RU2186244C1 - Windmill-electric generating plant - Google Patents

Windmill-electric generating plant Download PDF

Info

Publication number
RU2186244C1
RU2186244C1 RU2001128198/06A RU2001128198A RU2186244C1 RU 2186244 C1 RU2186244 C1 RU 2186244C1 RU 2001128198/06 A RU2001128198/06 A RU 2001128198/06A RU 2001128198 A RU2001128198 A RU 2001128198A RU 2186244 C1 RU2186244 C1 RU 2186244C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shell
channel
turbine
wind power
passage
Prior art date
Application number
RU2001128198/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
М.Б. Рыбак
Original Assignee
Рыбак Михаил Борисович
Копосов Александр Дмитриевич
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 Рыбак Михаил Борисович, Копосов Александр Дмитриевич filed Critical Рыбак Михаил Борисович
Priority to RU2001128198/06A priority Critical patent/RU2186244C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2186244C1 publication Critical patent/RU2186244C1/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
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • 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
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: wind- power engineering. SUBSTANCE: windmill-electric generating plant is made in the form of support-mounted power unit incorporating at least one turbine with nozzle assembly mechanically coupled with generator, central shell, annular front shell with at least one turbine inlet passage that constitutes, together with central shell, turbine outlet passage, and also annular external shell forming, together with central shell, outlet diffusion passage; power unit is provided with additional annular shell forming, together with outer surfaces of front and central shells, intermediate converging-diverging passage communicating in intermediate section with outlet passage of turbine; together with inner surface of external shell it forms second intermediate passage communicating, together with first intermediate passage, with outlet diffusion passage. Novelty is that guide fins are installed in inlet passage and/or in converging part of first and/or second intermediate passage to form air flow swirling device. EFFECT: enhanced efficiency of wind flow energy utilization. 9 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и представляет собой ветроэнергетическую установку, т.е. установку для преобразования энергии ветра в электрическую или иную энергию для использования в промышленности, сельском хозяйстве и т п. The invention relates to energy and is a wind power installation, i.e. installation for converting wind energy into electrical or other energy for use in industry, agriculture, etc.

Издавна известны ветроэнергетические установки, использующие кинетическую энергию воздушных потоков путем прямого силового воздействия ветра и лопастей ветроколеса или турбины /"Ветроэнергетика" Под редакцией Д.де Рензо, М., Энергоатомиздат, 1982, стр.81-96/. It has long been known to use wind power plants that use the kinetic energy of air currents by direct force from the wind and the blades of a wind wheel or turbine / "Wind Power" Edited by D. de Renzo, M., Energoatomizdat, 1982, pp. 81-96 /.

Известна также более эффективная ветроэнергетическая установка, наиболее близкая данному изобретению по совокупности существенных признаков и технической сущности /Патент России 2124142, 1998 г./, которая принята в качестве прототипа. Эта ветроэнергетическая установка выполнена в виде установленного на опоре энергоагрегата, содержащего, по крайней мере, одну турбину с сопловым аппаратом, механически связанную с генератором, центральную оболочку, кольцевую переднюю оболочку с, по крайней мере, одним входным каналом турбины, образующую с центральной оболочкой выходной канал турбины, а также кольцевую наружную оболочку, образующую с центральной оболочкой диффузорный выходной канал, причем энергоагрегат снабжен дополнительной кольцевой оболочкой, образующей с внешними поверхностями передней и центральной оболочек сужающе-расширяющийся первый промежуточный канал, сообщенный в промежуточной части с выходным каналом турбины, а с внутренней поверхностью наружной оболочки - второй промежуточный канал, сообщенный вместе с первым промежуточным каналом с диффузорным выходным каналом. A more efficient wind power installation is also known that is closest to this invention in terms of the combination of essential features and technical nature / Patent of Russia 2124142, 1998 /, which is adopted as a prototype. This wind power installation is made in the form of a power unit mounted on a support, comprising at least one turbine with a nozzle apparatus, mechanically connected with a generator, a central shell, an annular front shell with at least one turbine inlet channel, which forms an outlet with a central shell a turbine channel, as well as an annular outer shell forming a diffuser output channel with a central shell, the power unit being provided with an additional annular shell forming with an outer and the surfaces of the front and central shells of the narrowing-expanding first intermediate channel communicated in the intermediate part with the turbine output channel, and with the inner surface of the outer shell, the second intermediate channel communicated together with the first intermediate channel with the diffuser output channel.

