RU2249722C1 - Rotary wind power station - Google Patents
Rotary wind power station Download PDFInfo
- Publication number
- RU2249722C1 RU2249722C1 RU2004113406/06A RU2004113406A RU2249722C1 RU 2249722 C1 RU2249722 C1 RU 2249722C1 RU 2004113406/06 A RU2004113406/06 A RU 2004113406/06A RU 2004113406 A RU2004113406 A RU 2004113406A RU 2249722 C1 RU2249722 C1 RU 2249722C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- blades
- module
- shaft
- wind power
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/728—Onshore wind turbines
-
- 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
Description
Изобретение относится к энергетике, в частности к конструкциям ветроэлектрических установок, оси вращения роторов которых вертикальны и перпендикулярны направлению потока ветра, и может быть использовано для выработки электроэнергии на ветровых электростанциях с выдачей ее как в частную, так и в общественную энергосистемы.The invention relates to energy, in particular to the construction of wind power plants, the rotor axis of which is vertical and perpendicular to the direction of wind flow, and can be used to generate electricity in wind farms with the issue of both private and public power systems.
Известен ветродвигатель, содержащий ротор с криволинейными лопастями, направляющий аппарат, установленный с возможностью поворота относительно ротора и выполненный в виде двух групп лопаток, в каждой из которых длина лопаток увеличивается в направлении вращения ротора, и флюгер, расположенный в плоскости, проходящий между группами лопаток (см. SU 985402 А, МПК F 03 D 3/00, 30.12.1982).A wind turbine is known, comprising a rotor with curved blades, a guiding apparatus mounted to rotate relative to the rotor and made in the form of two groups of blades, in each of which the length of the blades increases in the direction of rotation of the rotor, and a weather vane located in the plane passing between the groups of blades ( see SU 985402 A, IPC F 03 D 3/00, 12/30/1982).
В известном ветродвигателе часть потока ветра непосредственно воздействует на изогнутые поверхности лопастей ротора, а другая часть потока улавливается направляющим аппаратом и посредством его лопаток направляется на лопасти ротора, что обеспечивает более полное использование ветра.In the known wind turbine, part of the wind flow directly affects the curved surfaces of the rotor blades, and the other part of the flow is captured by the guiding apparatus and, through its blades, is directed to the rotor blades, which ensures more complete use of the wind.
К недостаткам известного устройства следует отнести невозможность его работы без флюгера, наличие которого усложняет конструкцию устройства и повышает инерционность его.The disadvantages of the known device include the impossibility of its operation without a weather vane, the presence of which complicates the design of the device and increases its inertia.
Усложняет конструкцию известного устройства и необходимость установки лопаток различной длины, а натекание потока практически под прямым углом к поверхности лопастей приводит к их ударному воздействию и, как следствие, появлению обратных потоков.Complicates the design of the known device and the need to install blades of different lengths, and the leakage flow almost at right angles to the surface of the blades leads to their impact and, consequently, the appearance of reverse flows.
Кроме того, лопасти ротора по всей длине выполнены плоскими, то есть без учета аэродинамики.In addition, the rotor blades along the entire length are made flat, that is, without regard to aerodynamics.
Известен ветродвигатель, турбина которого образована рядом профилированных осесимметричных лопастей и расположена внутри направляющей системы, образованной несколькими установленными неподвижно направляющими створками, при этом каждая из лопастей турбины представляет собой часть боковой поверхности цилиндра, поперечное сечение каждой из створок имеет профиль в виде синусоиды, кромки лопастей сориентированы так, чтобы обеспечить плавное обтекание воздуха с направляющих створок на лопасти турбины (см. RU 2168059 С2, МПК F 03 D 3/04, 27.05.2001).A wind turbine is known, the turbine of which is formed by a series of profiled axisymmetric blades and is located inside the guide system formed by several fixedly mounted guide flaps, each of the turbine blades being a part of the side surface of the cylinder, the cross section of each of the flaps has a sinusoidal profile, the edges of the blades are oriented so as to ensure a smooth flow of air from the guide flaps onto the turbine blades (see RU 2168059 C2, IPC F 03 D 3/04, 05.27.2001).
Ветродвигатель может работать без флюгера, что повышает его маневренность и делает его простым в изготовлении.The wind turbine can work without a weather vane, which increases its maneuverability and makes it easy to manufacture.
