RU2230932C1 - Windmill-electric power plant (alternatives) - Google Patents

Windmill-electric power plant (alternatives) Download PDF

Info

Publication number
RU2230932C1
RU2230932C1 RU2002130128/06A RU2002130128A RU2230932C1 RU 2230932 C1 RU2230932 C1 RU 2230932C1 RU 2002130128/06 A RU2002130128/06 A RU 2002130128/06A RU 2002130128 A RU2002130128 A RU 2002130128A RU 2230932 C1 RU2230932 C1 RU 2230932C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wind power
power installation
installation according
rotor
gear
Prior art date
Application number
RU2002130128/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002130128A (en
Inventor
А.Н. Дашков (RU)
А.Н. Дашков
В.М. Долгорук (RU)
В.М. Долгорук
Original Assignee
Дашков Александр Николаевич
Долгорук Василий Михайлович
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 Дашков Александр Николаевич, Долгорук Василий Михайлович filed Critical Дашков Александр Николаевич
Priority to RU2002130128/06A priority Critical patent/RU2230932C1/en
Priority to AU2003289686A priority patent/AU2003289686A1/en
Priority to PCT/RU2003/000486 priority patent/WO2004044417A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2230932C1 publication Critical patent/RU2230932C1/en
Publication of RU2002130128A publication Critical patent/RU2002130128A/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05B2240/31—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape
    • F05B2240/312—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor of changeable form or shape capable of being reefed
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Abstract

FIELD: wind-power engineering; windmill-electric power plants.
SUBSTANCE: windmill-electric power plant of first design alternate has rotor, with its components being free to rotate about vertical axis, that rests on supporting carriages loosely mounted on enclosed horizontal annular support, and also transmission system including gear transmission that functions to transfer torque from rotor to actuating element; novelty is that gear transmission is first speed of transmission and incorporates driving gear and driven gear; it is step-up transmission with gear ratio over 2; driving gear is made in the form of stiff gear ring mounted on supporting carriages and/or on bottom components of rotor in horizontal plane coaxially with vertical axis of rotor revolution; diameter of middle or pitch circle of gear ring amounts to more than two thirds of inner diameter of annular horizontal support. Plant of second design alternate has its crosspieces made in the form of flat vertical frames covered with net and two or more sail members are secured in tandem on each crosspiece so that one sail member, when in fully unfolded condition, is free to cover part of next sail member at point of fixation by part of its surface opposing fixation end. Plant is distinguished, among other things, by easy erection and maintenance, including on irregular terrain.
EFFECT: enhanced efficiency due to reduced loss in gearing and in rotor moving parts.
23 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики, в частности к ветроэнергетическим установкам.The invention relates to the field of energy, in particular to wind power plants.

Известна ветроэнергетическая установка, состоящая из платформ, соединенных между собой в состав таким образом, что начало и конец его соединяются вместе, и установленных на круговой рельсовый путь, причем на каждой платформе установлены парусные элементы, которые делают один оборот вокруг своей оси за два прохода платформой по круговому рельсовому пути, а поворот парусов корректируется при изменении направления ветра [патент RU 2125182, 1999]. Общая площадь парусов установки относительно мала, а суммарные потери на трение относительно велики, что определяет небольшую удельную мощность и низкий кпд.Known wind power installation, consisting of platforms interconnected in such a way that its beginning and end are connected together and installed on a circular rail track, and each platform has sailing elements that make one revolution around its axis in two passes by the platform along a circular rail track, and the rotation of the sails is adjusted when the wind direction changes [patent RU 2125182, 1999]. The total area of the installation sails is relatively small, and the total friction losses are relatively large, which determines a small specific power and low efficiency.

Известен ротор ветродвигателя, содержащий вал с радиальными лопастями в виде рамок в форме параллелепипедов, на каждой из которых смонтированы поворотные элементы в виде пластин с возможностью свободного поворота относительно осей, которые параллельны оси вала и смонтированы на каждой рамке последовательно, причем оси всех пластин, кроме самой дальней от оси вала, выполняют функцию ограничителей поворота соседних пластин рамки в одном направлении, а ограничители поворота пластин в другом направлении смонтированы на грани параллелепипеда, которая противоположна грани с осями [полезная модель RU 15758, 2000]. Ротор может дополнительно содержать устройство принудительного поворота пластин лопастей, например для складывания пластин при штормовом ветре, в частности содержащее трос, последовательно соединяющий пластины лопасти. Известный ротор имеет низкую долговечность из-за быстрого износа пар трения ось-пластина, а также высокий уровень шума при работе.Known rotor of a wind turbine containing a shaft with radial blades in the form of frames in the form of parallelepipeds, on each of which mounted rotary elements in the form of plates with the possibility of free rotation relative to axes that are parallel to the axis of the shaft and mounted on each frame in series, with the axes of all the plates except farthest from the axis of the shaft, perform the function of limiters for turning adjacent plate plates in one direction, and limiters for turning plates in the other direction are mounted on the edge of parallel food, which is opposite to the edge with the [utility model RU 15758, 2000]. The rotor may further comprise a device for forced rotation of the blade plates, for example for folding the plates in a gale, in particular containing a cable connecting the blade plates in series. The known rotor has low durability due to the rapid wear of the friction axis-plate pairs, as well as a high level of noise during operation.

