is to create a device for the natural generation of electrical energy by the natural wind, which uses the tidal natural wind of the river.

Однако, такая конструкция устройства является мало эффективной за счет того, что опорно-поворотная ось размещена впереди, перед устройством, лопасти рабочих валов разнесены друг относительно друга и не перекрывают рабочие зоны, механизм привода вала потребителя выполнен сложным из двух ветвей.However, this design of the device is not very effective due to the fact that the pivot axis is placed in front of the device, the blades of the working shafts are spaced apart from each other and do not overlap the working areas, the drive shaft of the consumer is made of two branches.

Технической проблемой заявляемого изобретения является необходимость создания двигателя такой конструкции, которая позволяла бы его применение с использованием либо потока ветра, либо потока воды, при этом использовать двигатель с большой степенью эффективности, например, в качестве альтернативного источника для выработки электрической энергии.The technical problem of the claimed invention is the need to create an engine of such a design that would allow its use using either wind flow or water flow, while using an engine with a high degree of efficiency, for example, as an alternative source for generating electrical energy.

Поставленная проблема решается тем, что в предлагаемом решении, содержащем установленный на опорно-поворотной оси корпус с направляющим раструбом-рассекателем, размещенные в корпусе рабочие валы с лопастями и вал привода потребителя, при этом лопасти одного рабочего вала размещены без контакта с лопастями другого рабочего вала, механизм привода вала потребителя, связывающий рабочие валы и вал привода потребителя, направляющий раструб-рассекатель выполнен в виде двух плоскостей, соединенных под острым углом, обращенным вершиной к потоку, а опорно-поворотная ось размещена за входным сечением направляющего раструба-рассекателя, причем лопасти выполнены плоскими и закреплены на каждом рабочем валу с эксцентриситетом, механизм привода вала потребителя выполнен в виде одной ветви, которая включает цепь и «паразитную» звездочку, и предназначен, в том числе, для обеспечения синхронного вращения рабочих валов в противоположные стороны.The problem is solved by the fact that in the proposed solution containing a housing mounted on a rotary axis with a guide socket-divider, working shafts with blades and a consumer drive shaft are placed in the housing, while the blades of one working shaft are placed without contact with the blades of another working shaft , the drive mechanism of the consumer’s shaft, connecting the working shafts and the consumer’s drive shaft, the guide socket-divider is made in the form of two planes connected at an acute angle, with its tip facing the flow y, and the rotary axis is located behind the inlet section of the guide socket-divider, the blades are flat and fixed on each working shaft with eccentricity, the drive mechanism of the consumer’s shaft is one branch, which includes a chain and a "parasitic" sprocket, and is intended , including, for ensuring synchronous rotation of working shaft in the opposite directions.

Кроме того, опорно-поворотная ось размещена вертикально, а корпус закреплен на ней так, что рабочие валы размещены в корпусе вертикально и параллельно опорно-поворотной оси, или рабочие валы размещены в корпусе горизонтально и перпендикулярно опорно-поворотной оси.In addition, the pivot axle is placed vertically, and the body is fixed on it so that the working shafts are placed in the case vertically and parallel to the supporting and turning axis, or the working shafts are placed in the case horizontally and perpendicularly to the supporting and turning axis.

Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в том, что получен двигатель с одинаково высокой степенью эффективного применения как от потока ветра, так и от потока воды, для выработки электрической энергии для различных потребителей, например, для обеспечения электроэнергией дачных домов, коттеджей.The technical result from the use of the present invention is that the engine is obtained with the same high degree of effective use from wind flow and water flow to generate electrical energy for various consumers, for example, to provide electricity to country houses and cottages.

