RU2147693C1 - Windmill electric generating plant - Google Patents
Windmill electric generating plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2147693C1 RU2147693C1 RU98110488A RU98110488A RU2147693C1 RU 2147693 C1 RU2147693 C1 RU 2147693C1 RU 98110488 A RU98110488 A RU 98110488A RU 98110488 A RU98110488 A RU 98110488A RU 2147693 C1 RU2147693 C1 RU 2147693C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbine
- wind
- stage
- station according
- ejector
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроэлектростанциям. The invention relates to wind energy, namely to wind farms.
Известна ветроэлектростанция, содержащая установленный на поддерживающей конструкции ветродвигатель с турбиной, имеющей конфузор подвода воздушного потока, а также электрогенератор и систему автоматики и управления (см. US, 4088419, 09.05.78, кл F 03 D 7/00), принятая за прототип. A known wind farm containing a wind turbine mounted on a supporting structure having a confluent for supplying air flow, as well as an electric generator and an automation and control system (see US, 4088419, 05/09/78, CL F 03 D 7/00), adopted as a prototype.
К недостаткам известного технического решения относится сложность конструкции, недостаточная надежность входящих в нее агрегатов, низкая удельная мощность ветродвигателей как составных элементов ветроэлектростанции. The disadvantages of the known technical solutions include the complexity of the design, the lack of reliability of its constituent units, the low specific power of wind turbines as components of a wind power plant.
Технический результат, заключающийся в повышении коэффициента использования энергии ветра и удельной мощности двигателя, расширении области его применения, повышении КПД генераторов газа, используемых в качестве привода турбины ветродвигателя в периоды слабых ветров или при его полном отсутствии, достигается за счет того, что в ветроэлектростанции, содержащей установленный на поддерживающей конструкции ветродвигатель с турбиной, имеющей конфузор подвода воздушного потока, а также электрогенератор и систему автоматики и управления, согласно изобретению турбина выполнена многоступенчатой, имеющей направляющие сопловые аппараты и эжектор, причем эжектор выполнен многоступенчатым в виде кольцевых сопел, размещенных коаксиально относительно друг друга, а последняя ступень турбины снабжена бандажом с лопастями, имеющими аэродинамический профиль. The technical result, which consists in increasing the utilization of wind energy and specific power of the engine, expanding its field of application, increasing the efficiency of gas generators used as a drive of a wind turbine during periods of light winds or in its complete absence, is achieved due to the fact that in a wind power plant comprising a wind turbine mounted on a supporting structure with a turbine having an air flow inlet confuser, as well as an electric generator and an automation and control system, According to the invention, the turbine is multi-stage, having guide nozzle devices and an ejector, the ejector being multi-stage in the form of annular nozzles placed coaxially relative to each other, and the last stage of the turbine is provided with a bandage with blades having an aerodynamic profile.
Ветроэлектростанция дополнительно содержит многоконтурный турбореактивный двигатель в качестве источника газов для привода турбин ветродвигателя. The wind farm further comprises a multi-circuit turbojet engine as a gas source for driving turbines of a wind turbine.
Форсунка камеры сгорания многоконтурного турбореактивного двигателя размещена в наружном и внутреннем корпусе с образованием с последним кольцевой камеры, стенки которой выполнены из диэлектрического материала, причем внутренний корпус с одной стороны имеет электрод, а с другой стороны - патрубок для подачи концентрированного водного раствора сильного электролита с размещенным в нем шнеком. The nozzle of the combustion chamber of a multi-circuit turbojet engine is placed in the outer and inner casing with the formation of the last annular chamber, the walls of which are made of dielectric material, the inner casing having an electrode on one side and a pipe for supplying a concentrated aqueous solution of strong electrolyte with in it with a screw.
Система автоматики и управления выполнена в виде многоэтажной башни. The automation and control system is designed as a multi-story tower.
Наружная поверхность последней ступени кольцевых сопел снабжена козырьком. The outer surface of the last stage of the annular nozzles is provided with a visor.
Ветродвигатель снабжен поворотным опорным механизмом. The wind turbine is equipped with a rotary support mechanism.
Электрогенератор снабжен редуктором. The electric generator is equipped with a gearbox.
Лопатки последней ступени многоступенчатой турбины размещены в суживающейся части первой ступени эжектора. The blades of the last stage of a multistage turbine are located in the tapering part of the first stage of the ejector.