Известна ветроэнергетическая установка, содержащая парусные лопасти, связанные с ними опорные тележки, установленные на замкнутой колее, а также вертикальный вал, соединенный с генератором, и систему управляющих тросов (строп) [а.с. SU 1275114, 1986]. Данная установка имеет сложную конструкцию, относительно малую площадь парусов, низкую степень защиты от штормового ветра.Known wind power installation containing sailing blades, associated support trolleys mounted on a closed track, as well as a vertical shaft connected to a generator, and a control cable system (slings) [as. SU 1275114, 1986]. This installation has a complex structure, a relatively small sail area, and a low degree of protection against storm winds.

Известна ветроэнергетическая установка, состоящая из генератора и ротора, содержащего как минимум две парусные лопасти [патент RU 2174189, 2001]. Лопасть содержит элементарную ячейку, состоящую из прямоугольного паруса, огибающего опорный стержень и соединенного с ведомым стержнем ротора стропами. Ось ротора может быть расположена вертикально, а парусные лопасти могут опираться на опорные тележки, установленные на горизонтальной замкнутой колее. Установка может дополнительно содержать устройство регулировки площади раскрытия паруса. Соединение парусов стропами снижает надежность работы установки.Known wind power installation consisting of a generator and a rotor containing at least two sailing blades [patent RU 2174189, 2001]. The blade contains a unit cell, consisting of a rectangular sail, enveloping the support rod and connected to the slave shaft of the rotor by slings. The rotor axis can be located vertically, and the sailing blades can be supported by support carts mounted on a horizontal closed track. The installation may further comprise a device for adjusting the disclosure area of the sail. Connection of sails with slings reduces the reliability of the installation.

Известна роторная ветроэнергетическая установка, содержащая карусельно-парусный двигатель [заявка RU 97109863, 1999]. Ярусно расположенные жесткие паруса шарнирно-поворотно установлены на звездообразных осях с возможностью отклонения под действием ветра и перекрытия друг друга под действием веса и ветра. На концах нижних рей размещены опорные тележки, выполненные с возможностью транспортировать передающие устройства с окружной скоростью ветродвигателя по кольцевой направляющей на роликах. Ролики кинематически связаны с передающими устройствами, соединенными с приводом энергоблока, содержащим несколько генераторов. Установка имеет относительно низкий кпд из-за больших потерь в трансмиссии и относительно высокую стоимость из-за наличия нескольких генераторов.Known rotary wind power installation containing a rotary sailing engine [application RU 97109863, 1999]. The tiered rigid sails are pivotally mounted on star axes with the possibility of deflection under the influence of wind and overlapping each other under the influence of weight and wind. At the ends of the lower rails there are supporting trolleys made with the ability to transport transmitting devices with a peripheral speed of the wind turbine along the annular guide on the rollers. The rollers are kinematically connected with transmitting devices connected to a power unit drive containing several generators. The installation has a relatively low efficiency due to large losses in the transmission and a relatively high cost due to the presence of several generators.

Известна ветроустановка, выбранная в качестве прототипа первого варианта, содержащая вертикальный парус, насаженный на мачту с возможностью вращения на ней, корень которой помещен в пространственной ферме, укрепленной на поворотной платформе, притянутой в центре ее вращения анкером к заглубленному в грунт якорю и контактирующей катками с кольцевым рельсом [заявка RU 95121569, 1998]. Корень мачты вверху и внизу жестко укреплен в двух каретках, имеющих возможность перемещения на роликах по направляющим пространственной фермы, и каждая из которых контактирует с одной из ветвей бесконечной цепи, надетой на два зубчатых колеса, одно из которых кинематически связано трансмиссией с генератором. Установка относительна сложна конструктивно, а использование цепной передачи снижает КПД.Known wind turbine, selected as a prototype of the first option, containing a vertical sail, mounted on the mast with the possibility of rotation on it, the root of which is placed in a spatial truss, mounted on a rotary platform, pulled in the center of its rotation by an anchor to the anchor buried in the ground and in contact with the rollers with ring rail [application RU 95121569, 1998]. The mast root at the top and bottom is rigidly fixed in two carriages that can be moved on rollers along the guides of the spatial truss, and each of which is in contact with one of the branches of an endless chain, worn on two gear wheels, one of which is kinematically connected with the transmission to the generator. The installation is relatively complex structurally, and the use of a chain transmission reduces efficiency.