Однако полнота использования энергии ветра в данном устройстве недостаточна, что является одним из главных недостатков известного устройства.However, the completeness of the use of wind energy in this device is insufficient, which is one of the main disadvantages of the known device.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является установка для преобразования ветровой энергии в электрическую, представляющая собой роторную ветроэлектростанцию, состоящую из направляющего аппарата с лопатками, выполненными в форме аэродинамических крыльев, направленных к его периферии, и ротора с лопастями, также имеющими форму аэродинамических крыльев, но направленными в сторону вала ротора и установленными с зазором относительно его. Лопатки и лопасти своими вогнутыми поверхностями ориентированы в противоположных окружных направлениях, а сама ветроэлектростанция выполнена по меньшей мере из одного модуля. При этом вал модуля механически связан с валом электрогенератора (см. RU 2215898 С1, МПК F 03 D 3/04, 10.11.2003).The closest in technical essence to the invention is the installation for converting wind energy into electrical energy, which is a rotary wind power plant, consisting of a guiding apparatus with blades made in the form of aerodynamic wings directed to its periphery, and a rotor with blades, also having the shape of aerodynamic wings, but directed towards the rotor shaft and installed with a gap relative to it. The blades and blades with their concave surfaces are oriented in opposite circumferential directions, and the wind farm itself is made of at least one module. The shaft of the module is mechanically connected with the shaft of the generator (see RU 2215898 C1, IPC F 03 D 3/04, 10/10/2003).
Обеспечиваемая известным устройством схема движения ветрового потока внутри устройства повышает эффективность использования энергии ветра, однако не в полной мере.Provided by the known device, the movement pattern of the wind flow inside the device increases the efficiency of use of wind energy, but not fully.
К недостаткам известного устройства относится то, что полностью не используется энергия ветрового потока, отходящего вверх вдоль оси модуля. Особенно потери энергии ветрового потока могут возрастать при количестве модулей больше одного.The disadvantages of the known device include the fact that the energy of the wind flow, which goes up along the axis of the module, is not completely used. Especially the energy loss of the wind flow can increase when the number of modules is more than one.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков ближайшего аналога, а именно повышение полноты использования энергии ветрового потока, упрощение конструкции и эксплуатации.The objective of the invention is to remedy these disadvantages of the closest analogue, namely increasing the completeness of the use of wind energy, simplifying the design and operation.
Указанная задача решена тем, что в роторной ветроэлектростанции, содержащей по меньшей мере один модуль, включающий ротор с вертикальной осью вращения и лопастями, выполненными в форме аэродинамических крыльев и установленными с зазором относительно вала модуля, механически связанного с валом электрогенератора, и соединенный с ротором кольцевой направляющий аппарат с лопатками, выполненными в форме аэродинамических крыльев, при этом лопатки направляющего аппарата и лопасти ротора своими вогнутыми поверхностями ориентированы в противоположных окружных направлениях, согласно изобретению модуль дополнительно включает выпускное устройство, ограничивающее ротор и направляющий аппарат сверху и состоящее из обечайки с отверстиями для удаления воздуха и соединенного с ней дна с перепускными отверстиями, а на валу модуля выполнен шнек со спиральными лопастями, расположенными в зазоре, образованном лопастями ротора.This problem is solved in that in a rotor wind farm containing at least one module, comprising a rotor with a vertical axis of rotation and blades made in the form of aerodynamic wings and installed with a clearance relative to the shaft of the module mechanically connected with the shaft of the generator, and connected to the rotor of the annular guide vanes with blades made in the form of aerodynamic wings, while the vanes of the guide vanes and rotor blades with their concave surfaces are oriented against in opposite circumferential directions, according to the invention, the module further includes an outlet device restricting the rotor and the guide apparatus from above and consisting of a shell with holes for removing air and a bottom connected to it with bypass holes, and on the shaft of the module there is a screw with spiral blades located in the gap, formed by rotor blades.
Предпочтительно, чтобы диаметр шнека не превышал 1/5 диаметра ротора.Preferably, the diameter of the screw does not exceed 1/5 of the diameter of the rotor.
Также предпочтительно, чтобы лопатки направляющего аппарата были установлены с углом входа потока ветра 30°-80° и под углом 15°-80° на выходе.It is also preferred that the vanes of the guide vane are installed with an angle of entry of a wind stream of 30 ° -80 ° and at an angle of 15 ° -80 ° at the outlet.