На фиг. 1 изображен ветродвигатель (продольный разрез) с эжектором, многоступенчатой турбиной, и передачей вращения от вала турбины через коническую передачу на вертикальный вал;
на фиг. 2 - продольное сечение ветродвигателя с эжектором и отклоняющим козырьком;
на фиг. 3 - многоэтажная поддерживающая конструкция - башня с размещенными на каждом ее этаже ветродвигателями с электрогенераторами и редукторами, установленными на нижележащих подуровнях;
на фиг.4 - схема башни и ветродвигателей на поворотной балке;
на фиг. 5 - многоконтурный турбореактивный двигатель (продольный разрез);
на фиг. 6 - ветродвигатель с генераторами газа, турбинами противоположного вращения и опорным механизмом для возможности поворота по ветру двигателя;
на фиг. 7 - форсунка камеры сгорания многоконтурного турбореактивного двигателя (продольный разрез) и принципиальная схема генератора электрических импульсов;
на фиг. 8 - вид А на фиг.5.In FIG. 1 shows a wind turbine (longitudinal section) with an ejector, a multi-stage turbine, and transmission of rotation from the turbine shaft through a bevel gear to a vertical shaft;
in FIG. 2 is a longitudinal section of a wind turbine with an ejector and a deflecting visor;
in FIG. 3 - multi-storey supporting structure - a tower with wind motors located on each floor with electric generators and gearboxes installed on the underlying sublevels;
figure 4 - diagram of the tower and wind turbine on the rotary beam;
in FIG. 5 - multi-circuit turbojet engine (longitudinal section);
in FIG. 6 - a wind turbine with gas generators, turbines of opposite rotation and a support mechanism for the possibility of rotation in the wind of the engine;
in FIG. 7 - nozzle of the combustion chamber of a multi-circuit turbojet engine (longitudinal section) and a schematic diagram of an electric pulse generator;
in FIG. 8 is a view A in FIG. 5.
Ветроэлектростанция содержит установленный на поддерживающей конструкции 1 (фиг. 3) ветродвигатель 2 (фиг.1) с турбиной 3 (первая ступень) (фиг.1), имеющей конфузор 4 подвода воздушного потока (фиг.1), а также электрогенератор 5 (фиг.3) и систему автоматики и управления, выполненную в виде многоэтажной башни 6 (фиг.3), причем турбина 3 выполнена многоступенчатой, имеющей направляющие сопловые аппараты 7, 8 (фиг.1) и эжектор 9 (фиг.1), причем эжектор 9 выполнен многоступенчатым в виде кольцевых сопел 10 (фиг.1), размещенных коаксиально относительно друг друга, а последняя ступень 11 турбины 3 снабжена бандажом 12 с лопастями, имеющими аэродинамический профиль. The wind power plant contains a
Станция содержит дополнительно многоконтурный турбореактивный двигатель с корпусом 13 в качестве источника газов для привода первой и второй ступени 14 и 15 турбины ветродвигателя 2. The station additionally contains a multi-circuit turbojet engine with a
Форсунка 16 камеры сгорания 17 многоконтурного турбореактивного двигателя 13 размещена соответственно в наружном и внутреннем корпусе 18 и 19 с образованием с последним кольцевой камеры 20, стенки которой выполнены из диэлектрического материала 21, причем внутренний корпус 19 с одной стороны имеет электрод 22, а с другой стороны - патрубок 23 для подачи концентрированного водного раствора сильного электролита 24 с размещенным в нем шнеком 25. The
Наружная поверхность последней ступени кольцевых сопел 10 снабжена козырьком 26. The outer surface of the last stage of the annular nozzles 10 is provided with a
Ветродвигатель 2 снабжен поворотным опорным механизмом 27. The
Электрогенератор 5 снабжен редуктором 28. The
Лопатки последней ступени 11 многоступенчатой турбины 3 размещены в суживающейся части 29 первой ступени 30 эжектора 9. The blades of the last stage 11 of the multi-stage turbine 3 are located in the tapering part 29 of the first stage 30 of the ejector 9.
Первая ступень турбины 3 и последняя ступень 11 турбины 3 имеют вал 31, на котором находится спрямляющий аппарат 32. The first stage of the turbine 3 and the last stage 11 of the turbine 3 have a shaft 31, on which there is a straightening device 32.
Через косынки 33 крепится кольцевое сопло 10, образуя эжектор 9, имеющий входное кольцевое отверстие 34. Through the scarves 33, an annular nozzle 10 is attached, forming an ejector 9 having an inlet annular opening 34.