Известен преобразователь энергии, который может быть использован в качестве ветроэнергетической установки, выбранной в качестве прототипа второго варианта [патент RU 2076947, 1999]. Известная установка содержит ферму и смонтированный в ней с возможностью поворота ротор, включающий вертикальный вал, на котором поярусно укреплены горизонтальные траверсы с поворотными элементами, каждый из которых выполнен состоящим из пары сетчатых каркасов обтекаемой формы, укрепленных с возможностью взаимного перемещения вдоль траверсы. Каркасы обтянуты сетками с разной по размеру ячеей, одна из которых, расположенная с внешней стороны, является опорной и имеет меньшую по размеру ячею, а вторая - внутренняя, с более крупной ячеей, снабжена парусными элементами, укрепленными на одной из сторон каждой ячеи. В частном случае выполнения вал через ременную передачу связан с электрогенератором.A known energy converter, which can be used as a wind power installation, selected as a prototype of the second option [patent RU 2076947, 1999]. The known installation comprises a truss and a rotor mounted in it with the possibility of rotation, including a vertical shaft, on which horizontal traverses with rotary elements, each made of a pair of streamlined mesh frames reinforced with the possibility of mutual movement along the traverse, are belt-mounted. The frames are covered with grids with different mesh sizes, one of which, located on the outside, is a reference and has a smaller mesh, and the second, the inside, with a larger mesh, is equipped with sailing elements mounted on one side of each mesh. In the particular case of performing the shaft through a belt drive connected to an electric generator.

Техническая задача, на решение которых направлена группа изобретений - увеличение кпд ветроэнергетических установок за счет уменьшения потерь в системе трансмиссии и в подвижных элементах ротора, упрощение конструкции и расширение возможности монтажа и обслуживания таких установок, в т.ч. на участках со сложным рельефом.The technical problem to which the group of inventions is aimed is to increase the efficiency of wind power plants by reducing losses in the transmission system and in the moving elements of the rotor, simplifying the design and expanding the ability to install and maintain such plants, including in areas with difficult terrain.

Согласно первому предлагаемому варианту, ветроэнергетическая установка содержит ротор, элементы которого имеют возможность вращения вокруг вертикальной оси, опирающийся на опорные каретки, установленные подвижно на замкнутой кольцевой горизонтальной опоре, а также систему трансмиссии, включающую передачу зацеплением, для передачи крутящего момента от ротора к исполнительному органу.According to the first proposed embodiment, the wind power installation contains a rotor, the elements of which are rotatable around a vertical axis, supported by support carriages mounted movably on a closed annular horizontal support, as well as a transmission system including gearing for transmitting torque from the rotor to the actuator .

Новым является то, что передача зацеплением является первой ступенью трансмиссии, содержит ведущее и ведомое колесо и выполнена повышающей с передаточным числом более 2, причем ведущее колесо выполнено в виде жесткого зубчатого венца, смонтированного на опорных каретках и/или нижних элементах ротора в горизонтальной плоскости соосно вертикальной оси вращения ротора, а диаметр средней или делительной окружности зубчатого венца составляет более 2/3 внутреннего диаметра кольцевой горизонтальной опоры. Для ветроэнергетических установок с относительно большими габаритными размерами, имеющими тихоходный ротор, предлагаемое техническое решение позволяет вынести систему трансмиссии за пределы внутренней области ротора и повысить быстроходность ведомого вала, что ведет к достижению указанного технического результата.What is new is that the gearing is the first stage of the transmission, it contains a drive and driven wheel and is made up with a gear ratio of more than 2, and the drive wheel is made in the form of a hard gear ring mounted on the support carriages and / or lower rotor elements in a horizontal plane coaxially the vertical axis of rotation of the rotor, and the diameter of the middle or pitch circle of the ring gear is more than 2/3 of the inner diameter of the annular horizontal support. For wind turbines with relatively large overall dimensions, having a slow-moving rotor, the proposed technical solution allows the transmission system to be moved outside the inner region of the rotor and to increase the speed of the driven shaft, which leads to the achievement of the specified technical result.

В качестве исполнительного органа может быть использован электрогенератор. Жесткий зубчатый венец может быть выполнен в виде жестко смонтированной бесконечной цепи, а ведомое колесо - в виде звездочки.An electric generator can be used as an executive body. A rigid gear ring can be made in the form of a rigidly mounted endless chain, and a driven wheel in the form of an asterisk.