Данная ветроэнергетическая установка имеет существенные преимущества перед известными аналогами, так как в ней значительно эффективнее преобразуется энергия ветрового потока в полезную электрическую энергию. Однако, как будет показано ниже, энергия ветра более полно может быть использована благодаря данному изобретению в ветроэнергетической установке в виде установленного на опоре энергоагрегата, содержащего, по крайней мере, одну турбину с сопловым аппаратом, механически связанную с генератором, центральную оболочку, кольцевую переднюю оболочку с, по крайней мере, одним входным каналом турбины, образующую с центральной оболочкой выходной канал турбины, а также кольцевую наружную оболочку, образующую с центральной оболочкой диффузорный выходной канал, причем энергоагрегат снабжен дополнительной кольцевой оболочкой, образующей с внешними поверхностями передней и центральной оболочек сужающе-расширяющийся первый промежуточный канал, сообщенный в промежуточной части с выходным каналом турбины, а с внутренней поверхностью наружной оболочки - второй промежуточный канал, сообщенный вместе с первым промежуточным каналом с диффузорным выходным каналом, причем во входном канале и/или в сужающейся части первого и/или второго промежуточного канала установлены направляющие ребра, образующие аппарат для закрутки потока воздуха; генератор снабжен обтекателем с расположенными во входном канале направляющими лопастями; оболочки соединены между собой перемычками, образующими направляющие аппараты в проточной части межоболочных каналов; на входе во входной и/или межоболочные каналы установлены защитные решетки, выполненные в виде направляющих аппаратов для закрутки потока, генератор снабжен циркуляционной системой охлаждения, радиаторы которой установлены в пустотах, по крайней мере, одной из оболочек, причем, по крайней мере, в одной из оболочек выполнены дополнительные входные каналы, а коммуникационные трубы системы охлаждения помещены в перемычках, соединяющих оболочки, установка снабжена пневматической системой запуска, имеющей связанный с ротором турбогенератора пневмодвигатель и источник сжатого воздуха, а на валу турбогенератора установлен маховик. This wind power installation has significant advantages over its well-known analogues, since it wind energy is converted to useful electrical energy much more efficiently. However, as will be shown below, wind energy can be more fully used thanks to this invention in a wind power installation in the form of a power unit mounted on a support, containing at least one turbine with a nozzle apparatus, mechanically connected to a generator, a central shell, an annular front shell with at least one turbine inlet channel, which forms the turbine outlet channel with a central shell, and also an annular outer shell, which forms a diffuser with the central shell a passage, and the power unit is equipped with an additional annular shell, forming with the outer surfaces of the front and central shells a narrowing-expanding first intermediate channel communicated in the intermediate part with the turbine output channel, and with the inner surface of the outer shell a second intermediate channel communicated with the first intermediate channel with a diffuser output channel, and in the input channel and / or in the tapering part of the first and / or second intermediate channel installed guide rails ra forming apparatus for swirling air flow; the generator is equipped with a fairing with guide vanes located in the inlet channel; the shells are interconnected by jumpers forming guiding devices in the flowing part of the intershell channels; protective grilles are installed at the entrance to the inlet and / or intershell channels, made in the form of guiding devices for swirling the flow, the generator is equipped with a circulation cooling system, the radiators of which are installed in the voids of at least one of the shells, at least in one of additional input channels are made of shells, and communication pipes of the cooling system are placed in jumpers connecting the shells; the installation is equipped with a pneumatic starting system having a turbogenerator connected to the rotor a pneumatic engine and a source of compressed air, and a flywheel is installed on the turbogenerator shaft.

Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлен продольный разрез энергоузла ветроэнергоустановки, на фиг. 2 показан вариант крепления энергоузла, на фиг.3 представлено крепление энергоузла на аэростате. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a power unit of a wind power installation; FIG. 2 shows an option for attaching an energy unit; FIG. 3 shows an attachment of an energy unit to a balloon.