Передача вращения от вала 31 турбины 3 осуществляется через коническую передачу 35 на вал 36, который передает вращение редуктору 28, а от него к электрогенератору 5. The rotation is transmitted from the shaft 31 of the turbine 3 through a bevel gear 35 to the shaft 36, which transmits rotation to the
В свою очередь кольцевое сопло 10 крепится на поворотном опорном механизме 27, на котором по периметру установлены опорные ролики 37, опирающиеся на внутреннюю поверхность опорного кольца 38, размещенного на балках 39 перекрытия многоэтажной башни 6. Башня 6 выполняется в виде многоэтажной конструкции с основными этажами 40 и нижележащими уровнями 41 для размещения вспомогательных механизмов ветродвигателей 2 и электрогенератора 5. Башня 6 опирается на фундаменты 42. In turn, the annular nozzle 10 is mounted on a rotary support mechanism 27, on which support rollers 37 are mounted around the perimeter, resting on the inner surface of the support ring 38 located on the beams 39 of the ceiling of the
Рабочие лопатки первой ступени турбины 3 и последней ступени 11 (фиг.1) установлены на барабане 43. The working blades of the first stage of the turbine 3 and the last stage 11 (figure 1) are installed on the drum 43.
В варианте исполнения ветродвигателя 2 в его корпусе 44 размещены направляющие аппараты 45, 46 (фиг.2) и турбины 47 и 48 (фиг.2), последняя из которых имеет наружное кольцо 49 с закрепленными на нем лопатками 50, размещенными в критическом сечении эжектора 9, содержащего кольцо 51 и корпус 44. In the embodiment of the
Эжектор 9 выполнен с двумя входными кольцевыми отверстиями 52 и 53 и косынками 54, 55, расположенными между корпусом 44 и кольцом 56, между кольцами 56 и 51. The ejector 9 is made with two inlet
Козырек 26 позволяет создать вихреобразование за выходным отверстием 57 эжектора 9 с отрывным течением воздушного потока, обтекающего ветродвигатель 2. The
Двигатели 58 подвешены к поворотной балке 59. Engines 58 are suspended from the
Вариант ветродвигателя (см. фиг. 6) состоит из корпуса 60, направляющего соплового аппарата 61, первой и второй ступени 14, 15 (фиг. 6) турбины, спрямляющего аппарата 62, кольцевого сопла 63 эжектора 9, закрепленного с помощью косынок 64 на корпусе 60, двух конических передач 65 и 66 с передачей от них вращения на редуктор 28 и генератор 5 с помощью двух вертикальных валов 67, 68. A variant of a wind turbine (see Fig. 6) consists of a
Корпус 60 представляет собой в сечении сопло Вентури и состоит из двух многоконтурных турбореактивных двигателей 69 с входным отверстием 70. The
Двигатель 69 крепится на поворотном устройстве 71, имеющем кронштейны 72 с опорными роликами 73, свободно перемещающимися при повороте двигателя 69 по внутренней поверхности опорного кольца 74, размещенного на балках 39 перекрытия башни 6. The
Многоконтурный турбореактивный двигатель (фиг.5) состоит из корпуса 13, компрессора 75, камер сгорания 17 с общим соплом 76. Турбина 77 с направляющим 78 и спрямляющим 79 аппаратами расположена в третьем контуре двигателя. A multi-circuit turbojet engine (Fig. 5) consists of a
Внутри корпуса 13 кроме сопла 76 установлены последовательно друг за другом сопла 80, 81, 82, 83, в которые через всасывающие отверстия 84, 85, 86, 87 инжектируется атмосферный воздух. Вал 88 турбины 77 и компрессора 75, пусковой двигатель 89 установлены впереди компрессора 75 в кожухе 90. Inside the
Форсунка 16 камеры сгорания 17 содержит взрывную камеру 91 с отверстием 92. Кольцевая камера 20 содержит сопла 93 в торцевой части. Форсунки 16 установлены в камерах сгорания 17 и подключены к генератору электрических импульсов, состоящему из источника 94 постоянного напряжения, конденсатора 95 и устройства 96, переключающего прибор. The
Ветроэлектростанция работает следующим образом:
при скорости ветра 5,5-6,0 м/с и установки всех ветродвигателей 2 на ветер, набегающий поток воздуха в конфузоре 4 повышает свою скорость и через направляющие аппараты 7, 8 поступает на рабочие лопатки ступеней 11 турбины 3, установленные на барабане 43, укрепленном на валу 31, который через коническую передачу 35 приводит во вращение вал 36, редуктор 28 и генератор 5.The wind farm operates as follows:
when the wind speed is 5.5-6.0 m / s and the installation of all