Передачу зацеплением можно выполнять наружной, при этом ведущее колесо передачи можно расположить за пределами площади, ограниченной наружным диаметром кольцевой горизонтальной опоры. Это позволяет монтировать установку на участках со сложным рельефом внутри кольцевой опоры, например вокруг озера, заброшенного карьера и т.п. Передача зацеплением может содержать ведущее колесо с двумя или более ведомыми колесами, при этом для исключения радиальных нагрузок лучше, когда ведомые колеса равномерно расположены по диаметру делительной окружности зубчатого венца. Передача зацеплением может быть выполнена в виде зубчатой передачи, а для установок с относительно большими габаритными размерами при этом лучше, когда зубчатый венец выполнен наборным из секторов и/или горизонтальных пластин, а коэффициент высоты головки зуба колес зубчатой передачи выполнен меньше 1. Проще выполнять зубчатую передачу цилиндрической.The gearing can be performed externally, while the drive gear can be positioned outside the area limited by the outer diameter of the annular horizontal support. This allows you to mount the installation in areas with complex terrain inside the annular support, for example around a lake, an abandoned quarry, etc. The gearing may include a drive wheel with two or more driven wheels, in order to avoid radial loads it is better when the driven wheels are evenly spaced along the diameter of the pitch circle of the ring gear. Gearing can be made in the form of a gear train, and for installations with relatively large overall dimensions, it is better when the gear ring is made of sectors and / or horizontal plates, and the gear height ratio of the gear head is less than 1. It is easier to make the gear cylindrical gear.

Согласно второму предлагаемому варианту, ветроэнергетическая установка содержит ротор, который соединен через систему трансмиссии с исполнительным органом и который включает траверсы, смонтированные как минимум в один ярус и имеющие возможность вращения вокруг вертикальной оси, и которые содержат парусные элементы, каждый из которых закреплен с одной стороны своего периметра и имеет возможность опираться в развернутом состоянии под действием силы ветра о натянутую на элементах ротора опорную сетку.According to the second proposed option, the wind power installation contains a rotor, which is connected through the transmission system to the executive body and which includes traverses mounted at least in one tier and capable of rotation around a vertical axis, and which contain sailing elements, each of which is fixed on one side of its perimeter and has the ability to rely in the expanded state under the influence of wind force on a support grid stretched on the elements of the rotor.

Новым является то, что траверсы выполнены в виде плоских вертикальных рам, обтянутых сеткой, а по два или более парусных элемента закреплены последовательно один за другим на каждой траверсе так, что в полностью развернутом состоянии один парусный элемент имеет возможность перекрывать частью своей поверхности, противоположной стороне закрепления, часть поверхности следующего за ним парусного элемента у стороны закрепления этого элемента.What is new is that the traverses are made in the form of flat vertical frames covered with a net, and two or more sailing elements are fixed sequentially one after another on each traverse so that in a fully deployed state one sailing element has the ability to overlap with a part of its surface, opposite side anchoring, part of the surface of the sailing element following it at the anchoring side of this element.

Предлагаемая конструкция относительно проста и обладает малой материалоемкостью, что делает ее надежной и снижает потери в движущихся частях ротора. В качестве исполнительного органа также может использоваться электрогенератор. Траверсы могут опираться на опорные каретки, установленные подвижно на замкнутой кольцевой горизонтальной опоре.The proposed design is relatively simple and has low material consumption, which makes it reliable and reduces losses in the moving parts of the rotor. An electric generator can also be used as an executive body. Traverses can rely on support carriages mounted movably on a closed annular horizontal support.

Траверсы могут быть смонтированы на вертикальном валу, а также в два и более яруса. Парусные элементы для исключения их скручивания могут быть снабжены по своему свободному периметру жесткими и/или упругими вставками. Для облегчения начала вращения ротора и преодоления мертвых точек траверса может быть изогнута в горизонтальной плоскости под углом свыше 90° и не более 180°, при этом лучше, когда длина отогнутого конца траверсы составляет не более 1/3 общей длины траверсы, измеряемой от оси вращения.Traverses can be mounted on a vertical shaft, as well as in two or more tiers. To avoid twisting, the sailing elements can be provided with rigid and / or elastic inserts along their free perimeter. To facilitate the beginning of rotor rotation and to overcome the dead points, the crosshead can be bent in a horizontal plane at an angle of more than 90 ° and not more than 180 °, and it is better when the length of the bent end of the crosshead is not more than 1/3 of the total length of the crosshead, measured from the axis of rotation .

Ротор может дополнительно содержать устройство регулировки площади раскрытия парусных элементов, в частности в виде как минимум одного бесконечного троса или ремня, натянутого вдоль траверсы с возможностью перемещения между двумя блоками, закрепленными на траверсе, и соединенного последовательно вдоль длины своей одной ветви со сторонами парусных элементов с помощью натяжных тросиков, длина каждого из которых выбрана так, что парусные элементы имеют возможность полного раскрытия. При этом лучше, когда на траверсе смонтированы один над другим два или более бесконечных троса или ремня, блоки которых хотя бы с одной стороны имеют общий вертикальный вал.The rotor may further comprise a device for adjusting the opening area of the sailing elements, in particular in the form of at least one endless cable or belt stretched along the yoke with the ability to move between two blocks mounted on the yoke and connected in series along the length of its one branch with the sides of the sailing elements with using tension cables, the length of each of which is selected so that the sailing elements have the possibility of full disclosure. In this case, it is better when two or more endless cables or belts are mounted on the traverse one above the other, the blocks of which have at least one common vertical shaft.