Ветроэнергетическая установка выполнена в виде установленного на опоре энергоагрегата, содержащего, по крайней мере, одну турбину 1 с сопловым аппаратом 2. Вал турбины 1 механически связан с генератором 3. Под термином "генератор" здесь следует понимать не только генератор электрического тока, но любое устройство для преобразования механической энергии в любой вид энергии, удобной для использования в конкретных обстоятельствах. Это может быть, например, насос в системе гидропривода, компрессор пневмопривода и т. п. Энергоагрегат содержит также центральную оболочку 4, кольцевую переднюю оболочку 5, снабженную направляющими ребрами 6, образующими аппарат для закрутки потока, дополнительными каналами воздухозабора 7, по крайней мере, одним входным каналом 8 турбины 1. Оболочка 5 образует с центральной оболочкой 4 выходной канал 9 турбины 1. Кроме того, энергоагрегат имеет кольцевую наружную оболочку 10, образующую с центральной оболочкой 4 диффузорный выходной канал 11. Энергоагрегат снабжен также дополнительной кольцевой оболочкой 12, образующей с внешними поверхностями передней 5 и центральной 4 оболочек сужающийся - расширяющийся первый промежуточный канал 13, сообщенный в промежуточной части с выходным каналом 9 турбины 1, а с внутренней поверхностью наружной оболочки 10 - второй промежуточный канал 14, сообщенный вместе с первым промежуточным каналом 13 с диффузорным выходным каналом 11. В сужающихся частях первого 13 и второго 14 промежуточных каналов могут быть установлены также направляющие ребра 6, образующие аппараты для закрутки потока. Кроме того, эти каналы сообщены с дополнительными каналами воздухозабора 7. Кольцевой стабилизатор 15 образует с внешней поверхностью оболочки 10 дополнительный ускорительный канал 16. Задняя кромка наружной оболочки 10 совпадает с ее максимальным диаметром. В одном из вариантов генератор 3 расположен перед турбиной 1 во входном канале 8. В этом случае генератор имеет обтекатель с расположенными во входном канале 8 направляющими лопастями /на чертежах этот вариант не показан/. На валу генератора 3 может быть установлен стабилизирующий маховик 17. На входе в каналы 8, 13, 14 могут быть установлены защитные решетки 18, выполненные в виде направляющих аппаратов для закрутки потока. The wind power installation is made in the form of a power unit mounted on a support, containing at least one turbine 1 with a nozzle apparatus 2. The shaft of the turbine 1 is mechanically connected to the generator 3. The term “generator” here means not only an electric current generator, but any device for converting mechanical energy into any type of energy suitable for use in specific circumstances. This can be, for example, a pump in the hydraulic drive system, a pneumatic drive compressor, etc. The power unit also contains a central shell 4, an annular front shell 5, equipped with guide ribs 6 forming an apparatus for swirling the flow, additional air intake channels 7, at least one input channel 8 of the turbine 1. The shell 5 forms with the Central shell 4 the output channel 9 of the turbine 1. In addition, the power unit has an annular outer shell 10, forming with the Central shell 4 a diffuser output channel 11. En the unit is also equipped with an additional annular shell 12, forming with the outer surfaces of the front 5 and central 4 shells a tapering - expanding first intermediate channel 13, communicated in the intermediate part with the output channel 9 of the turbine 1, and with the inner surface of the outer shell 10 - the second intermediate channel 14, communicated together with the first intermediate channel 13 with the diffuser output channel 11. In the tapering parts of the first 13 and second 14 intermediate channels can also be installed guide ribs 6, Suitable devices for swirling flow. In addition, these channels are in communication with additional air intake channels 7. An annular stabilizer 15 forms an additional accelerating channel 16 with the outer surface of the shell 10. The trailing edge of the outer shell 10 coincides with its maximum diameter. In one embodiment, the generator 3 is located in front of the turbine 1 in the input channel 8. In this case, the generator has a fairing with guide vanes located in the input channel 8 / this option is not shown in the drawings /. A stabilizing flywheel 17 can be installed on the shaft of the generator 3. At the entrance to the channels 8, 13, 14, protective grilles 18 can be installed, made in the form of guiding devices for swirling the flow.