На фиг. 1 изображен вид на водоветряной двигатель спереди;FIG. 1 is a front view of a water jet engine;

на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 с размещением рабочих валов и лопастей;in fig. 2 shows section A-A in FIG. 1 with the placement of the working shafts and blades;

на фиг. 3 - кинематическая схема связи рабочих валов - механизм привода вала потребителя;in fig. 3 - kinematic diagram of the connection of the working shafts - the mechanism of the drive shaft of the consumer;

на фиг. 4 - вариант горизонтального рабочего положения двигателя при его использовании;in fig. 4 - a variant of the horizontal operating position of the engine when it is used;

на фиг. 5 - варианты вертикального рабочего положения двигателя при его использовании;in fig. 5 - variants of the vertical operating position of the engine when it is used;

на фиг. 6 - вариант примера использования водоветрового двигателя, размещаемого в потоке водной среды.in fig. 6 is a variant of an example of using a wind power engine placed in a stream of an aqueous medium.

Водоветровой двигатель состоит из несущего корпуса 1, который установлен на опорно-поворотной оси 2 и содержащий направляющий раструб-рассекатель 3, который выполнен в виде двух плоскостей, соединенных под острым углом, обращенным вершиной к потоку. В корпусе 1 размещены рабочие валы 4 и 5 с лопастями 6. Лопасти 6 выполнены плоскими и жестко закреплены на рабочих валах 4 и 5, чем обеспечивают работу двигателя без шума, ударов и вибраций. Причем лопасти 6 закреплены на каждом рабочем валу 4 и 5 с эксцентриситетом «е». При этом лопасти 6 одного рабочего вала размещены без контакта с лопастями 6 другого рабочего вала. А именно, лопасти 6 ориентированы в пространстве в виде зацепления без контакта, а вращение каждого рабочего вала осуществляется своим воздушным или водным потоком, при этом каждый рабочий вал 4 и 5 вращается независимо от другого.A wind-powered engine consists of a carrying case 1, which is mounted on a supporting-turning axis 2 and containing a guide socket-divider 3, which is made in the form of two planes connected at an acute angle, with its tip facing the stream. In the housing 1 there are working shafts 4 and 5 with blades 6. The blades 6 are made flat and rigidly fixed on the working shafts 4 and 5, which ensure the operation of the engine without noise, shock and vibrations. Moreover, the blades 6 are fixed on each working shaft 4 and 5 with eccentricity "e". In this case, the blades 6 of one working shaft are placed without contact with the blades 6 of another working shaft. Namely, the blades 6 are oriented in space in the form of engagement without contact, and the rotation of each working shaft is carried out by its own air or water flow, with each working shaft 4 and 5 rotating independently of the other.

Опорно-поворотная ось 2 размещена за входным сечением направляющего раструба-рассекателя 3, в отличие от прототипа, где она размещена перед раструбом, что позволяет с наименьшим сопротивлением потоку воздуха или воды поворачиваться корпусу 1 с рабочими валами 4 и 5. Выполнение в таком виде предлагаемого водоветрового двигателя, а именно, в виде «флюгера», позволяет легко ориентировать его корпус 1 в направлении потока воздуха и достигать наиболее полного использования его энергии.The pivot axis 2 is located behind the inlet section of the guide socket-splitter 3, unlike the prototype, where it is placed in front of the socket, which allows the body 1 with the working shafts 4 and 5 to rotate with the least resistance. a water-borne engine, namely, in the form of a “weather vane”, makes it easy to orient its body 1 in the direction of air flow and to achieve the most complete use of its energy.

С наружной стороны корпуса 1 на рабочих валах 4 и 5 установлены одинаковые по диаметру звездочки 7 и 8, которые кинематически связаны с помощью цепи 9 и «паразитной» звездочки 10 с системой натяжения и образуют механизм привода вала потребителя 11, связывающий рабочие валы 4 и 5 и вал привода потребителя 11.On the outer side of the housing 1 on the working shafts 4 and 5 are installed on the same diameter sprocket 7 and 8, which are kinematically connected by means of chain 9 and "parasitic" sprocket 10 with the tension system and form the drive mechanism of the consumer 11, connecting the working shafts 4 and 5 and consumer drive shaft 11.

