RU171749U1 - ROTARY WIND POWER PLANT - Google Patents

ROTARY WIND POWER PLANT Download PDF

Info

Publication number
RU171749U1
RU171749U1 RU2016108455U RU2016108455U RU171749U1 RU 171749 U1 RU171749 U1 RU 171749U1 RU 2016108455 U RU2016108455 U RU 2016108455U RU 2016108455 U RU2016108455 U RU 2016108455U RU 171749 U1 RU171749 U1 RU 171749U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
wind
blades
wind power
permanent magnets
Prior art date
Application number
RU2016108455U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Сергеевич Ивлев
Андрей Александрович Антонов
Данияр Тюлигенович Искалиев
Original Assignee
Андрей Александрович Антонов
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 Андрей Александрович Антонов filed Critical Андрей Александрович Антонов
Priority to RU2016108455U priority Critical patent/RU171749U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU171749U1 publication Critical patent/RU171749U1/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
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06Rotors
    • F03D3/061Rotors characterised by their aerodynamic shape, e.g. aerofoil profiles
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/02Additional mass for increasing inertia, e.g. flywheels
    • 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
    • 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
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
    • 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
    • Y02E70/00Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
    • Y02E70/30Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin

Abstract

Полезная модель относится к конструкциям ветроэлектрических установок. Роторная ветроэлектростанция состоит из вала, на котором размещены ветроколесо с лопастями и электрогенератор. Вал ветроэлектростанции выполнен из верхней и нижней частей, на верхней части вала установлено ветроколесо, состоящее из жестко закрепленных на валу лопастей, выполненных из прямолинейной и дугообразной частей, соединенных шарнирно, нижняя часть вала опирается на магнитный опорный узел, который выполнен в виде пустотелого цилиндра, внутри которого размещены два постоянных магнита, которые обращены одноименными полюсами друг к другу, и на нижней части вала размещен электрогенератор, ротор которого выполнен в виде маховика, на котором установлены постоянные магниты, причем верхняя часть вала и нижняя часть вала ветроэлектростанции взаимодействуют через расцепляющую муфту. Полезная модель направлена на повышение КПД за счет уменьшения трений в механических узлах. 4 ил.The utility model relates to the construction of wind power plants. A rotary wind farm consists of a shaft on which a wind wheel with blades and an electric generator are placed. The shaft of the wind farm is made of upper and lower parts, a wind wheel is installed on the upper part of the shaft, consisting of blades rigidly fixed on the shaft, made of straight and arc-shaped parts, pivotally connected, the lower part of the shaft rests on a magnetic support unit, which is made in the form of a hollow cylinder, inside of which are placed two permanent magnets that are facing the same poles to each other, and on the lower part of the shaft there is an electric generator whose rotor is made in the form of a flywheel, on which Permanent magnets are installed, with the upper part of the shaft and the lower part of the shaft of the wind farm interacting through a trip clutch. The utility model is aimed at increasing efficiency by reducing friction in mechanical units. 4 ill.

Description

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к конструкциям ветряных двигателей, и может быть использована для выработки электроэнергии за счет преобразования энергии воздушного потока.The utility model relates to engine building, in particular to the construction of wind engines, and can be used to generate electricity by converting the energy of the air flow.

Известен ветрогенератор, содержащий ветроколесо и магнитоэлектрический генератор, ротор которого имеет постоянные магниты и связан с ветроколесом, а статор выполнен из шихтованного магнитопровода с обмотками (патент RU 2168062 С1, МПК F03D 9/00, опубл. 27.05.2001, автор Ивашинцов Д.А. и др. Ветрогенератор).A known wind generator containing a wind wheel and a magnetoelectric generator, the rotor of which has permanent magnets and is connected with the wind wheel, and the stator is made of a charged magnetic core with windings (patent RU 2168062 C1, IPC F03D 9/00, published on 05.27.2001, author Ivashintsov D.A. . and other wind generator).

Недостатками данной конструкции являются низкий КПД, высокий момент страгивания ротора и относительно высокие обороты, при которых генератор обеспечивает отдачу электроэнергии в сеть.The disadvantages of this design are low efficiency, high rotational speed of the rotor and relatively high revolutions at which the generator provides electric energy to the network.