При изменении направления ветра каждый ветродвигатель 2 по высоте башни 6, являющийся автономным источником энергии с передачей электрической мощности от всех ветродвигателей 2 на общий щит ветроэлектростанции, устанавливается на ветер за счет разности динамического давления ветра на боковые поверхности ветродвигателя 2 и кольцевого сопла 10. When changing the direction of the wind, each
Большие геометрические размеры кольца 10 по сравнению с ветродвигателем 2, обеспечивают большую разность сил динамического давления ветра и быстрый поворот двигателей 2 на ветер с помощью перемещения роликов 37 по внутренней поверхности опорного кольца 38. The large geometric dimensions of the ring 10 in comparison with the
Повышение скорости воздушного потока вдвое за счет суживающегося конфузора 4 и направляющего аппарата 7 на лопатках турбины 3 первой ступени обеспечивает восьмикратное увеличение мощности ветродвигателя 2, так как известно, что количество энергии, содержащейся в ветре, пропорционально площади сечения турбин и скорости ветра в третьей степени, а работа струйного аппарата ветродвигателя 2 при поступлении в него воздуха через входное отверстие 34, позволяет увеличить выходную скорость из первой ступени турбины 13 до численного значения примерно равного скорости воздушного потока на лопатках первой ступени турбины 3 и повысить мощность всего ветродвигателя в 1,8-2 раза. A doubling of the air flow rate due to the tapering confuser 4 and the guiding apparatus 7 on the blades of the turbine 3 of the first stage provides an eight-fold increase in the power of the
Многоконтурный турбореактивный двигатель работает следующим образом: пусковым двигателем 89 приводится во вращение компрессор 75, из которого сжатый воздух поступает в камеры сгорания 17, смешивается с топливом, поступающим из форсунок (не показанных на чертеже), и поджигается запальным устройством, после чего горение осуществляется в непрерывном режиме. Одновременно сжатый воздух из компрессора 75 отбирается и омывает снаружи камеры сгорания 17, обеспечивая нормальную температуру их стенок, и смешивается с продуктами сгорания, вытекающими из камер 17. Смесь воздуха и газов с температурой 1800-2000oC вытекает из общего сопла 76 и всасывает атмосферный воздух через отверстия 84, 85 с последующим ускорением в соплах 80, 81, из которых газовоздушная смесь с более низкой скоростью и температурой всасывает воздух через следующие отверстия 82, 83, и еще с более низкой температурой и скоростью поступает на турбину 77, которая вращает компрессор 75.A multi-circuit turbojet engine operates as follows: with a
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98110488A RU2147693C1 (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Windmill electric generating plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98110488A RU2147693C1 (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Windmill electric generating plant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98110488A RU98110488A (en) | 2000-03-20 |
RU2147693C1 true RU2147693C1 (en) | 2000-04-20 |
Family
ID=20206748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98110488A RU2147693C1 (en) | 1998-06-01 | 1998-06-01 | Windmill electric generating plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2147693C1 (en) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7726935B2 (en) | 2004-05-19 | 2010-06-01 | Envision Corporation | Wind turbine rotor projection |
US7726933B2 (en) | 2003-12-31 | 2010-06-01 | Envision Corporation | Wind powered turbine engine—horizontal rotor configuration |
US7845899B2 (en) | 2003-12-31 | 2010-12-07 | Envision Corporation | Fluid powered turbine engine |
CN102052252A (en) * | 2009-11-04 | 2011-05-11 | 王晓川 | Wing back jet flow energy increasing speed regulation wind power generation |
US7976268B2 (en) * | 2007-03-23 | 2011-07-12 | Flodesign Wind Turbine Corp. | Wind turbine with mixers and ejectors |
RU2446310C1 (en) * | 2010-07-20 | 2012-03-27 | Александр Сергеевич Артамонов | Wind-driven thermal power plant |
US8376686B2 (en) | 2007-03-23 | 2013-02-19 | Flodesign Wind Turbine Corp. | Water turbines with mixers and ejectors |
US8393850B2 (en) | 2008-09-08 | 2013-03-12 | Flodesign Wind Turbine Corp. | Inflatable wind turbine |
US8622688B2 (en) | 2007-03-23 | 2014-01-07 | Flodesign Wind Turbine Corp. | Fluid turbine |
US8657572B2 (en) | 2007-03-23 | 2014-02-25 | Flodesign Wind Turbine Corp. | Nacelle configurations for a shrouded wind turbine |
