RU2261361C2 - High-altitude power-generating plant - Google Patents
High-altitude power-generating plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2261361C2 RU2261361C2 RU2003128492/06A RU2003128492A RU2261361C2 RU 2261361 C2 RU2261361 C2 RU 2261361C2 RU 2003128492/06 A RU2003128492/06 A RU 2003128492/06A RU 2003128492 A RU2003128492 A RU 2003128492A RU 2261361 C2 RU2261361 C2 RU 2261361C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- altitude
- diffuser
- power
- rim
- energy
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Abstract
Description
Высотная энергетическая установка относится к области энергетики, а именно к конструкции энергоустановок летающего высотного применения для преобразования энергии высотных воздушных струйных течений в электрическую энергию.A high-altitude power plant belongs to the field of energy, namely, to the design of power plants of flying high-altitude applications for converting the energy of high-altitude air stream flows into electrical energy.
Известна конструкция высотного энергетического устройства, использующего энергию высотных струйных течений для выработки электроэнергии посредством подъема и удержания устройства в энергетически более мощные (по сравнению с поверхностными) высотные воздушные струйные течения с помощью летательных аппаратов, их привязки к наземному пульту управления и отбором мощности ветрового потока с центральной втулки ветроколеса (см. сборник "Энергетика и электрификация", серия 9 - Новые способы производства электроэнергии и тепла. Использование нетрадиционных источников энергии. Выпуск 1 - Ветровые электростанции большой мощности. М.: Мин. энергетики и электрификации СССР, Информэнерго, Центр научно-технической информации по энергетике и электрификации, 1987 г., с.53-54).A known design of a high-altitude energy device that uses the energy of high-altitude jet streams to generate electricity by lifting and holding the device into energetically more powerful (compared to surface) high-altitude air jet streams with the help of aircraft, their binding to a ground control panel and selecting the power of the wind flow with the central hub of the wind wheel (see the collection "Energy and Electrification", series 9 - New methods of generating electricity and heat. alternative energy sources Issue 1 -. Wind power high-power M .: Min of Energy and Electrification of the USSR, INFORMENERGO, Center for Scientific and Technical Information of Energy and Electrification, 1987, s.53-54)...
Недостатком таких конструкций является то, что они сложны и тяжелы и могут работать только в высокоскоростных струйных течениях. Кроме того, отбор мощности от ветрового потока с центральной втулки ветроколеса снижает эффективность установки. При этом конструкция предусматривает дополнительные устройства для подъема ее в высотные воздушные струйные течения.The disadvantage of such designs is that they are complex and heavy and can only work in high-speed jet streams. In addition, power take-off from the wind flow from the central hub of the wind wheel reduces installation efficiency. Moreover, the design provides for additional devices for lifting it into high-altitude air jet streams.
Также известна конструкция высокоэнергетического устройства с бесконсольным креплением лопастей, содержащего диффузор с установленным в нем ветроколесом, лопасти которого крепятся и на втулке оси вращения, и по периферии лопастей в полости диффузора посредством обода, взаимодействующего, по меньшей мере, с одним генератором электроэнергии, а также систему управления ориентацией энергетической установкой относительно ветрового потока (см. патент Российской Федерации №2136957, МКИ 6 F 03 D 1/00, 7/00 по заявке №97121622/06 от 09.12.97 г., опублик. 10.03.99 г., Бюл. №25, авт. Малышкин В.М., Калашников С.П. - Ветроэнергетическое устройство с бесконсольным креплением лопастей и способ регулирования частоты вращения ветроколеса).Also known is the design of a high-energy device with non-cantilever fastening of the blades, containing a diffuser with a wind wheel installed in it, the blades of which are mounted both on the hub of the rotation axis and on the periphery of the blades in the cavity of the diffuser by means of a rim interacting with at least one electric power generator, as well as control system for the orientation of the power plant relative to the wind flow (see the patent of the Russian Federation No. 2136957, MKI 6 F 03 D 1/00, 7/00 according to the application No. 97121622/06 of 12/09/97, published. 03/10/99, B l №25, authors Malishkin VM Kalashnikov SP -.. Wind power device Beskonsolnaya fastening blades and method of controlling the rotational speed propeller).