Оболочки 4, 5, 10, 12 и стабилизатор 15 соединены между собой перемычками /пилонами / 19, которые образуют направляющие аппараты в проточной части межоболочных каналов. The shells 4, 5, 10, 12 and the stabilizer 15 are interconnected by jumpers / pylons / 19, which form guiding devices in the flow part of the intershell channels.

Выходная часть дополнительной оболочки 12 может быть выполнена с возможностью перемещения /т.е. поворота или осевого перемещения/ для изменения сечения смежных каналов 13 и 14, а выходная часть передней оболочки 5 выполнена с возможностью перемещения для изменения сечения смежных каналов 9 и 13. Эти подвижные части могут быть выполнены регулируемыми, т.е. с поворотными створками и проставками. The output part of the additional shell 12 can be made with the possibility of movement / i.e. rotation or axial movement / to change the cross section of adjacent channels 13 and 14, and the output part of the front shell 5 is movable to change the cross section of adjacent channels 9 and 13. These moving parts can be made adjustable, i.e. with swing doors and spacers.

Входные кромки оболочек 4, 5, 10, 12 и кольцевого стабилизатора 15 выполнены с учетом скорости и плотности воздушного потока. The input edges of the shells 4, 5, 10, 12 and the ring stabilizer 15 are made taking into account the speed and density of the air flow.

Опора энергоагрегата может быть выполнена в виде колонны, на которой смонтирована, по крайней мере, одна установка. Генератор 3 может быть снабжен циркуляционной системой охлаждения, радиаторы которой могут быть установлены в пустотах одной или нескольких оболочек, причем коммутационные трубы системы охлаждения проложены в перемычках 19. Установка может быть снабжена пневматической системой запуска, которая имеет связанный с ротором турбокомпрессора пневмодвигатель и источник сжатого воздуха. Эта же система может быть использована в качестве аккумулятора энергии на режимах пониженного энергопотребления. Кольцевой стабилизатор прикреплен к колонне 20 шарниром 21, например, цилиндрическим (фиг.2). Такое выполнение обеспечивает разворот энергоагрегата на ветер при любом направлении последнего. The support of the power unit can be made in the form of a column on which at least one installation is mounted. The generator 3 can be equipped with a circulation cooling system, radiators of which can be installed in the voids of one or several shells, and the connecting pipes of the cooling system are laid in jumpers 19. The installation can be equipped with a pneumatic starting system, which has a pneumatic motor and a source of compressed air connected to the rotor of the turbocharger . The same system can be used as an energy accumulator in low power consumption modes. An annular stabilizer is attached to the column 20 by a hinge 21, for example, cylindrical (figure 2). This embodiment provides a turn of the power unit to the wind in any direction of the latter.

Ветроэнергетическая установка работает следующим образом. Wind power installation works as follows.

Свободный воздушный поток, движущийся вдоль поверхности наружной оболочки 8 установки, за счет эжекции создает разрежение на донном срезе установки. Причем зона эффективного влияния этого потока, участвующего в создании разрежения, составляет не менее одного диаметра донного среза установки, то есть в этом процессе участвует кольцевой воздушный поток, наибольший диаметр которого не менее трех диаметров донного среза установки. Free air flow moving along the surface of the outer shell 8 of the installation, due to ejection, creates a vacuum on the bottom section of the installation. Moreover, the zone of effective influence of this flow, which is involved in creating the vacuum, is at least one diameter of the bottom section of the installation, that is, an annular air flow is involved in this process, the largest diameter of which is at least three diameters of the bottom section of the installation.

Для повышения эффективности установки все внутренние поверхности оболочек снабжены направляющими ребрами 6, преобразующими поступающий ламинарный поток в винтовой (вихревой) поток. Для стабилизации винтового потока и увеличения его плотности оболочки 4, 5, 10, 12 установки снабжены дополнительными воздухозаборниками 7. To increase the efficiency of the installation, all the inner surfaces of the shells are equipped with guide ribs 6, which convert the incoming laminar flow into a helical (vortex) flow. To stabilize the helical flow and increase its density, the shells 4, 5, 10, 12 of the installation are equipped with additional air intakes 7.