US8714923B2 (en) | 2007-03-23 | 2014-05-06 | Ogin, Inc. | Fluid turbine |
WO2015023200A1 (en) * | 2013-05-09 | 2015-02-19 | S.C. Topintel Consult S.R.L. | Ejector type turbine |
WO2023066511A1 (en) * | 2021-10-19 | 2023-04-27 | Gebhard Bernsau | Device for converting flow energy transported via a medium into mechanical and/or electrical energy |
-
1998
- 1998-06-01 RU RU98110488A patent/RU2147693C1/en active
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7726933B2 (en) | 2003-12-31 | 2010-06-01 | Envision Corporation | Wind powered turbine engine—horizontal rotor configuration |
US7845899B2 (en) | 2003-12-31 | 2010-12-07 | Envision Corporation | Fluid powered turbine engine |
US7726935B2 (en) | 2004-05-19 | 2010-06-01 | Envision Corporation | Wind turbine rotor projection |
US8622688B2 (en) | 2007-03-23 | 2014-01-07 | Flodesign Wind Turbine Corp. | Fluid turbine |
US8657572B2 (en) | 2007-03-23 | 2014-02-25 | Flodesign Wind Turbine Corp. | Nacelle configurations for a shrouded wind turbine |
US7980811B2 (en) * | 2007-03-23 | 2011-07-19 | Flodesign Wind Turbine Corp. | Turbine with mixers and ejectors |
US8021100B2 (en) * | 2007-03-23 | 2011-09-20 | Flodesign Wind Turbine Corporation | Wind turbine with mixers and ejectors |
US8714923B2 (en) | 2007-03-23 | 2014-05-06 | Ogin, Inc. | Fluid turbine |
US7976268B2 (en) * | 2007-03-23 | 2011-07-12 | Flodesign Wind Turbine Corp. | Wind turbine with mixers and ejectors |
US8376686B2 (en) | 2007-03-23 | 2013-02-19 | Flodesign Wind Turbine Corp. | Water turbines with mixers and ejectors |
CN101730794B (en) * | 2008-03-24 | 2012-11-28 | 弗洛设计风力涡轮机公司 | Wind turbine with mixers and ejectors |
CN102216604A (en) * | 2008-03-24 | 2011-10-12 | 弗洛设计风力涡轮机公司 | Turbine with mixers and ejectors |
CN102216604B (en) * | 2008-03-24 | 2014-09-10 | 奥金公司 | Turbine with mixers and ejectors |
US8393850B2 (en) | 2008-09-08 | 2013-03-12 | Flodesign Wind Turbine Corp. | Inflatable wind turbine |
CN102052252A (en) * | 2009-11-04 | 2011-05-11 | 王晓川 | Wing back jet flow energy increasing speed regulation wind power generation |
RU2446310C1 (en) * | 2010-07-20 | 2012-03-27 | Александр Сергеевич Артамонов | Wind-driven thermal power plant |
WO2015023200A1 (en) * | 2013-05-09 | 2015-02-19 | S.C. Topintel Consult S.R.L. | Ejector type turbine |
WO2023066511A1 (en) * | 2021-10-19 | 2023-04-27 | Gebhard Bernsau | Device for converting flow energy transported via a medium into mechanical and/or electrical energy |
GB2627605A (en) * | 2021-10-19 | 2024-08-28 | Ventostram Ag | Device for converting flow energy transported via a medium into mechanical and/or electrical energy |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2147693C1 (en) | Windmill electric generating plant | |
US5512788A (en) | Exhaust air recovery system | |
US3971209A (en) | Gas generators | |
KR20110115546A (en) | Tunnel power turbine system to generate potential energy from waste kinetic energy | |
EA011531B1 (en) | Multi-turbine airflow amplifying generator | |
JP2007127124A (en) | Power generation system and method of operating same | |
KR20090083421A (en) | Wind power installation, generator for generation of electrical power from ambient air, and method for generation of electrical power from ambient air in motion | |
RU98110488A (en) | WIND ENGINE AND WIND POWER PLANT | |
US8444374B2 (en) | Impulse hydro electric turbine comprising rotating nozzles | |
GB1519774A (en) | Apparatus for the generation of power from naturally available energy | |
EP0539636A1 (en) | Gas turbine engine | |
US4491740A (en) | Windmill power system | |
DE2717043A1 (en) | Wind driven power generator - has impeller within jet shaped housing to concentrate wind for increased output | |
JPS5946374A (en) | Wind power generator | |
CA1147564A (en) | Centrifugal chambers gas turbine | |
CN220185230U (en) | Novel gas generator set | |
GB2260372A (en) | Wind turbine including alternative power means | |
RU2132966C1 (en) | Windmill electric generating plant | |
RU2162546C1 (en) | Windmill electric generating plant | |
JP2003129942A (en) | Water jet generator | |
WO2003052267A1 (en) | Air-driven generating device | |
SU992805A1 (en) | Wind driven unit | |
RU2147079C1 (en) | Wind-power plant | |
RU2191287C2 (en) | Windmill-electric generating plant | |
EP4279735A1 (en) | Vortex dynamic power generation structure |