Причем механизм привода вала потребителя, в отличие от прототипа, где такой механизм представлен в виде двух ветвей, выполнен в виде одной ветви, которая включает цепь 9 и «паразитную» звездочку 10, и предназначен для обеспечения синхронного вращения рабочих валов 4 и 5 в противоположные стороны и недопущения касания лопастей 6 между собой в зоне обратного хода, а также передачи вращения на вал привода потребителя 11. Цепь 9 в этом механизме является синхронизирующим элементом, так как синхронизация работы валов зависит от шага цепи 9.Moreover, the consumer’s drive mechanism, unlike the prototype, where such a mechanism is represented as two branches, is made as a single branch, which includes a chain 9 and a “parasitic” sprocket 10, and is designed to provide simultaneous rotation of the working shafts 4 and 5 in opposite hand and avoid touching the blades 6 between themselves in the area of reverse, as well as the transfer of rotation to the drive shaft of the consumer 11. Chain 9 in this mechanism is a synchronizing element, since the synchronization of the shafts depends on the pitch of chain 9.

Вместо шумной цепной передачи допустимо использование зубчатых шкивов и двухстороннего плоскозубчатого приводного ремня. Такая передача не требует смазки.Instead of a noisy chain transmission, it is permissible to use gear pulleys and a double-sided flat-toothed belt. This transfer does not require lubrication.

Опорно-поворотная ось 2 размещена всегда в вертикальном положении, однако, корпус 1 может быть закреплен на ней так, что рабочие валы 4 и 5 могут быть размещены в корпусе 1 вертикально и параллельно опорно-поворотной оси 2, или рабочие валы 4 и 5 могут быть размещены в корпусе 1 горизонтально и перпендикулярно опорно-поворотной оси 2.The pivot axis 2 is always placed in a vertical position, however, the housing 1 can be fixed on it so that the working shafts 4 and 5 can be placed in the housing 1 vertically and parallel to the supporting rotary axis 2, or the working shafts 4 and 5 can be placed in the housing 1 horizontally and perpendicular to the rotary axis 2.

В случае размещения двигателя в воде, он выполнен с возможностью фиксации в водном потоке посредством якорей 12 или растяжек 13.In the case of placing the engine in the water, it is made with the possibility of fixation in the water flow by means of anchors 12 or stretch marks 13.

Зоны обратного хода лопастей 6 двух рабочих валов 4 и 5 совмещены в одну зону обратного хода с целью уменьшения габаритов двигателя, сложения скоростей вращения лопастей и, как итог, повышения КПД двигателя. При этом лопастям 6 каждого рабочего вала 4 и 5, размещенным в плоскостях, которые смещены от центра вращения рабочего вала 4 и 5 на величину эксцентриситета «е», за счет этого эксцентриситета «е», создают плечо для первоначального стартового крутящего момента, способствующее плавному началу и дальнейшему плавному вращению лопастей 6.Zones of the return stroke of the blades 6 of the two working shafts 4 and 5 are combined into one zone of the reverse stroke in order to reduce the dimensions of the engine, add up the speeds of rotation of the blades and, as a result, increase the efficiency of the engine. In this case, the blades 6 of each working shaft 4 and 5, placed in planes that are offset from the center of rotation of the working shaft 4 and 5 by the value of eccentricity "e", due to this eccentricity "e", create a shoulder for the initial starting torque, contributing to a smooth the beginning and further smooth rotation of the blades 6.

Водоветровой двигатель работает следующим образом.Vautovatov engine works as follows.

Работа водоветрового двигателя основывается на преобразовании кинетической энергии воздушного или водного потока в механическую энергию вращения рабочих валов, которые имеют лопасти, равномерно расположенные по окружности вала.The work of the wind-driven engine is based on the conversion of the kinetic energy of the air or water flow into the mechanical energy of rotation of the working shafts, which have blades evenly spaced around the circumference of the shaft.

