RU2162546C1 - Windmill electric generating plant - Google Patents

Windmill electric generating plant Download PDF

Info

Publication number
RU2162546C1
RU2162546C1 RU99112429/06A RU99112429A RU2162546C1 RU 2162546 C1 RU2162546 C1 RU 2162546C1 RU 99112429/06 A RU99112429/06 A RU 99112429/06A RU 99112429 A RU99112429 A RU 99112429A RU 2162546 C1 RU2162546 C1 RU 2162546C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tower
generators
wind
generator
wind turbine
Prior art date
Application number
RU99112429/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.А. Чижиков
Original Assignee
Чижиков Александр Арсентьевич
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 Чижиков Александр Арсентьевич filed Critical Чижиков Александр Арсентьевич
Priority to RU99112429/06A priority Critical patent/RU2162546C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2162546C1 publication Critical patent/RU2162546C1/en

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
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Abstract

FIELD: wind-power engineering; environmentally friendly plants using closed-cycle air flow. SUBSTANCE: plant has tower, windmill with vertical axis of revolution, generator, and ejector systems incorporating guide funnels connected to inner space of tower and positioned to face windmill blades; novelty is that windmill is made as single-tier structure rotating under the action of two wind flows one arriving through cones in top part of tower and other flow admitted through vertical ejectors; plant also has internal and external air storage tanks, second and third generators, machine hall, and trunk; first and second generators are mounted within tower and connected to windmill through high- speed electromagnetic reduction unit; third generator is connected to drive through electromagnetic coupling; first and second generators are started through reduction unit and third one, through electromagnetic coupling. EFFECT: improved reliability and wind energy utilization factor. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к экологически чистым ветроэлектростанциям с замкнутым циклом воздушного потока. The invention relates to wind energy, namely to environmentally friendly wind farms with a closed air flow cycle.

Известна ветроустановка, содержащая установленный на основании башни ротор, выполненный в виде валов, размещенных один в другом, и двух ярусов лопаток, генератор, причем в верхней части башни установка снабжена двумя конусами, установленными соосно с двух торцов ярусов лопаток и обращенными вершинами один к другому, раструб-концентратор, перегородку между ярусами и неподвижный наружный венец направляющих лопаток (см. RU 2028504 C1, F 03 D 3/02, 09.02.1995). A wind turbine is known, comprising a rotor mounted on the base of the tower, made in the form of shafts placed one on top of the other, and two tiers of blades, a generator, and in the upper part of the tower the installation is equipped with two cones mounted coaxially from the two ends of the tiers of the blades and facing vertices one to the other , a hub-hub, a partition between tiers and a fixed outer rim of guide vanes (see RU 2028504 C1, F 03 D 3/02, 02/09/1995).

К недостаткам установки относится небольшая эффективность использования энергии ветра, сложность конструкции при наличии высокой башни, увеличивающей капитальные затраты при техническом обслуживании установки. The disadvantages of the installation include the low efficiency of using wind energy, the complexity of the design in the presence of a high tower, which increases capital costs during maintenance of the installation.

Известна ветроэлектрическая установка, содержащая лопасти, закрепленные на бесконечной ленте, охватывающей шкивы, установленные на валах и связанные с поворотной рамой, ветрозащитную камеру, генератор, эжектор с трубопроводом и ветроулавливающими раструбами (см. SU 1523710 A, кл. F 03 D 5/02, 23.11.1989). Known wind power installation containing blades mounted on an endless belt covering pulleys mounted on shafts and connected with a rotary frame, a windproof chamber, a generator, an ejector with a pipeline and wind-collecting bells (see SU 1523710 A, class F 03 D 5/02 , 11/23/1989).

К недостаткам установки относится сложность высотной конструкции, невысокая надежность при повышенных значениях скорости ветра, подверженность опрокидыванию. The disadvantages of the installation include the complexity of the high-rise structure, low reliability at elevated wind speeds, and susceptibility to overturning.