Известна роторная ветроэлектростанция, содержащая ротор, выполненный в виде диска с установленными на нем лопастями, выполненными в форме аэродинамических крыльев и расположенными с зазором относительно вала ротора, механически связанного с валом электрогенератора, обтекатель, установленный на валу перед ротором по потоку, охватывающий зазор между внутренними кромками лопастей и конфузор, размещенный перед ротором по потоку (патент RU №2425249, МПК F03D 1/04, опубл. 20.08.2002, автор Иванейский А.В и др. Роторная ветроэлектростанция).Known rotary wind power plant containing a rotor made in the form of a disk with blades mounted on it, made in the form of aerodynamic wings and located with a gap relative to the rotor shaft, mechanically connected with the shaft of the electric generator, a cowl mounted on the shaft in front of the rotor downstream, covering the gap between the internal the edges of the blades and the confuser, placed in front of the rotor downstream (patent RU No. 2425249, IPC F03D 1/04, published on 08.20.2002, author Ivaneyansky A.V. et al. Rotor wind farm).

Недостатком ветроэлектростанции является низкий КПД работы и требуется для работы стабильная скорость ветрового потока, так же высокий момент страгивания ротора, только при высоких оборотах начинает протекать ток заряда аккумуляторных батарей.The disadvantage of a wind power plant is its low efficiency and it requires a stable wind flow speed for operation, as well as a high moment of rotation of the rotor, only at high speeds does the charge current of the batteries begin to flow.

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.This technical solution is selected as a prototype.

Техническим результатом роторной ветроэлектростанции является повышение КПД за счет уменьшения трений в механических узлах генератора.The technical result of a rotary wind farm is to increase efficiency by reducing friction in the mechanical components of the generator.

Технический результат достигается тем, что вал ветроэлектростанции выполнен из верхней и нижней частей, на верхней части вала установлено ветроколесо, состоящее из жестко закрепленных на валу лопастей, выполненных из прямолинейной и дугообразной частей, соединенных шарнирно, нижняя часть вала опирается на магнитный опорный узел, который выполнен в виде пустотелого цилиндра, внутри которого размещены два постоянных магнита, которые обращены одноименными полюсами друг к другу, и на нижней части вала размещен электрогенератор, ротор которого выполнен в виде маховика, на котором установлены постоянные магниты, причем верхняя часть вала и нижняя часть вала ветроэлектростанции взаимодействуют через расцепляющую муфту. Повышение КПД ветроэлектростанции достигается за счет складывающихся лопастей ветроколеса, установкой расцепляющей муфты, роторы электрогенератора выполнены в виде маховиков, а снижение трения в механическом узле достигается за счет использования магнитного узла.The technical result is achieved by the fact that the wind power shaft is made of upper and lower parts, a wind wheel is installed on the upper part of the shaft, consisting of blades rigidly fixed to the shaft, made of rectilinear and arcuate parts, pivotally connected, the lower part of the shaft rests on a magnetic support node, which made in the form of a hollow cylinder, inside of which are placed two permanent magnets that are facing the same poles to each other, and on the lower part of the shaft there is an electric generator whose rotor The horn is made in the form of a flywheel, on which permanent magnets are mounted, the upper part of the shaft and the lower part of the shaft of the wind power station interacting through the trip clutch. An increase in the efficiency of a wind power plant is achieved due to the folding blades of the wind wheel, the installation of a trip clutch, the rotors of the electric generator are made in the form of flywheels, and the reduction of friction in the mechanical assembly is achieved through the use of a magnetic assembly.

Фиг 1. Общий вид роторной ветроэлектростанции.Fig 1. General view of a rotor wind farm.

Фиг 2. Вид лопасти.Fig 2. View of the blade.

Фиг 3. Расцепляющая муфта.Fig 3. Release clutch.

Фиг 4. Конструкция магнитного узла.Fig 4. The design of the magnetic node.

Роторная ветроэлектростанция содержит ветроколесо 1, состоящее из прямой части лопасти 2 и дугообразной 3, соединенных между собой через петлю 4, лопасти ветроколеса имеют жесткое соединение 5 с верхней частью вала 6, ниже лопастей ветроколеса расположена расцепляющая муфта 7, корпус расцепляющей муфты 7, верхний диск муфты 8, нижний диск муфты 9, электрогенератор 10, нижняя часть вала 11, магнитный опорный узел 12, верхний постоянный магнит 13, стопор для дугообразной лопасти 14, пружина в расцепляющей муфте 15, нижний постоянный магнит опорного узла 16.The rotor wind farm contains a wind wheel 1, consisting of the straight part of the blade 2 and the arcuate 3, interconnected through a loop 4, the wind wheel blades have a rigid connection 5 with the upper part of the shaft 6, below the blades of the wind wheel there is a trip clutch 7, the body of the trip clutch 7, the upper disk clutch 8, the lower clutch disk 9, the generator 10, the lower part of the shaft 11, the magnetic support assembly 12, the upper permanent magnet 13, the stopper for the arcuate blade 14, the spring in the trip clutch 15, the lower permanent magnet of the support node 16.