Как показали детальные расчеты, преобразование свободного потока, поступающего во входные конфузоры установки в вихревой поток, увеличивает скорость потока при одновременном увеличении плотности потока. As detailed calculations have shown, the conversion of the free flow entering the input confusers of the installation into a vortex flow increases the flow velocity while increasing the flux density.

Под воздействием двух потоков энергии, со стороны входного канала и со стороны донного среза, воздушный вихревой поток в минимальном сечении канала 14 в зоне задней кромки дополнительной оболочки 12 достигает максимальной скорости. То есть плотность, скорость и, соответственно, кинетическая энергия вихревого потока резко возрастают. Этот процесс связан с уменьшением энтальпии потока. Соответственно, с ростом скорости происходит понижение давления в этом сечении, величину которого обозначим P1. Это давление будет существенно ниже, чем давление Р0 в свободном потоке. Давление в выходном сечении канала 13 также будет равно P1. Следовательно, на воздушный канал 13 воздействуют также две энергии - одна со стороны выходного сечения канала 13, другая со стороны его входного сечения. Векторы воздействия этих энергий на вихревой поток совпадают. Взаимодействие этих энергий приведет к существенному возрастанию скорости в минимальном сечении канала 13 (в зоне задней кромки передней оболочки 5) и соответствующему понижению давления в этой зоне. Так, если условно принять, что давление в выходной части канала 14 составит не более P1=0,85 Р0, то давление Р2 в зоне минимального сечения канала 13 составит не более P2=0,7 Р0.Under the influence of two energy flows, from the inlet channel and from the bottom section, the air vortex stream in the minimum section of the channel 14 in the region of the trailing edge of the additional shell 12 reaches its maximum speed. That is, the density, velocity and, accordingly, the kinetic energy of the vortex flow sharply increase. This process is associated with a decrease in enthalpy of flow. Accordingly, with increasing speed, a decrease in pressure occurs in this section, the value of which we denote by P 1 . This pressure will be significantly lower than the pressure P 0 in the free flow. The pressure in the output section of the channel 13 will also be equal to P 1 . Therefore, two energies also act on the air channel 13 - one from the output section of the channel 13, and the other from the input section. The vectors of the effect of these energies on the vortex flow coincide. The interaction of these energies will lead to a significant increase in speed in the minimum section of the channel 13 (in the region of the trailing edge of the front shell 5) and a corresponding decrease in pressure in this zone. So, if we conditionally assume that the pressure in the output part of the channel 14 will be no more than P 1 = 0.85 P 0 , then the pressure P 2 in the zone of the minimum section of the channel 13 will be no more than P 2 = 0.7 P 0 .

Давление в выходном сечении воздушного канала 8 также будет равно Р2. В минимальном сечении канала 8 установлена воздушная турбина 1 с направляющим сопловым аппаратом 2, и в этом сечении (на турбине) скорость воздушного потока за счет взаимодействия энергии поступающего в канал 8 воздушного вихревого потока и разрежения в выходном сечении канала 8 достигнет максимальной величины - местной скорости звука или близкой к ней. Кинетическая энергия на турбине 1 представляет собой располагаемую работу, которая будет преобразована во вращение турбины 1 и связанного с ней электрического генератора 3.The pressure in the outlet section of the air channel 8 will also be equal to P 2 . An air turbine 1 with a directing nozzle apparatus 2 is installed in the minimum section of channel 8, and in this section (on the turbine), the air flow velocity due to the interaction of the energy of the air vortex flow entering channel 8 and the vacuum in the output section of channel 8 reaches the maximum value - local speed sound or close to it. The kinetic energy on the turbine 1 is an available work that will be converted into rotation of the turbine 1 and the associated electric generator 3.

Процессы преобразования энергии в каналах установки идентичны процессам, происходящим в соплах Лаваля для вихревых потоков, и минимальное давление потока в рабочей зоне турбины будет равно Р3=0,528 Р0 или несколько меньше в зависимости от скорости вихревого потока. Воздушные турбины работоспособны даже при незначительных перепадах давления, и установка будет работать при скоростях свободного воздушного потока V0=5..6 м/с, но количество выработанной электроэнергии будет меньше.The energy conversion processes in the installation channels are identical to the processes occurring in Laval nozzles for vortex flows, and the minimum flow pressure in the turbine working zone will be P 3 = 0.528 P 0 or slightly less depending on the speed of the vortex flow. Air turbines are operable even with slight pressure drops, and the installation will work at free air flow velocities V 0 = 5..6 m / s, but the amount of generated electricity will be less.