Известна ветроустановка, содержащая башню, ветряной двигатель с вертикальной осью вращения, генератор и эжекторные системы, состоящие из направляющих воронок, подключенных к внутренней полости башни и направленных на лопасти ветряного двигателя (см. RU 2105189 C1, кл. F 03 D 3/00, 20.02.1998), по совокупности существенных признаков изобретения принятая за прототип. Known wind turbine containing a tower, a wind turbine with a vertical axis of rotation, a generator and ejector systems consisting of guide funnels connected to the inner cavity of the tower and directed to the blades of the wind engine (see RU 2105189 C1, CL F 03 D 3/00, 02.20.1998), in the aggregate of essential features of the invention adopted as a prototype.

К недостаткам установки относится открытый вариант исполнения, наличие электромоторов для принудительной эжекции воздушного потока, контрроторный привод вращения, нерациональное использование дефицитных пахотных земель. The disadvantages of the installation include an open version, the presence of electric motors for forced ejection of the air flow, a counter-rotary drive rotation, irrational use of scarce arable land.

Технический результат, заключающийся в повышении надежности ветроустановки и увеличении коэффициента использования силы ветра, достигается за счет того, что в ветроустановке, содержащей башню, ветряной двигатель с вертикальной осью вращения, генератор и эжекторные системы, состоящие из направляющих воронок, подключенных к внутренней полости башни и направленных на лопасти ветряного двигателя, согласно изобретению ветряной двигатель выполнен одноярусным, вращающимся от двух ветровых потоков, первый поступает через конусы в верхней части башни, а второй - через эжекторы, выполненные вертикальными, при этом ветроустановка содержит наружный и внутренний воздушные аккумуляторы, второй и третий генераторы, машинный зал и шахту, причем первый и второй генераторы размещены в башне и подключены к ветряному двигателю с помощью скоростного электромагнитного редуктора, а третий генератор соединен с приводом через электромагнитную муфту сцепления, запуск первого и второго генераторов происходит через редуктор, а третьего - через электромагнитную муфту сцепления. The technical result, which consists in increasing the reliability of a wind turbine and increasing the utilization of wind power, is achieved due to the fact that in a wind turbine containing a tower, a wind turbine with a vertical axis of rotation, a generator and ejector systems consisting of guide funnels connected to the inner cavity of the tower and directed to the blades of the wind engine, according to the invention, the wind engine is made single-stage, rotating from two wind flows, the first enters through the cones in the upper part the tower, and the second through ejectors made vertical, while the wind turbine contains external and internal air batteries, the second and third generators, the engine room and the shaft, the first and second generators are placed in the tower and connected to the wind engine using a high-speed electromagnetic reducer and the third generator is connected to the drive through an electromagnetic clutch, the start of the first and second generators occurs through the gearbox, and the third through the electromagnetic clutch.

Ветродвигатель надет на статор генератора с зазором, привод генераторов размещен внутри, а эжекторы и воздушный аккумулятор - снаружи башни. The wind turbine is mounted on the generator stator with a gap, the generator drive is located inside, and the ejectors and the air battery are outside the tower.

Указанная совокупность существенных признаков изобретения позволяет построить конструкцию качественно нового ветряка - лесного, который можно установить, например, вдоль линии железной дороги, на расстоянии не более 200 м друг от друга. Для строительства таких ветряков необходимо возвести искусственные курганы, высота которых может быть от 100 до 300 м, с выдержкой на уплотнение до двух лет. The specified set of essential features of the invention allows the construction of a qualitatively new windmill - forest, which can be installed, for example, along the railway line, at a distance of not more than 200 m from each other. For the construction of such windmills, it is necessary to erect artificial mounds, the height of which can be from 100 to 300 m, with a shutter speed of up to two years.

На фиг. 1 представлен общий вид ветроустановки;
на фиг. 2 - нижняя часть башни с эжекторной системой распределения потоков воздуха без машинного зала (лесной вариант);
на фиг. 3 - нижняя часть башни с эжекторной системой и с машинным залом.In FIG. 1 shows a general view of a wind turbine;
in FIG. 2 - the lower part of the tower with an ejector air distribution system without a machine room (forest version);
in FIG. 3 - the lower part of the tower with the ejector system and the engine room.