Благодаря такому выполнению ветроэлектростанции обеспечивается более полная передача энергии отходящего ветрового потока и транспортирование потока воздуха вверх, где происходит его выброс в атмосферу.Thanks to such a wind farm, a more complete transfer of energy from the outgoing wind stream and transportation of the air stream upward, where it is released into the atmosphere, is ensured.
Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена предлагаемая роторная ветроэлектростанция;Figure 1 presents the proposed rotary wind farm;
на фиг.2 - поперечное сечение фиг.1 по А-А;figure 2 is a cross section of figure 1 along aa;
на фиг.3 - поперечное сечение фиг.1 по Б-Б.figure 3 is a cross section of figure 1 on BB.
Предлагаемая роторная ветроэлектростанция (фиг.1) содержит по меньшей мере один модуль. Модуль включает ротор 1 с вертикальной осью вращения и лопастями 2, соединенный с ротором 1 через подшипниковый узел 3 кольцевой направляющий аппарат 4 с лопатками 5 и выпускное устройство 6, ограничивающее ротор 1 и направляющий аппарат 4 сверху и служащее креплением узла 3.The proposed rotary wind farm (figure 1) contains at least one module. The module includes a rotor 1 with a vertical axis of rotation and
Лопасти 2 ротора 1 (фиг.2) выполнены в форме аэродинамических крыльев, обращенных в сторону вала 7 модуля, и установлены с зазором относительно вала 7. Лопатки 5 направляющего аппарата 4 выполнены в форме аэродинамических крыльев, обращенных от вала 7, то есть наружу направляющего аппарата 4. При этом лопатки 5 направляющего аппарата 4 и лопасти 2 ротора 1 своими вогнутыми поверхностями ориентированы в противоположных окружных направлениях, то есть таким образом, что, например, вогнутые поверхности лопастей 2 ориентированы по часовой стрелке, а лопаток 5 - против часовой стрелки. Предпочтительно, чтобы лопатки 5 направляющего аппарата 4 были установлены с углом входа потока ветра 30°-80° и под углом 15°-80° на выходе.The
Выпускное устройство 6 (фиг.3) состоит из обечайки 8 с отверстиями 9 для удаления воздуха и соединенного с ней дна 10 с перепускными отверстиями 11. Кроме того, на валу 7 модуля выполнен шнек 12 со спиральными лопастями 13, расположенными в зазоре, образованном лопастями 2 ротора 1.The exhaust device 6 (Fig. 3) consists of a
Предпочтительно, чтобы наружный диаметр направляющего аппарата 4 составлял не менее 1,3 диаметра ротора 1.Preferably, the outer diameter of the
Предпочтительно также, чтобы диаметр шнека 12 не превышал 1/5 диаметра ротора 1.It is also preferred that the diameter of the screw 12 does not exceed 1/5 of the diameter of the rotor 1.
В генераторном отделении 14 на валу 15, механически связанном с валом 7 модуля, установлены группы электрогенераторов 16 (одно, двух или многоярусные электрогенераторы). Выход нагрузки электрогенераторов 16 производится через преобразователь (не показан) и регулятор 17, электрически связанные с распределительным щитом 18 (соединения между ними условно не показаны). Кроме того, электрогенераторы 16 связаны с аккумуляторной батареей 19 и токоведущими шинами 20.In the generator compartment 14 on the shaft 15, mechanically connected with the
На верхнем конце вала 7 установлен тахогенератор 21, вверху ветроэлектростанции закреплен молниеотвод 22.A tachogenerator 21 is installed at the upper end of the
Установка последующих модулей производится один на другой с помощью кольца 23, которое закреплено на обечайке 8. При этом валы 7 каждого модуля образуют общий вал.Installation of subsequent modules is carried out one on top of the other with the help of a
Работа ветроэлектростанции осуществляется следующим образом.The operation of the wind farm is as follows.