Двигатель выставляют навстречу потоку воздуха или воды выполненным в нем направляющим раструбом-рассекателем 3 так, чтобы поток максимально входил в корпус 1 двигателя, а опорно-поворотная ось 2 минимально компенсировала незначительные отклонения этого потока, направляя его в раструб-рассекатель 3. Выполненный в виде двух плоскостей, соединенных под острым углом, обращенным вершиной к потоку, раструб-рассекатель 3 разделяет его на два потока с более концентрированными струями, которые отклоняясь в сторону, на лопасти рабочих валов 4 и 5, приобретают скорость превышающую скорость свободного потока и повышают эффективность использования его энергии.The engine is exposed to meet the flow of air or water made in it with a guide socket-divider 3 so that the stream enters the engine housing 1 as much as possible, and the supporting-swivel axis 2 minimally compensates for minor deviations of this stream, directing it to the socket-splitter 3. Designed as two planes connected at an acute angle, facing the top of the stream, the socket-splitter 3 divides it into two streams with more concentrated jets, which deviate to the side, on the blades of the working shafts 4 and 5, pr acquire a speed exceeding the speed of a free flow and increase the efficiency of its energy.

Поток в раструбе-рассекателе 3 корпуса 1 уплотняется, за счет чего в узкой части корпуса 1 увеличивает свою скорость. Здесь движущая масса потока давит на лопасти 6 и они начинают вращать в разные стороны рабочие валы 4 и 5. Однако, вал привода потребителя 11 или «паразитная» звездочка 10 вращаются в одну сторону, суммируя усилия от рабочих валов, благодаря механизму привода вала потребителя, синхронизирующему вращение рабочих валов в противоположные стороны. Выполнение из полого квадратного профиля рабочих валов 4 и 5 для удобства крепления лопастей 6 и смещения точки приложения давления потока от центра вращения на величину эксцентриситета «е» увеличивает чувствительность начала движения лопастей 6. Происходит плавное вращение рабочих валов 4 и 5 без рывков, так как максимальную нагрузку поочередно воспринимают лопасти 6 вала 4 и вала 5, что способствует ориентации двигателя к фронту потока.The flow in the socket-splitter 3 of the housing 1 is compacted, due to which it increases its speed in the narrow part of the housing 1. Here, the driving mass of the stream presses on the blades 6 and they begin to rotate in different directions the working shafts 4 and 5. However, the consumer drive shaft 11 or the “parasitic” sprocket 10 rotates in one direction, summing up the forces from the working shafts, thanks to the drive mechanism of the consumer shaft, synchronizing the rotation of the working shaft in opposite directions. The implementation of the hollow square profile of the working shafts 4 and 5 for easy mounting of the blades 6 and the displacement of the point of application of the flow pressure from the center of rotation by the eccentricity value "e" increases the sensitivity of the beginning of the movement of the blades 6. There is a smooth rotation of the working shafts 4 and 5 without jerks, because the maximum load alternately perceive the blades 6 of the shaft 4 and the shaft 5, which contributes to the orientation of the engine to the flow front.

Благодаря синхронному вращению рабочих валов 4 и 5 можно их суммарное вращение представить как вращение одного вала от лопастей 6, разбивающих окружность вращения на восемь одинаковых секторов. Зона обратного хода лопастей 6 не воспринимает давление потока, поскольку закрыта щитом раструба-рассекателя 3 и отсутствует причина торможения вращения лопастей 6 от встречного потока в зоне обратного хода.Due to the synchronous rotation of the working shafts 4 and 5, their total rotation can be represented as the rotation of one shaft from the blades 6, which divide the rotation circle into eight identical sectors. The zone of reverse motion of the blades 6 does not perceive the pressure of the flow, since it is closed by the shield of the socket-distributor 3 and there is no reason for the braking of the rotation of the blades 6 from the oncoming flow in the reverse zone.