Оба предлагаемых варианта могут использоваться в одной ветроэнергетической установке, например, как описано ниже.Both proposed options can be used in the same wind power installation, for example, as described below.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

Ветроэнергетическая установка схематично представлена на фиг.1 и 2, где представлены ее вид спереди и сверху соответственно. Круговыми стрелками показано направление вращения валов, а прямыми стрелками, параллельными друг другу, на фиг.2 показано направление ветра. Фиг.3-6 поясняют принцип работы устройства регулировки площади раскрытия парусов. На фиг.3-4 представлены местный вид лопасти ротора ветроэнергетической установки с поперечным разрезом при распущенных парусах, а на фиг 5-6 - при частично сложенных парусах. На фиг.4 стрелками показано направление движения ремня для складывания парусов, а на фиг.6 - для раскрытия.Wind power installation is schematically represented in figures 1 and 2, where its front and top views, respectively, are presented. The circular arrows indicate the direction of rotation of the shafts, and the straight arrows parallel to each other, figure 2 shows the direction of the wind. Figure 3-6 explain the principle of operation of the device for adjusting the disclosure area of the sails. Figures 3-4 show a local view of the rotor blades of a wind power plant with a cross-sectional view when the sails are open, and Figs 5-6 are shown when the sails are partially folded. In Fig. 4, the arrows show the direction of movement of the belt for folding the sails, and Fig. 6 for disclosure.

Изобретение поясняется на примере парусной ветроэнергетической установки ГТВЭУ.The invention is illustrated by the example of a sailing wind turbine GTVEU.

В этом примере использованы оба независимых варианта заявляемых технических решений.In this example, both independent versions of the claimed technical solutions are used.

Ротор ПВЭУ содержит четыре траверсы в виде плоских вертикальных рам 1, обтянутых сеткой 2 и крестообразно смонтированных на валу 3 с вертикальной осью, установленном в подпятнике 4. Рамы 1 дополнительно поддерживаются на валу 3 с помощью канатов 5, образующих второй ярус ротора. Удаленные части рам 1 имеют жесткие отгибы 6 по направлению против направления вращения ротора в плане под углом примерно 135° от неотогнутой части рамы. На каждой из рам 1, а также между ними и канатами 5 натянуты последовательно вертикально тросы 7, на которых закреплены парусные элементы в виде вертикальных парусов 8, прямоугольных на неотогнутой части и треугольных или трапециевидных на отогнутой части рамы 1, причем каждый трос 7 пропущен сквозь прошитую отбортовку 9 одного вертикального края паруса 8. В противоположный край паруса 8 вшит тросик жесткости 10. Нижней частью рамы 1 опираются на опорные каретки 11, установленные на замкнутой кольцевой горизонтальной опоре 12. На каретках 11 жестко смонтировано ведущее колесо в виде зубчатого венца 13 повышающей цилиндрической зубчатой передачи (с коэффициентом высоты головки зуба 0,8), включающей также ведомое зубчатое колесо 14, смонтированное на валу 15. На каждой раме 1 смонтировано устройство регулировки площади раскрытия парусов 8, включающее систему параллельных бесконечных зубчатых ремней 16, каждый из которых натянут горизонтально между двумя блоками 17 (один не показан), причем блоки 17, расположенные ближе к валу 3, смонтированы на одном вертикальном регулировочном валу 18. Ремень 16 вдоль длины своей одной ветви с парусами 8 с помощью натяжных тросиков 19, пропущенных сквозь парус 8 “змейкой” и соединенных с тросиками жесткости 10.The PVEU rotor contains four traverses in the form of flat vertical frames 1, fitted with a grid 2 and mounted crosswise on the shaft 3 with a vertical axis mounted in the thrust bearing 4. The frames 1 are additionally supported on the shaft 3 by means of ropes 5 forming the second tier of the rotor. The remote parts of the frames 1 have rigid bends 6 in the direction opposite to the direction of rotation of the rotor in plan at an angle of about 135 ° from the non-bent part of the frame. On each of the frames 1, as well as between them and the ropes 5, cables 7 are sequentially stretched vertically, on which sailing elements are fixed in the form of vertical sails 8, rectangular on the non-bent part and triangular or trapezoid on the bent part of the frame 1, with each cable 7 passing through stitched flanging 9 of one vertical edge of the sail 8. A stiffening cable 10 is sewn into the opposite edge of the sail 8. The lower part of the frame 1 is supported by supporting carriages 11 mounted on a closed annular horizontal support 12. On the carriages 11 it is rigidly the drive wheel is mounted in the form of a gear ring 13 of a raising cylindrical gear transmission (with a tooth head height coefficient of 0.8), which also includes a driven gear 14 mounted on the shaft 15. On each frame 1, a device for adjusting the opening area of the sails 8 is mounted, including a system of parallel endless toothed belts 16, each of which is stretched horizontally between two blocks 17 (one not shown), and the blocks 17 located closer to the shaft 3 are mounted on one vertical adjustment shaft 18. Belt 16 along the length of one of its branches with sails 8 by means of tension ropes 19 through the sail 8 missed the "snake" and connected with cables 10 rigidity.