Ветроустановка содержит башню 1 конусообразной формы, ветряной двигатель 2 с вертикальной осью вращения, первый генератор 3 и эжекторные системы 4, состоящие из направляющих воронок 5, подключенных к внутренней полости 6 башни 1 и направленных на лопасти 7 ветряного двигателя 2, причем ветряной двигатель 2 выполнен одноярусным и воспринимающим два потока, первый поступает через конусы 8 и 9, установленные соосно в верхней части 10 башни 1, а второй - через эжекторные системы 4, выполненные вертикальными, при этом установка содержит наружный (не показан) и внутренний 11 воздушные аккумуляторы, второй и третий генераторы 12, 13, машинный зал 14, в котором расположен третий генератор 13, и шахту 15, причем первый генератор 3 и второй генератор 12 размещены в башне 1 и подключены к ветряному двигателю 2 с помощью скоростного электромагнитного редуктора 16 (трехскоростного), а третий генератор 13 соединен с приводом через электромагнитную муфту сцепления 17, запуск первого и второго генераторов 3, 12 происходит через редуктор 16, а третьего генератора 13 - через электромагнитную муфту сцепления 17 на малых оборотах. The wind turbine comprises a cone-shaped tower 1, a wind turbine 2 with a vertical axis of rotation, a first generator 3 and ejector systems 4 consisting of guide funnels 5 connected to the inner cavity 6 of the tower 1 and directed to the blades 7 of the wind turbine 2, and the wind turbine 2 is made single-tier and perceiving two streams, the first enters through the cones 8 and 9, mounted coaxially in the upper part 10 of the tower 1, and the second through the ejector systems 4, made vertical, while the installation contains an external (not azan) and internal 11 air batteries, the second and third generators 12, 13, the engine room 14, in which the third generator 13 is located, and the shaft 15, the first generator 3 and the second generator 12 are placed in the tower 1 and connected to the wind turbine 2 s using a high-speed electromagnetic gear 16 (three-speed), and the third generator 13 is connected to the drive through an electromagnetic clutch 17, the start of the first and second generators 3, 12 occurs through a gear 16, and the third generator 13 through an electromagnetic clutch 17 at small revolutions.

Ветродвигатель 2 в нижней части надет на неподвижный статор генератора 3 с зазорами и опирается на кольцевую рельсовую дорогу с тележками 18, а в верхней части свободно посажен на вал 19. Генераторы 3 и 12 также имеют роторы 20 и 21, связанные вертикальным валом 19 друг с другом через механическую соединительную муфту 22. The wind turbine 2 in the lower part is mounted on the stationary stator of the generator 3 with gaps and rests on the ring rail with trolleys 18, and in the upper part it is freely seated on the shaft 19. Generators 3 and 12 also have rotors 20 and 21, connected by a vertical shaft 19 to each other another through a mechanical coupler 22.

С наружной стороны башни 1 установлены вертикальные эжекторные системы 4, которых может быть не менее шести штук с каждой стороны. On the outside of the tower 1, vertical ejector systems 4 are installed, of which there can be at least six pieces on each side.

Между конусами 8 и 9 закреплены по окружности неподвижные лопатки - направляющие 23, развернутые для подачи потока воздуха на определенный угол по отношению к ветродвигателю 2, а также концентраторы 24 потока воздуха (в количестве от 6 до 8 штук). Between the cones 8 and 9, fixed blades are fixed around the circumference — guides 23, deployed to supply an air flow at a certain angle with respect to the wind turbine 2, as well as air flow concentrators 24 (in an amount of 6 to 8 pieces).

Здание машинного зала 14 служит фундаментом 25 установки, а крыша машинного зала 14 имеет вид конуса и представляет собой экран для эжекторных систем 4 (см. фиг. 3). The building of the machine room 14 serves as the foundation 25 of the installation, and the roof of the machine room 14 has the shape of a cone and is a screen for ejector systems 4 (see Fig. 3).