Включенный в схему привода вал привода потребителя 11 также приводится во вращение, которое он передает, например, на электрогенератор. А электрогенератор преобразует это вращательное движение в электрическую энергию, которой он и обеспечивает, например, дачные дома или коттеджи.The consumer drive shaft 11 included in the drive circuit is also driven, for example, by the electric generator. And the electric generator converts this rotational movement into electrical energy, which it provides, for example, country houses or cottages.

Мощность такого двигателя можно определить по формуле: N=psv3/2, гдеThe power of this engine can be determined from the formula: N = psv 3/2, where

р - плотность движущейся массы потока в зоне давления на лопасти;p is the density of the moving mass flow in the pressure zone on the blade;

s - площадь, с которой собирается поток в раструб-рассекатель;s - the area from which the flow is collected in the socket-divider;

v - скорость потока в зоне давления на лопасти.v - flow rate in the zone of pressure on the blade.

Видно, что результат имеет кубическую зависимость от скорости потока в рабочей зоне, которую создает раструб-рассекатель 3, наличие которого в конструкции оправдано. Принимая в расчет, что жидкости практически не сжимаются, в водной среде эффективность двигателя сразу поднимается в 800 раз, так как плотность воды и воздуха отличается в 800 раз при нормальных условиях, с чем нельзя не считаться.It is seen that the result has a cubic dependence on the flow velocity in the working area, which is created by the socket splitter 3, whose presence in the design is justified. Taking into account that liquids are practically not compressed, in an aquatic environment, the efficiency of the engine immediately rises 800 times, since the density of water and air differs 800 times under normal conditions, which cannot be ignored.

Для работы двигателя в потоке воды его помещают перпендикулярно этому потоку воды, для чего фиксируют двигатель растяжками 13 или якорями 12. А чтобы меняющаяся скорость и направление потока не влияли на работу двигателя, его размещают на понтоне, где также размещают потребитель и механизм синхронизации вращения рабочих валов.To operate the engine in a stream of water, it is placed perpendicular to this stream of water, for which purpose the engine is fixed with braces 13 or anchors 12. And to change the speed and direction of flow do not affect the operation of the engine, it is placed on the pontoon, where the workers also synchronize shafts.

Использование предлагаемого технического решения позволило создать высокоэффективный, универсальный двигатель, работающий с использованием как потока ветра, так и потока воды, который возможно использовать в качестве альтернативного источника для выработки электрической энергии.The use of the proposed technical solution allowed the creation of a highly efficient, universal engine operating using both wind flow and water flow, which can be used as an alternative source for generating electrical energy.

Более полное использование энергии ветра и воды и повышение эффективности предложенного двигателя по сравнению с известными решениями достигается следующим.A more complete use of wind and water energy and improving the efficiency of the proposed engine compared with the known solutions is achieved as follows.

1. Выполнением направляющего раструба-рассекателя в виде двух плоскостей, соединенных под острым углом, обращенным вершиной к потоку.1. The implementation of the guide socket-divider in the form of two planes connected at an acute angle, facing the top of the stream.

2. Закреплением корпуса на опорно-поворотной оси, а опорно-поворотной оси - за направляющим раструбом-рассекателем, а именно, выполнением двигателя в виде «флюгера», что позволяет легко ориентировать корпус в направлении потока и достигать наиболее полного использования его энергии.2. Fixing the case on the pivot axis and the pivot axis on the guide socket divider, namely, making the engine in the form of a “vane”, which makes it easy to orient the case in the direction of flow and to achieve the most complete use of its energy.

3. Плоские, жестко закрепленные лопасти рабочих валов обеспечивают работу двигателя без шума, ударов и вибрации.3. Flat, rigidly fixed blades of the working shafts ensure engine operation without noise, shock and vibration.