Роторная ветроэлектростанция работает следующим образом.Rotary wind farm operates as follows.

При наличии ветра 1-15 м/с ветровой поток толкает ветроколесо 1 роторной электростанции, «раскрывая» рабочую лопасть 2 и 3 за счет шарнирно-петлевого крепления 4, оставшиеся нерабочие в данный момент лопасти, находясь в «закрытом» состоянии, способствуют снижению тормозящего эффекта ветрового потока. При ураганном ветре более 15 м/с лопасти 3 не будут успевать раскрываться, чем исключается механическое повреждение ветроэлектростанции. Лопасти 2, за счет жесткого соединения 5 с верхней частью вала 6, заставляют вал вращаться вокруг своей оси вместе с верхним диском 8 расцепляющей муфты 7, так как он тоже жестко соединен с верхней частью вала 6. Верхний диск, за счет наличия толкающего плеча, скошенной ступеньки, передает силу вращения с верхней части роторной ветроэлектроустановки на нижнюю 9, тем самым приводя роторные маховики в движение вокруг своей оси. Электрогенератор 10 начал вырабатывать электроэнергию.In the presence of a wind of 1-15 m / s, the wind flow pushes the wind wheel 1 of the rotor power plant, “opening” the working blade 2 and 3 due to the hinge-fastening 4, the remaining non-working blades at the moment, being in the “closed” state, help to reduce the braking wind flow effect. With a hurricane wind of more than 15 m / s, the blades 3 will not have time to open, which excludes mechanical damage to the wind farm. The blades 2, due to the rigid connection 5 with the upper part of the shaft 6, cause the shaft to rotate around its axis together with the upper disk 8 of the trip clutch 7, since it is also rigidly connected to the upper part of the shaft 6. The upper disk, due to the presence of a pushing arm, beveled steps, transmits the rotation force from the upper part of the rotor wind turbine to the lower 9, thereby bringing the rotary flywheels into motion around its axis. The generator 10 began to generate electricity.

При отсутствии стабильного ветрового потока, но при наличии кратковременных порывов ветра лопасть 3, перед тем как начать свою работу, «раскрывается» за счет шарнирно-петлевого крепления 4, стопор открывания лопасти 14 ограничивает движение лопасти 3, передает энергию вращения роторным маховикам электрогенератора 10, они начали вращаться, ветровой поток иссяк, лопасти останавливаются, за счет расцепляющей муфты 7, где постоянно нижний диск 9 прижимается к верхнему диску 8 пружиной 15 для постоянного взаимодействия. Если скорость вращения нижнего диска 9 в расцепляющей муфте 7 выше скорости вращения лопастей, то за счет скошенной ступеньки вращающая сила на верхнюю часть вала 6 не передается. Роторные маховики, накопив в себе кинетическую энергию, продолжают вращение только с нижней частью вала 11, так как нижний диск 9 расцепляющей муфты 7 не имеет механической связи с верхним диском 8 расцепляющей муфты 7. За счет магнитного опорного узла 12, в котором верхний постоянный магнит 13 взаимодействует с нижним постоянным магнитом 16 в нижней части вала 11, снижается внутреннее сопротивление ветроэлектростанции в целом.In the absence of a stable wind flow, but in the presence of short-term gusts of wind, the blade 3, before starting its work, is "opened" due to the hinge-loop fastening 4, the stopper for opening the blade 14 restricts the movement of the blade 3, transfers rotational energy to the rotor flywheels of the electric generator 10, they began to rotate, the wind flow dried up, the blades stop due to the release clutch 7, where the lower disk 9 is constantly pressed against the upper disk 8 by a spring 15 for constant interaction. If the rotational speed of the lower disk 9 in the trip clutch 7 is higher than the rotational speed of the blades, then due to the beveled step, the rotational force is not transmitted to the upper part of the shaft 6. The rotor flywheels, having accumulated kinetic energy in themselves, continue to rotate only with the lower part of the shaft 11, since the lower disk 9 of the trip clutch 7 does not have a mechanical connection with the upper disk 8 of the trip clutch 7. Due to the magnetic support unit 12, in which the upper permanent magnet 13 interacts with the lower permanent magnet 16 in the lower part of the shaft 11, the internal resistance of the wind farm as a whole is reduced.