В прототипе используется синергический эффект действия композиции свободных потоков - внешнего и внутренних, который превышает суммарный эффект действия каждого потока в отдельности. Свободный ветровой поток характеризуется порывистостью и неравномерностью, т.е. не является ламинарным. В предлагаемой установке повышается эффективность и стабильность воздушного потока преобразованием его в вихревой поток. The prototype uses the synergistic effect of the composition of free flows - external and internal, which exceeds the total effect of each stream separately. The free wind flow is characterized by gustiness and unevenness, i.e. not laminar. The proposed installation increases the efficiency and stability of the air flow by converting it into a vortex stream.

Для увеличения массы поступающего в установку воздушного потока все оболочки установки снабжены дополнительными воздухозаборниками 7, которые обеспечивают не только приток дополнительной массы воздух, но и сообщают проходящим по входным каналам установки потокам дополнительное ускорение. To increase the mass of the air flow entering the installation, all the shells of the installation are equipped with additional air intakes 7, which provide not only an influx of additional mass to the air, but also additional acceleration to the flows passing through the inlet channels of the installation.

Для стабилизации работы установки в случаях значительной неравномерности свободного ветрового потока используется маховик 17, установленный на валу генератора. To stabilize the operation of the installation in cases of significant unevenness of the free wind flow, a flywheel 17 mounted on the generator shaft is used.

Для предотвращения попадания в установку посторонних предметов все входные каналы выполнены со специальными защитными устройствами 18, например, в виде жалюзи, где пластины одновременно являются первичными направляющими воздушного потока. To prevent foreign objects from entering the installation, all the inlet channels are made with special protective devices 18, for example, in the form of blinds, where the plates are simultaneously the primary air flow guides.

В предлагаемой установке для уменьшения аэродинамического сопротивления вихревого потока все оболочки соединены между собой профилированными перемычками 19, в которых проложены коммутационные трубы системы охлаждения генератора. In the proposed installation, to reduce the aerodynamic drag of the vortex flow, all shells are interconnected by profiled jumpers 19 in which the connecting pipes of the generator cooling system are laid.

Предлагаемые ветроэнергетические установки наиболее эффективно использовать в районах с повышенными скоростями ветра, например, на островах, морском побережье, в горах и т.п. The proposed wind power plants are most efficiently used in areas with high wind speeds, for example, on islands, the sea coast, in the mountains, etc.

Установки могут монтироваться в различных вариантах - на колоннах (башнях) (фиг. 2), подвешиваться гирляндами на тросах, закрепляться на каких-либо опорах (в горном ущелье). В районах, где средние скорости ветра невелики, можно использовать аэростат как вариант подвески установки (фиг. 3). Installations can be mounted in various versions - on columns (towers) (Fig. 2), suspended by garlands on cables, fixed on any supports (in a mountain gorge). In areas where the average wind speeds are low, you can use the balloon as an option for the suspension of the installation (Fig. 3).

Существующий уровень развития электротехники позволяет применять в установке практически без каких-либо изменений серийно выпускаемые промышленностью высокооборотные электрические генераторы, также серийно выпускаются воздушные турбины в комплекте с сопловыми направляющими аппаратами, например воздушные турбины энергетических установок самолетов и других летательных аппаратов, узлы турбодетандеров и пр. Целесообразно изготавливать турбогенераторные узлы в сборе, т.е. полной заводской готовности для сокращения затрат времени и средств на монтаж установок на месте их эксплуатации. Вес высокооборотного электрогенератора мощностью 1000 кВт не превышает 700 кг, а общий вес турбогенераторного узла такой мощности будет составлять чуть больше одной тонны. Оболочки установок могут изготовляться из различных материалов по давно отработанным технологиям в зависимости от мощности и типа установки - композитных материалов, проката алюминиевых сплавов, пластмасс и др. материалов. Оболочки могут быть сборными из сегментов, надувными и пр. The current level of development of electrical engineering makes it possible to use high-speed electric generators commercially available from the industry practically without any changes in the installation; air turbines complete with nozzle guiding devices, such as air turbines of power plants of aircraft and other aircraft, turbine expansion units, etc. are also mass-produced. to produce complete turbine-generating units, i.e. full factory readiness to reduce the time and money spent on installation of installations at the place of their operation. The weight of a high-speed electric generator with a capacity of 1000 kW does not exceed 700 kg, and the total weight of the turbogenerator unit of such power will be a little more than one ton. Shells of plants can be made of various materials according to long-established technologies, depending on the capacity and type of installation — composite materials, rolled aluminum alloys, plastics, and other materials. Shells can be prefabricated from segments, inflatable, etc.