Эжекторные системы 4 создают избыточное давление в верхнем зауженном месте башни 1 и отражателе 26, поэтому воздушный поток через отводы 27 (фиг. 2) попадает в нижнюю часть шахты 15, где растекается по двум нижним воронкам 5 каждого эжектора в системе 4 с заходом в раструб 28, сообщаемый с шахтой 15. Два потока - один наружный, другой внутренний - разделяются перегородкой 29, а затем в верхней части перегородки 29 соединяются вновь. The ejector systems 4 create excess pressure in the upper narrowed place of the tower 1 and the reflector 26, therefore, the air flow through the outlets 27 (Fig. 2) enters the lower part of the shaft 15, where two lower funnels 5 of each ejector in the system 4 flow into the socket 4 28, connected with the mine 15. Two streams - one external, the other internal - are separated by a partition 29, and then connected again at the top of the partition 29.

Воронки 5 эжекторных систем 4 врезаны в стенку шахты 15 (фиг. 2 и 3) под углом. Вал 30 и электромагнитная муфта 17 разгоняет третий генератор 13. Шахта 15 второго генератора 12 - полугерметичная, а шахта 31 (фиг. 2) - для третьего генератора 13. Башня 1 в средней части имеет соединение 32 на случай перевозки к месту установки или ремонта, а концентраторы 24 имеют окна 33 для строп. The funnels 5 of the ejector systems 4 are cut into the wall of the shaft 15 (Fig. 2 and 3) at an angle. The shaft 30 and the electromagnetic clutch 17 accelerates the third generator 13. The shaft 15 of the second generator 12 is semi-hermetic, and the shaft 31 (Fig. 2) is for the third generator 13. The tower 1 in the middle part has a connection 32 in case of transportation to the installation or repair place, and the hubs 24 have windows 33 for slings.

Установка работает следующим образом. При силе ветра больше, чем 3 м/с, воздушный поток через конусы 8 и 9 и неподвижные лопатки - направляющие 23 попадает на лопасти 7 ветряного двигателя 2 и приводит их во вращение. Ветряной двигатель 2 связан через скоростной электромагнитный редуктор 16 с генераторами 3 и 12, где осуществляется преобразование механической энергии воздушного потока в электрическую, затем плавно до четвертой рабочей скорости запускается третий генератор 13, связанный с первыми двумя через электромагнитную муфту сцепления 17, с последующим отводом энергии через исполнительные устройства потребителю. Через эжекторные вертикальные системы 4 воздушный поток также может попасть на лопасти 7 ветряного двигателя 2, привести их во вращение и запустить в действие привод, состоящий из трех генераторов 3, 12, 13, редуктора 16 и муфты сцепления 17, при этом из-за избыточного давления в верхнем зауженном месте башни 1 воздушный поток попадает через отводы 27 в нижнюю часть шахты 15, где растекается по двум нижним воронкам 5 эжекторных систем 4 с заходом в раструб 28. Потоки воздуха, разделенные перегородкой 29 в верхней части эжекторной системы 4, соединяются вновь. Installation works as follows. When the wind force is more than 3 m / s, the air flow through the cones 8 and 9 and the fixed blades - guides 23 enters the blades 7 of the wind engine 2 and rotates them. The wind engine 2 is connected through a high-speed electromagnetic gear 16 to generators 3 and 12, where the mechanical energy of the air flow is converted into electrical energy, then the third generator 13 is connected to the first two smoothly, connected to the first two via an electromagnetic clutch 17, followed by energy removal through actuators to the consumer. Through the ejector vertical systems 4, the air flow can also get on the blades 7 of the wind turbine 2, put them into rotation and start the drive, consisting of three generators 3, 12, 13, gear 16 and the clutch 17, while due to the excess the pressure in the upper narrowed place of the tower 1, the air flow flows through the outlets 27 into the lower part of the shaft 15, where it flows along the two lower funnels 5 of the ejector systems 4 with the entry into the socket 28. The air flows separated by a partition 29 in the upper part of the ejector system 4 are connected ov.