Claims (1)

Роторная ветроэлектростанция, состоящая из вала, на котором размещены ветроколесо с лопастями и электрогенератор, отличающаяся тем, что вал ветроэлектростанции выполнен из верхней и нижней частей, на верхней части вала установлено ветроколесо, состоящее из жестко закрепленных на валу лопастей, выполненных из прямолинейной и дугообразной частей, соединенных шарнирно, нижняя часть вала опирается на магнитный опорный узел, который выполнен в виде пустотелого цилиндра, внутри которого размещены два постоянных магнита, которые обращены одноименными полюсами друг к другу, и на нижней части вала размещен электрогенератор, ротор которого выполнен в виде маховика, на котором установлены постоянные магниты, причем верхняя часть вала и нижняя часть вала ветроэлектростанции взаимодействуют через расцепляющую муфту.A rotary wind power plant, consisting of a shaft on which a wind wheel with blades and an electric generator are located, characterized in that the wind power shaft is made of upper and lower parts, a wind wheel is installed on the upper part of the shaft, consisting of blades rigidly fixed to the shaft, made of rectilinear and arcuate parts pivotally connected, the lower part of the shaft rests on a magnetic support node, which is made in the form of a hollow cylinder, inside of which are placed two permanent magnets that are facing one oimennymi poles to each other, and on the lower part of the shaft situated generator, the rotor of which is in the form of a flywheel on which permanent magnets are installed, the upper portion of the shaft and the lower shaft portion of the wind farm interact through clutch disengagement.
RU2016108455U 2016-03-09 2016-03-09 ROTARY WIND POWER PLANT RU171749U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016108455U RU171749U1 (en) 2016-03-09 2016-03-09 ROTARY WIND POWER PLANT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016108455U RU171749U1 (en) 2016-03-09 2016-03-09 ROTARY WIND POWER PLANT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU171749U1 true RU171749U1 (en) 2017-06-14

Family

ID=59068761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016108455U RU171749U1 (en) 2016-03-09 2016-03-09 ROTARY WIND POWER PLANT

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU171749U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA001967B1 (en) * 1997-10-31 2001-10-22 Мицухиро Фукада Pemanent magnet generator
RU2215898C1 (en) * 2002-11-19 2003-11-10 Иванайский Алексей Васильевич Rotary windmill electric generating plant
US20100148516A1 (en) * 2008-07-18 2010-06-17 Buhtz Barton A Wind powered generator
US8376688B2 (en) * 2010-04-23 2013-02-19 Eastern Wind Power Vertical axis wind turbine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA001967B1 (en) * 1997-10-31 2001-10-22 Мицухиро Фукада Pemanent magnet generator
RU2215898C1 (en) * 2002-11-19 2003-11-10 Иванайский Алексей Васильевич Rotary windmill electric generating plant
US20100148516A1 (en) * 2008-07-18 2010-06-17 Buhtz Barton A Wind powered generator
US8376688B2 (en) * 2010-04-23 2013-02-19 Eastern Wind Power Vertical axis wind turbine

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
UA 86142 C2. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101949360A (en) Co-rotating double-blade vertical wind driven generator
CN103133264B (en) Wind driven generator system based on flywheel energy storage speed adjustment
CN110318943A (en) A kind of vertical axis H-type pneumatic equipment bladess of the adaptive rotational deformation of blade tip
RU171749U1 (en) ROTARY WIND POWER PLANT
RU2336433C1 (en) Windmill
CN203201727U (en) Wind driven generator system based on flywheel energy storage speed regulation
RU136100U1 (en) COMBINED WIND ENGINE
WO2011075833A1 (en) Wind turbine blades, and their use
CN105508130B (en) Wind collection type wind driven generator
WO2019029117A1 (en) Duct type vortex balance wind driven generator special for electric aircraft
KR101043174B1 (en) Small hydro power generating device
CN204805030U (en) Dual drive wind power generation set
CN210622980U (en) Small-sized breeze generator set
CN108869185B (en) Device for generating electricity by using karman vortex street
RU178822U1 (en) ELECTRICITY POWER MODULE
CN203632515U (en) Bidirectional operated generator
CN208203469U (en) A kind of wind-driven generator with diversion function
CN102797615A (en) Efficient wind-power/water-power generator with stator and rotor in antidromic rotation
CN203022972U (en) Stable-output wind generator
CN204344378U (en) There is the breeze start-up generator of strong wind protective function
CN202023698U (en) Novel unassisted variable-pitch wind driven generator
JP2017078336A (en) Wind power generation automobile
TWM480594U (en) Wind power generator
CN202746108U (en) Small gearless structural breeze generator
CN105065211A (en) Wind driven generator equipment for chemical plant

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20180310