Claims (9)

1. Ветроэнергетическая установка в виде установленного на опоре энергоагрегата, содержащего, по крайней мере, одну турбину с сопловым аппаратом, механически связанную с генератором, центральную оболочку, кольцевую переднюю оболочку с, по крайней мере, одним входным каналом турбины, образующую с центральной оболочкой выходной канал турбины, а также кольцевую наружную оболочку, образующую с центральной оболочкой диффузорный выходной канал, причем энергоагрегат снабжен дополнительной кольцевой оболочкой, образующей с внешними поверхностями передней и центральной оболочек сужающе-расширяющийся первый промежуточный канал, сообщенный в промежуточной части с выходным каналом турбины, а с внутренней поверхностью наружной оболочки - второй промежуточный канал, сообщенный вместе с первым промежуточным каналом с диффузорным выходным каналом, отличающаяся тем, что во входном канале и/или в сужающейся части первого и/или второго промежуточного канала установлены направляющие ребра, образующие аппарат для закрутки потока воздуха. 1. A wind power installation in the form of a power unit mounted on a support, comprising at least one turbine with a nozzle apparatus, mechanically connected with a generator, a central shell, an annular front shell with at least one turbine inlet channel, forming an outlet with a central shell a turbine channel, as well as an annular outer shell forming a diffuser output channel with a central shell, the power unit being provided with an additional annular shell forming with external surfaces by the front and central shells, the narrowing-expanding first intermediate channel communicated in the intermediate part with the turbine output channel, and with the inner surface of the outer shell, the second intermediate channel communicated together with the first intermediate channel with the diffuser output channel, characterized in that in the input channel and / or in the tapering part of the first and / or second intermediate channel, guide ribs are installed forming an apparatus for swirling the air flow. 2. Ветроэнергетическая установка по п. 1, отличающаяся тем, что генератор снабжен обтекателем с расположенными во входном канале направляющими лопастями. 2. Wind power installation according to claim 1, characterized in that the generator is equipped with a fairing with guide vanes located in the input channel. 3. Ветроэнергетическая установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что оболочки соединены между собой перемычками, образующими направляющие аппараты в проточной части межоболочных каналов. 3. Wind power installation according to claim 1 or 2, characterized in that the shells are interconnected by jumpers forming guide devices in the flow part of the intershell channels. 4. Ветроэнергетическая установка по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что на входе во входной и/или межоболочные каналы установлены защитные решетки, выполненные в виде направляющих аппаратов для закрутки потока. 4. Wind power installation according to any one of paragraphs. 1-3, characterized in that at the entrance to the input and / or intershell channels are installed protective grilles made in the form of guiding devices for swirling the flow. 5. Ветроэнергетическая установка по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что генератор снабжен циркуляционной системой охлаждения, радиаторы которой установлены в пустотах, по крайней мере, одной из оболочек. 5. Wind power installation according to any one of paragraphs. 1-4, characterized in that the generator is equipped with a circulation cooling system, the radiators of which are installed in the voids of at least one of the shells. 6. Ветроэнергетическая установка по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что, по крайней мере, в одной из оболочек выполнены дополнительные воздухозаборные каналы. 6. Wind power installation according to any one of paragraphs. 1-5, characterized in that, at least in one of the shells made additional air intake channels. 7. Ветроэнергетическая установка по п. 5 или 6, отличающаяся тем, что коммуникационные трубы системы охлаждения помещены в перемычках, соединяющих оболочки. 7. Wind power installation according to claim 5 or 6, characterized in that the communication pipes of the cooling system are placed in jumpers connecting the shells. 8. Ветроэнергетическая установка по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что она снабжена пневматической системой запуска, имеющей связанный с ротором турбогенератора пневмодвигатель и источник сжатого воздуха. 8. Wind power installation according to any one of paragraphs. 1-7, characterized in that it is equipped with a pneumatic start-up system having a pneumatic motor and a source of compressed air connected to the turbogenerator rotor. 9. Ветроэнергетическая установка по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что на валу турбогенератора установлен маховик. 9. Wind power installation according to any one of paragraphs. 1-8, characterized in that the flywheel is installed on the turbogenerator shaft.
RU2001128198/06A 2001-10-19 2001-10-19 Windmill-electric generating plant RU2186244C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001128198/06A RU2186244C1 (en) 2001-10-19 2001-10-19 Windmill-electric generating plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001128198/06A RU2186244C1 (en) 2001-10-19 2001-10-19 Windmill-electric generating plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2186244C1 true RU2186244C1 (en) 2002-07-27