Поток ветра поступает на лопатки 5 направляющего аппарата 4 каждого модуля, ускоряется на них и перетекает на лопасти 2 ротора 1. Как известно, при обтекании геометрических тел потоком ветра всегда возникают вихри, а при образовании вихревого воздушного потока его скорость увеличивается в несколько раз по сравнению со скоростью ветра на входе в ветроэлектростанцию, причем наибольшая скорость его наблюдается на лопастях 2 ротора 1, где воздушный поток отдает часть своей кинетической энергии и откуда с большой скоростью поступает на спиральные лопасти 13 шнека 12. Отдавая часть своей кинетической энергии спиральным лопастям 13 шнека 12, воздушный поток, закручиваясь по шнеку 12, поднимается вверх и через перепускные отверстия 11 поступает в выпускное устройство 6, откуда через отверстия 9 удаляется в атмосферу с каждого модуля, что увеличивает эффективность использования ветра.The wind flow enters the
Таким образом, использование выпускного устройства и шнека со спиральными лопастями, выполненного на валу модуля, позволит повысить полноту использования энергии ветрового потока, упростить конструкцию и эксплуатацию.Thus, the use of an exhaust device and an auger with spiral blades, made on the module shaft, will increase the completeness of the use of wind flow energy, simplify the design and operation.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004113406/06A RU2249722C1 (en) | 2004-05-05 | 2004-05-05 | Rotary wind power station |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004113406/06A RU2249722C1 (en) | 2004-05-05 | 2004-05-05 | Rotary wind power station |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2249722C1 true RU2249722C1 (en) | 2005-04-10 |
Family
ID=35611777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004113406/06A RU2249722C1 (en) | 2004-05-05 | 2004-05-05 | Rotary wind power station |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2249722C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010123400A1 (en) | 2009-04-24 | 2010-10-28 | МИХОВ, Александр Петрович | Wind energy installation |
MD4088C1 (en) * | 2009-06-12 | 2011-07-31 | Институт Энергетики Академии Наук Молдовы | Wind guide device for windmill |
EA017409B1 (en) * | 2007-10-30 | 2012-12-28 | Виктор Дьёрди | Wind turbine with vertical axis and wind power plant |
WO2013024367A1 (en) | 2011-08-16 | 2013-02-21 | Mikhov, Alexander Petrovich | Wind power generator |
RU2714584C1 (en) * | 2019-01-16 | 2020-02-18 | Ильдар Фанильевич Зайнуллин | Helio-wind power plant |
-
2004
- 2004-05-05 RU RU2004113406/06A patent/RU2249722C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA017409B1 (en) * | 2007-10-30 | 2012-12-28 | Виктор Дьёрди | Wind turbine with vertical axis and wind power plant |
WO2010123400A1 (en) | 2009-04-24 | 2010-10-28 | МИХОВ, Александр Петрович | Wind energy installation |
MD4088C1 (en) * | 2009-06-12 | 2011-07-31 | Институт Энергетики Академии Наук Молдовы | Wind guide device for windmill |
WO2013024367A1 (en) | 2011-08-16 | 2013-02-21 | Mikhov, Alexander Petrovich | Wind power generator |
RU2714584C1 (en) * | 2019-01-16 | 2020-02-18 | Ильдар Фанильевич Зайнуллин | Helio-wind power plant |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4915580A (en) | Wind turbine runner impulse type | |
US7976267B2 (en) | Helix turbine system and energy production means | |
US7112034B2 (en) | Wind turbine assembly | |
US20090191057A1 (en) | Multi-Axis Wind Turbine With Power Concentrator Sail | |
US8358026B2 (en) | Wave energy turbine for oscillating water column systems | |
RU132140U1 (en) | Cone Hollow Spiral Turbine for Energy Conversion | |
US20140356163A1 (en) | Turbomachine | |
CN101802392A (en) | A wind turbine having an airflow deflector | |
KR20180116418A (en) | Wind power generator combined with building | |
KR20130052836A (en) | Hybrid electric power generation system using photovoltaics and wind power | |
WO2009003537A1 (en) | Vertical axis wind turbine | |
AU2016232938B2 (en) | Improved wind turbine suitable for mounting without a wind turbine tower | |
CN106194591B (en) | Energy-capturing type wind generating set | |
RU2249722C1 (en) | Rotary wind power station | |
JP6954739B2 (en) | Rotor for generator | |
RU2215898C1 (en) | Rotary windmill electric generating plant | |
US8864455B2 (en) | Impulse wind machine | |
RU2383775C1 (en) | Rotor-type windmill | |
RU2638120C1 (en) | Wind turbine plant | |
RU2028504C1 (en) | Wind-electric power plant | |
RU2270359C1 (en) | Rotary windmill-electric generating plant | |
RU2623637C2 (en) | Wind-heat converter-accumulator | |
RU45787U1 (en) | ROTARY WIND POWER PLANT | |
RU2310090C1 (en) | Wind power-generating device | |
CN114370371A (en) | Wind-gathering efficient vertical axis wind power generation device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140506 |