Во время работы ПВЭУ, когда одна из рам 2 развернута к ветру со стороны парусов 8, последние под действием силы ветра опираются на сетку 2, создавая крутящий момент на валу 3, который через зубчатую передачу (13, 14) передается через систему трансмиссии на электрогенератор (не показан). Для рамы 2, двигающейся против ветра сеткой 2 вперед, потоки воздуха проходят сквозь сетку 2 и отклоняет паруса 8 от сетки 2, что определяет минимальное сопротивление движению данной рамы 1. При сильном ветре паруса 8 могут быть сложены. Для этого поворачивают регулировочный вал 18 с блоками 17, благодаря чему ремень 16 двигается и натягивает тросики 19, которые складывают паруса 8 с помощью тросиков жесткости 10. При развертывании парусов 8 регулировочный вал 18 поворачивают в противоположную сторону, натяжение тросиков 19 ослабевает и паруса 8 разворачиваются ветром.During operation of the HPS, when one of the frames 2 is turned towards the wind from the side of the sails 8, the latter under the influence of the wind force rest on the grid 2, creating a torque on the shaft 3, which is transmitted through the transmission system to the electric generator through a gear transmission (13, 14) (not shown). For frame 2, moving forward with mesh 2 forward, air flows through mesh 2 and deflects sails 8 from mesh 2, which determines the minimum resistance to the movement of this frame 1. With strong winds, sails 8 can be folded. To do this, turn the adjusting shaft 18 with blocks 17, so that the belt 16 moves and pulls the cables 19, which fold the sails 8 using stiffeners 10. When deploying the sails 8, the adjusting shaft 18 is turned in the opposite direction, the tension of the cables 19 is weakened and the sails 8 are deployed by the wind.

Claims (23)