4. Закреплением лопастей на каждом рабочем валу с эксцентриситетом.4. Fixing the blades on each working shaft with eccentricity.

5. Ориентированием в пространстве лопастей одного рабочего вала относительно другого в виде зацепления без контакта, а с водовоздушной прослойкой.5. Orientation in space of the blades of one working shaft relative to another in the form of engagement without contact, and with the water-air layer.

6. Выполнением механизма привода вала потребителя в виде одной ветви.6. The implementation of the drive mechanism of the consumer's shaft as a single branch.

Конструкция двигателя предполагает его изготовление на универсальных станках, поскольку лопасти выполнены плоскими и не имеют фигурных поверхностей.The design of the engine involves its manufacture on universal machines, since the blades are made flat and do not have shaped surfaces.

Кроме того, водоветровой двигатель можно изготавливать разных размеров для удобства его установки и использования при передаче механической энергии вращения разным потребителям, как для выработки электрической энергии, так и для вращения, например, винта при установке двигателя на плавсредствах.In addition, the windmill engine can be made of different sizes for ease of installation and use in the transmission of mechanical rotational energy to different consumers, both for generating electrical energy and for rotating, for example, a screw when installing the engine in watercraft.

Claims (2)

1. Водоветровой двигатель, содержащий установленный на опорно-поворотной оси корпус с направляющим раструбом-рассекателем, размещенные в корпусе рабочие валы с лопастями и вал привода потребителя, при этом лопасти одного рабочего вала размещены без контакта с лопастями другого рабочего вала, механизм привода вала потребителя, связывающий рабочие валы и вал привода потребителя, отличающийся тем, что направляющий раструб-рассекатель выполнен в виде двух плоскостей, соединенных под острым углом, обращенным вершиной к потоку, а опорно-поворотная ось размещена за входным сечением направляющего раструба-рассекателя, причем лопасти выполнены плоскими и закреплены на каждом рабочем валу с эксцентриситетом, механизм привода вала потребителя выполнен в виде одной ветви, которая включает цепь и «паразитную» звездочку, и предназначен в том числе для обеспечения синхронного вращения рабочих валов в противоположные стороны.1. A wind-powered engine containing a housing mounted on a rotary axis with a guide socket-divider, working shafts with blades and a consumer drive shaft placed in the housing, while the blades of one working shaft are placed without contact with the blades of another working shaft, the consumer drive shaft connecting the working shafts and the consumer's drive shaft, characterized in that the guide socket-divider is made in the form of two planes connected at an acute angle, with the tip facing the flow, and the supporting turn the rear axle is located behind the inlet cross section of the guide socket-divider, the blades are flat and fixed on each working shaft with eccentricity, the drive shaft of the consumer is made as a single branch, which includes a chain and a “parasitic” sprocket, and is also intended to ensure synchronous rotation of the working shaft in opposite directions. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что опорно-поворотная ось размещена вертикально, а корпус закреплен на ней так, что рабочие валы размещены в корпусе вертикально и параллельно опорно-поворотной оси или рабочие валы размещены в корпусе горизонтально и перпендикулярно опорно-поворотной оси.2. The engine under item 1, characterized in that the pivot axle is placed vertically, and the body is fixed on it so that the working shafts are placed in the case vertically and parallel to the supporting and turning axis, or the working shafts are placed in the case horizontally and perpendicularly rotary axis.
RU2017137196A 2017-10-23 2017-10-23 Water-wind engine RU2688623C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017137196A RU2688623C2 (en) 2017-10-23 2017-10-23 Water-wind engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017137196A RU2688623C2 (en) 2017-10-23 2017-10-23 Water-wind engine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2017137196A RU2017137196A (en) 2019-04-23
RU2017137196A3 RU2017137196A3 (en) 2019-04-23
RU2688623C2 true RU2688623C2 (en) 2019-05-21