Claims (3)

1. Ветроустановка, содержащая башню, ветряной двигатель с вертикальной осью вращения, генератор и эжекторные системы, состоящие из направляющих воронок, подключенных к внутренней полости башни и направленных на лопасти ветряного двигателя, отличающаяся тем, что ветряной двигатель выполнен одноярусным, вращающимся от двух ветровых потоков, первый поступает через конусы в верхней части башни, а второй - через эжекторы, выполненные вертикальными, при этом ветроустановка содержит наружный и внутренний воздушные аккумуляторы, второй и третий генераторы, машинный зал и шахту, причем первый и второй генераторы размещены в башне и подключены к ветряному двигателю с помощью скоростного электромагнитного редуктора, а третий генератор соединен с приводом через электромагнитную муфту сцепления, запуск первого и второго генераторов происходит через редуктор, а третьего - через электромагнитную муфту сцепления. 1. Wind turbine, comprising a tower, a wind turbine with a vertical axis of rotation, a generator and ejector systems consisting of guide funnels connected to the inner cavity of the tower and directed to the blades of the wind engine, characterized in that the wind engine is made single-stage, rotating from two wind flows , the first enters through the cones in the upper part of the tower, and the second through ejectors made vertical, while the wind turbine contains external and internal air batteries, the second and third generators, a machine room and a mine, the first and second generators being placed in the tower and connected to the wind turbine using a high-speed electromagnetic gearbox, and the third generator is connected to the drive through an electromagnetic clutch, the first and second generators are launched through the gearbox, and the third through electromagnetic clutch. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что ветродвигатель надет на статор генератора с зазором. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the wind turbine is worn on the generator stator with a gap. 3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что привод генераторов размещен внутри, а эжекторы и воздушный аккумулятор - снаружи башни. 3. The installation according to claim 1, characterized in that the drive of the generators is located inside, and the ejectors and the air battery are outside the tower.
RU99112429/06A 1999-06-07 1999-06-07 Windmill electric generating plant RU2162546C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99112429/06A RU2162546C1 (en) 1999-06-07 1999-06-07 Windmill electric generating plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99112429/06A RU2162546C1 (en) 1999-06-07 1999-06-07 Windmill electric generating plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2162546C1 true RU2162546C1 (en) 2001-01-27

Family

ID=20221121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99112429/06A RU2162546C1 (en) 1999-06-07 1999-06-07 Windmill electric generating plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2162546C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA007439B1 (en) * 2005-05-26 2006-10-27 Марат Булатович Кошумбаев Vortical unit
RU2683056C1 (en) * 2018-01-09 2019-03-26 Анатолий Николаевич Зайцев Electric power generation device using air accumulators

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA007439B1 (en) * 2005-05-26 2006-10-27 Марат Булатович Кошумбаев Vortical unit
RU2683056C1 (en) * 2018-01-09 2019-03-26 Анатолий Николаевич Зайцев Electric power generation device using air accumulators

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6857846B2 (en) Stackable vertical axis windmill
KR102607262B1 (en) Air compressed vertical wind power generator set
KR101203008B1 (en) Wind-driven Power Plant
CN203925876U (en) Two-shipper group wind power plant
KR100680915B1 (en) Structure of windmill for wind power generator
RU2162546C1 (en) Windmill electric generating plant
KR100531220B1 (en) Wind Force Generation Apparatus
GB2449436A (en) Fluid driven generator
CN102235302A (en) Wind-collecting wind wheel device and wind power generation equipment
KR20120095751A (en) Complex generator using wave and wind
RU2539604C2 (en) Wind-driven power plant
WO2012026840A1 (en) Method and solar-powered wind plant for producing electric power
RU2340789C1 (en) Windmill system
KR20120034865A (en) Structure fo windmill and method of power transmission for wind power generator
CN205078398U (en) Eight -angular prism vertical axis turbine wind generating set
KR100763752B1 (en) Big system for wind power generator plant
RU2645891C1 (en) Solar-wind power plant
CN204253266U (en) The integrated half directly driving type tidal generating set of a kind of pile foundation vertical shaft
RU2191287C2 (en) Windmill-electric generating plant
RU2466296C1 (en) Daisy-chain wind-driven power plant
US20110113776A1 (en) Aero-Hydro Power Plant
WO2013095178A1 (en) Method and apparatus for producing electrical energy
RU188712U1 (en) Photoelectric autonomous power station
CN202300831U (en) Wind power generator with driving mode of two-groups of wind wheels
Chong et al. Design and wind tunnel testing of a Savonius wind turbine integrated with the omni-direction-guide-vane

Legal Events

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

Effective date: 20050608