1. Ветроэнергетическая установка, содержащая ротор, элементы которого имеют возможность вращения вокруг вертикальной оси, опирающийся на опорные каретки, установленные подвижно на замкнутой кольцевой горизонтальной опоре, а также систему трансмиссии, включающую передачу зацеплением, для передачи крутящего момента от ротора к исполнительному органу, отличающаяся тем, что передача зацеплением является первой ступенью трансмиссии, содержит ведущее и ведомое колеса и выполнена повышающей с передаточным числом более 2, причем ведущее колесо выполнено в виде жесткого зубчатого венца, смонтированного на опорных каретках и/или нижних элементах ротора в горизонтальной плоскости соосно с вертикальной осью вращения ротора, а диаметр средней или делительной окружности зубчатого венца составляет более 2/3 внутреннего диаметра кольцевой горизонтальной опоры.1. A wind power installation containing a rotor, the elements of which are rotatable around a vertical axis, supported by support carriages mounted movably on a closed annular horizontal support, as well as a transmission system including gear transmission for transmitting torque from the rotor to the actuator, characterized the fact that the gearing is the first stage of the transmission, contains the drive and driven wheels and is made up with a gear ratio of more than 2, and the drive track with made in the form of a rigid gear rim mounted on the support carriages and / or lower elements of the rotor in a horizontal plane coaxially with the vertical axis of rotation of the rotor, and the diameter of the middle or pitch circle of the gear rim is more than 2/3 of the inner diameter of the horizontal ring support. 2. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что в качестве исполнительного органа содержит электрогенератор.2. Wind power installation according to claim 1, characterized in that as the executive body contains an electric generator. 3. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что жесткий зубчатый венец выполнен в виде жестко смонтированной бесконечной цепи, а ведомое колесо выполнено в виде звездочки.3. Wind power installation according to claim 1, characterized in that the rigid gear ring is made in the form of a rigidly mounted endless chain, and the driven wheel is made in the form of an asterisk. 4. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что передача зацеплением выполнена наружной.4. Wind power installation according to claim 1, characterized in that the gearing is made external. 5. Ветроэнергетическая установка по п.4, отличающаяся тем, что ведущее колесо передачи расположено за пределами площади, ограниченной наружным диаметром кольцевой горизонтальной опоры.5. Wind power installation according to claim 4, characterized in that the drive transmission wheel is located outside the area limited by the outer diameter of the annular horizontal support. 6. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что передача зацеплением содержит ведущее колесо с двумя или более ведомыми колесами.6. Wind power installation according to claim 1, characterized in that the gearing gearing comprises a drive wheel with two or more driven wheels. 7. Ветроэнергетическая установка по п.6, отличающаяся тем, что ведомые колеса равномерно расположены по диаметру делительной окружности зубчатого венца.7. Wind power installation according to claim 6, characterized in that the driven wheels are evenly spaced along the diameter of the pitch circle of the ring gear. 8. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что передача зацеплением выполнена в виде зубчатой передачи.8. Wind power installation according to claim 1, characterized in that the gearing is made in the form of a gear transmission. 9. Ветроэнергетическая установка по п.8, отличающаяся тем, что зубчатый венец выполнен наборным из секторов.9. Wind power installation according to claim 8, characterized in that the ring gear is made of typesetting from sectors. 10. Ветроэнергетическая установка по п.8, отличающаяся тем, что зубчатый венец выполнен наборным из горизонтальных пластин.10. Wind power installation according to claim 8, characterized in that the ring gear is made of horizontal plates. 11. Ветроэнергетическая установка по п.8, отличающаяся тем, что коэффициент высоты головки зуба колес зубчатой передачи выполнен меньше 1.11. Wind power installation according to claim 8, characterized in that the height coefficient of the tooth head of the gear wheels is less than 1. 12. Ветроэнергетическая установка по п.8, отличающаяся тем, что зубчатая передача выполнена цилиндрической.12. Wind power installation according to claim 8, characterized in that the gear transmission is cylindrical. 13. Ветроэнергетическая установка, содержащая ротор, соединенный через систему трансмиссии с исполнительным органом и включающий траверсы, смонтированные как минимум в один ярус и имеющие возможность вращения вокруг вертикальной оси, который содержит парусные элементы, каждый из которых закреплен с одной стороны своего периметра и имеет возможность опираться в развернутом состоянии под действием силы ветра о натянутую на элементах ротора опорную сетку, отличающаяся тем, что траверсы выполнены в виде плоских вертикальных рам, обтянутых сеткой, а по два или более парусных элемента закреплены последовательно один за другим на каждой траверсе так, что в полностью развернутом состоянии один парусный элемент имеет возможность перекрывать частью своей поверхности, противоположной стороне закрепления, часть поверхности следующего за ним парусного элемента у стороны закрепления этого элемента.13. A wind power installation containing a rotor connected through an transmission system to an executive body and including traverses mounted at least in one tier and capable of rotation around a vertical axis, which contains sailing elements, each of which is fixed on one side of its perimeter and has the ability lean in the unfolded state under the influence of wind force on a support grid stretched on the elements of the rotor, characterized in that the traverses are made in the form of flat vertical frames, covered net, and two or more sailing elements are fixed sequentially one after another on each traverse so that in a fully deployed state one sailing element has the ability to overlap with a part of its surface opposite to the anchoring side, part of the surface of the following sailing element at the anchoring side of this element . 14. Ветроэнергетическая установка по п.13, отличающаяся тем, что в качестве исполнительного органа содержит электрогенератор.14. Wind power installation according to item 13, characterized in that as the executive body contains an electric generator. 15. Ветроэнергетическая установка по п.13, отличающаяся тем, что траверсы опираются на опорные каретки, установленные подвижно на замкнутой кольцевой горизонтальной опоре.15. Wind power installation according to item 13, wherein the traverses are supported by support carriages mounted movably on a closed annular horizontal support. 16. Ветроэнергетическая установка по п.13, отличающаяся тем, что траверсы смонтированы на вертикальном валу.16. The wind power installation according to item 13, wherein the traverses are mounted on a vertical shaft. 17. Ветроэнергетическая установка по п.13, отличающаяся тем, что траверсы смонтированы в два и более ярусов.17. Wind power installation according to item 13, wherein the traverses are mounted in two or more tiers. 18. Ветроэнергетическая установка по п.13, отличающаяся тем, что парусные элементы снабжены по своему свободному периметру жесткими и/или упругими вставками.18. The wind power installation according to item 13, wherein the sailing elements are provided with rigid and / or elastic inserts along their free perimeter. 19. Ветроэнергетическая установка по п.13, отличающаяся тем, что траверса изогнута в горизонтальной плоскости под углом свыше 90° и не более 180°.19. The wind power installation according to item 13, wherein the beam is curved in a horizontal plane at an angle of more than 90 ° and not more than 180 °. 20. Ветроэнергетическая установка по п.19, отличающаяся тем, что длина отогнутого конца траверсы составляет не более 1/3 общей длины траверсы, измеряемой от оси вращения.20. Wind power installation according to claim 19, characterized in that the length of the bent end of the beam is not more than 1/3 of the total length of the beam, measured from the axis of rotation. 21. Ветроэнергетическая установка по п.13, отличающаяся тем, что ротор дополнительно содержит устройство регулировки площади раскрытия парусных элементов.21. Wind power installation according to item 13, wherein the rotor further comprises a device for adjusting the opening area of the sailing elements. 22. Ветроэнергетическая установка по п.21, отличающаяся тем, что устройство регулировки выполнено в виде как минимум одного бесконечного троса или ремня, натянутого вдоль траверсы с возможностью перемещения между двумя блоками, закрепленными на траверсе, и соединенного последовательно вдоль длины своей одной ветви со сторонами парусных элементов с помощью натяжных тросиков, длина каждого из которых выбрана так, что парусные элементы имеют возможность полного раскрытия.22. Wind power installation according to item 21, characterized in that the adjustment device is made in the form of at least one endless cable or belt stretched along the yoke with the ability to move between two blocks mounted on the yoke, and connected in series along the length of its one branch with the sides sailing elements using tension cables, the length of each of which is selected so that the sailing elements have the possibility of full disclosure. 23. Ветроэнергетическая установка по п.22, отличающаяся тем, что на траверсе смонтированы один над другим два или более бесконечных троса или ремня, блоки которых хотя бы с одной стороны имеют общий вертикальный вал.23. The wind power installation according to claim 22, characterized in that two or more endless cables or belts, the blocks of which at least on one side have a common vertical shaft, are mounted on the traverse.
RU2002130128/06A 2002-11-10 2002-11-10 Windmill-electric power plant (alternatives) RU2230932C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002130128/06A RU2230932C1 (en) 2002-11-10 2002-11-10 Windmill-electric power plant (alternatives)
AU2003289686A AU2003289686A1 (en) 2002-11-10 2003-11-10 Aerogenerator
PCT/RU2003/000486 WO2004044417A1 (en) 2002-11-10 2003-11-10 Aerogenerator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002130128/06A RU2230932C1 (en) 2002-11-10 2002-11-10 Windmill-electric power plant (alternatives)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2230932C1 true RU2230932C1 (en) 2004-06-20
RU2002130128A RU2002130128A (en) 2005-01-10