Family

ID=66321701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017137196A RU2688623C2 (en) 2017-10-23 2017-10-23 Water-wind engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2688623C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2821849C1 (en) * 2023-10-15 2024-06-26 Станислав Юрьевич Шаньшин Submersible generator drive

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1055039A (en) * 1990-03-19 1991-10-02 朱敬邦 Rotor generator with double bucket-type blades driven by water or wind
JP2011012584A (en) * 2009-07-01 2011-01-20 Michihiro Oe Wind turbine generator
RU2451823C2 (en) * 2005-07-15 2012-05-27 Сандерманн Уотер Пауэр Лтд Power generation plant operating from water flow
WO2012113130A1 (en) * 2011-02-21 2012-08-30 Lin Hui-Feng Triangular prism diversion cover type of aerogenerator
RU2500916C1 (en) * 2011-05-18 2013-12-10 Сибелл Интернейшнл Ко., Лтд. Hydraulic energy-generating plant

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1055039A (en) * 1990-03-19 1991-10-02 朱敬邦 Rotor generator with double bucket-type blades driven by water or wind
RU2451823C2 (en) * 2005-07-15 2012-05-27 Сандерманн Уотер Пауэр Лтд Power generation plant operating from water flow
JP2011012584A (en) * 2009-07-01 2011-01-20 Michihiro Oe Wind turbine generator
WO2012113130A1 (en) * 2011-02-21 2012-08-30 Lin Hui-Feng Triangular prism diversion cover type of aerogenerator
RU2500916C1 (en) * 2011-05-18 2013-12-10 Сибелл Интернейшнл Ко., Лтд. Hydraulic energy-generating plant

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2821849C1 (en) * 2023-10-15 2024-06-26 Станислав Юрьевич Шаньшин Submersible generator drive

Also Published As

Publication number Publication date
RU2017137196A (en) 2019-04-23
RU2017137196A3 (en) 2019-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5410636B2 (en) Direct drive wave energy converter
CN107355338B (en) A flowing water power generation device
CN207033643U (en) A kind of Wave energy collecting device
WO2008051455A3 (en) Submersible turbine-generator unit for ocean and tidal currents
CN109356772A (en) A floating ocean power generation system
CN107218171A (en) A kind of Wave energy collecting device
US20190331088A1 (en) Dolphin-Blade, Fluid Flow, Reciprocal Motor
CN102003326B (en) A vertical axis rhombic fluid kinetic energy power generation conversion device
CN102705147B (en) Wave energy converting device
CN202690315U (en) Wave energy conversion device
CN102996347A (en) Side-moment vane fluid energy generator
RU2688623C2 (en) Water-wind engine
WO2012044266A9 (en) A generator providing power generation from sea wave, rivers, and wind
US11549480B2 (en) Floating drum turbine for electricity generation
CN1730937B (en) Arc toothed chain type wind and tidal wave combined electricity generating device
CN102996332A (en) Offset variable-angle vertical axis wind energy device
CN206874424U (en) A kind of marine tidal-current energy trunnion axis passively becomes drift angle turbine
WO2018203183A1 (en) Flow turbine for hydro power plants
CN102943742A (en) Lateral torque blade perpendicular shaft fluid energy cushioning device
JPH04137270U (en) Variable blade type and rotating blades for wind and hydroelectric generators
CN204357627U (en) Rotating guide-bar formula blade extending means and apply the tidal generating set of this rotating guide-bar formula blade extending means
CN104454306A (en) Rotary guide rod type blade telescopic mechanism and tidal power generator adopting same
CN100400857C (en) Horizontal axis drum baffle type water flow power generation device
CN207620964U (en) System for converting the total kinetic energy of sea waves into electric power by means of a unidirectional direct drive shaft converter (ODSC system)
TR202014458A2 (en) Renewable mechanical energy generation unit that can efficiently regulate low, medium and very high, unstable directional kinetic energies

Legal Events

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

Effective date: 20201024