Family

ID=20253811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001128198/06A RU2186244C1 (en) 2001-10-19 2001-10-19 Windmill-electric generating plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2186244C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009139734A1 (en) * 2008-05-15 2009-11-19 Remizov Pavel Pavlovich Wind power plant
WO2013176570A1 (en) * 2012-05-22 2013-11-28 Onin Aleksandr Yur Evich Diffusive wind energy installation with reduced noise level
RU2671000C2 (en) * 2016-11-02 2018-10-29 Петр Тихонович Харитонов Energy air flow installation
RU2764509C1 (en) * 2021-06-16 2022-01-18 Государственное автономное образовательное учреждение Астраханской области высшего образования Астраханский Государственный Архитектурно-Строительный Университет Construction and ecological complex

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009139734A1 (en) * 2008-05-15 2009-11-19 Remizov Pavel Pavlovich Wind power plant
WO2013176570A1 (en) * 2012-05-22 2013-11-28 Onin Aleksandr Yur Evich Diffusive wind energy installation with reduced noise level
RU2501975C1 (en) * 2012-05-22 2013-12-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ВЭС" Diffuser wind-driven power plant with low noise level
RU2671000C2 (en) * 2016-11-02 2018-10-29 Петр Тихонович Харитонов Energy air flow installation
RU2764509C1 (en) * 2021-06-16 2022-01-18 Государственное автономное образовательное учреждение Астраханской области высшего образования Астраханский Государственный Архитектурно-Строительный Университет Construction and ecological complex

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2124142C1 (en) Wind-driven electric plant
JP5539893B2 (en) Power generator
US4258271A (en) Power converter and method
US4398096A (en) Aero electro turbine
US8358026B2 (en) Wave energy turbine for oscillating water column systems
US9371815B2 (en) Turbine with radial inlet and outlet rotor for use in bidirectional flows
KR20140040713A (en) Diffuser augmented wind turbines
KR20120120941A (en) A bidirectional water turbine
RU2186244C1 (en) Windmill-electric generating plant
RU2511780C1 (en) Wind power module with vertical centripetal turbine, and high-efficiency power plant for alternate current generation
RU2276743C1 (en) Wind plant
RU2205977C1 (en) Wind-driven electric plant
RU2230219C1 (en) Method of and wind-driven electric plant for conversion of energy of free air flow
RU2310090C1 (en) Wind power-generating device
CA2236219A1 (en) Power generator driven by environment's heat
SU1746051A1 (en) Windmill
CA2533960A1 (en) Method and system for efficiently extracting power from the wind
RU2230218C2 (en) Wind-driven electric plant
RU191393U1 (en) Underwater Vortex Hydro Generator
RU2805400C1 (en) Pressure-vacuum wind power plant
RU2492353C1 (en) Highly efficient wind-driven plant of modular type and wind generator module for it
JPH04121459A (en) Hydraulic turbine for low flow rate
RU2151907C1 (en) Turbo-deflector module
WO2024080891A1 (en) "tandem quadrator" vacuum-pressure wind power generation assembly
RU2199022C1 (en) Windmill-electric generating plant

Legal Events

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

Effective date: 20031020