Family

ID=32310976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002130128/06A RU2230932C1 (en) 2002-11-10 2002-11-10 Windmill-electric power plant (alternatives)

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2003289686A1 (en)
RU (1) RU2230932C1 (en)
WO (1) WO2004044417A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI20072061A1 (en) * 2007-10-25 2009-04-26 Cofra Editrice Di Logiudice Gi REACTION DIAPHRAGM FOR FLUID DYNAMIC ROTORS AND ENERGY PRODUCTION PLANTS OBTAINED WITH THIS DIAPHRAGM.
ITRM20110358A1 (en) * 2011-07-08 2013-01-09 Agostino Lauria "INTEGRATED MODULABLE SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF ELECTRICITY"

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4208168A (en) * 1978-05-18 1980-06-17 Chen Jimmy M Wind turbine
SU977849A1 (en) * 1981-06-10 1982-11-30 Конструкторское Бюро "Шторм" При Киевском Ордена Ленина Политехническом Институте Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции Wind driven plant
SU1275114A1 (en) * 1981-10-06 1986-12-07 Горловский Филиал Донецкого Ордена Трудового Красного Знамени Политехнического Института Wind power plant
FR2523220A1 (en) * 1982-03-11 1983-09-16 Rutler Jerome Wind driven electrical generation installation - uses train of vehicles carrying orientable sails running on circular track to rotate pick=up wheels
RU2076947C1 (en) * 1994-06-07 1997-04-10 Константин Васильевич Зубарев Energy converter
RU2174189C2 (en) * 1998-12-07 2001-09-27 Дашков Александр Николаевич Wind-electric generating plant

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003289686A1 (en) 2004-06-03
RU2002130128A (en) 2005-01-10
WO2004044417A1 (en) 2004-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4350895A (en) Wind turbine and method for power generation
US8373297B2 (en) Wind turbine generator and motor
KR101027757B1 (en) Complex generator using solar and wind and wave
US4684817A (en) Valvular sail power plant
US4166596A (en) Airship power turbine
US7902684B2 (en) Wind and water power generation device using a tiered monorail system
EP0077914B1 (en) Wind power plant with at least one rotating blade
US9080550B2 (en) Airborne wind energy conversion system with fast motion transfer
CN102275779A (en) Cable control machine, two types of kites, three types of wind power, water flow generator, and kite electric ship
CA2787223C (en) Wind turbine having wings mounted on pivot shafts
US20090257874A1 (en) Vertical axis windmill with weather vane positioning
RU2230932C1 (en) Windmill-electric power plant (alternatives)
WO2008007934A1 (en) Wind power plant buktukov-3
RU2346182C2 (en) Windmill sailing plant (versions)
CN211008952U (en) Novel fan blade device
US20030001393A1 (en) Linear motion wind driven power generator
US11220992B2 (en) Wind energy systems
DE102009013161A1 (en) Hub-airfoil system e.g. video system and camera system, for controlling e.g. wind energy, in wind turbine, has energy convertors and energy storing device arranged under base of base body in closed housing
US10876520B2 (en) Speed-controlling transmission or apparatus
US20240280079A1 (en) Multi-axis electricty generator
CN202040010U (en) Synchronous mechanism of supporting wheels of wind wheel of vertical axis wind driven generator
RU80894U1 (en) WIND POWER PLANT
RU101504U1 (en) WIND POWER INSTALLATION (OPTIONS)
CN115638085A (en) Combined multifunctional wind power tower and wind power generation method
RU2187018C1 (en) Windmill-electric generating plant

Legal Events

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

Effective date: 20061111