У такой конструкции отбор мощности от ветроколеса производится с его периферийного обода, что способствует повышению эффективности применения такой установки. Однако у этой ветроэнергетической установки зависимость работоспособности от мощности ветрового потока снижает эффективность ее использования.With this design, power is taken from the wind wheel from its peripheral rim, which helps to increase the efficiency of such a plant. However, in this wind power installation, the dependence of operability on the power of the wind flow reduces the efficiency of its use.
Техническим результатом предложенного изобретения является повышение эффективности применения высотной энергетической установки, а также снижение удельной стоимости установки и вырабатываемой электроэнергии в высотном летающем применении.The technical result of the proposed invention is to increase the efficiency of the use of high-altitude power plants, as well as reducing the unit cost of the installation and the generated electricity in high-altitude flying applications.
Сущность изобретения заключается в том, что в высотной энергетической установке, содержащей диффузор с установленным в нем ветроколесом, лопасти которого крепятся и на втулке оси вращения, и по периферии лопастей в полости диффузора посредством обода, взаимодействующего, по меньшей мере, с одним генератором электроэнергии, а также систему управления ориентацией энергетической установкой относительно ветрового потока, диффузор выполнен в виде кольцеобразного корпуса, состоящего из внутреннего жесткого неподвижного обода и скрепленной с ним внешней эластичной герметичной оболочки, разделенной перегородками на отдельные секции, заполненные газом легче воздуха, внутри которых изолированно размещены негерметичные жесткие корпусы с встроенными ходовыми колесами, связанными с генераторами энергетической энергии и имеющими возможность взаимодействовать с жестким ходовым ободом ветроколеса.The essence of the invention lies in the fact that in a high-rise power plant containing a diffuser with a wind wheel installed in it, the blades of which are mounted both on the hub of the axis of rotation and on the periphery of the blades in the cavity of the diffuser by means of a rim interacting with at least one electric power generator, as well as a control system for the orientation of the power plant relative to the wind flow, the diffuser is made in the form of an annular body, consisting of an internal rigid fixed rim and fastened with it outer elastic airtight envelope divided by partitions into separate sections, filled with lighter than air gas, inside of which are placed in isolation leaky tight housings fitted with road wheels, with associated energy and power generators have the ability to interact with a rigid rim screwed propeller.
Предлагаемое техническое решение изображено графически, где на фиг.1 показан общий вид высотной энергетической установки с частичным разрезом, на фиг.2 - вид установки по А на фиг.1, на фиг.3 - вид I на фиг.1 в разрезе, на фиг.4 - вид установки по Б-Б на фиг.1 в разрезе.The proposed technical solution is depicted graphically, in which Fig. 1 shows a general view of a high-rise power plant with a partial section, in Fig. 2 is a view of the installation in A in Fig. 1, in Fig. 3 is a sectional view of I in Fig. 1, in figure 4 - view of the installation on BB in figure 1 in section.
Высотная энергетическая установка состоит из установленной на земной поверхности 1 причальной мачты 2 с пунктом управления и лебедкой управления 2а. К лебедке 2а крепится трос-кабель 3 с закрепленной на нем лебедкой независимых приводов 4, в дополнительном контейнере 4а которого размещается аппаратура высотного контроля состояния окружающей среды, а также ее система управления, или экипаж обслуживания. Лебедка приводов 4 связана посредством независимых тросов-кабелей 5 с передними 6 и задними 6а узлами крепления кольцеобразного корпуса 7 энергоустановки. Корпус 7 имеет внешнюю эластичную герметичную оболочку 8 и размещенный внутри нее жесткий неподвижный обод 9. Оболочка 8 разделена перегородками 8а на отдельные секции, заполняемые газом легче воздуха через клапаны дистанционного управления 10.The high-altitude power plant consists of a
В жестком неподвижном ободе 9 размещены негерметичные жесткие корпусы 11, внутри которых расположены генераторы электроэнергии 12, взаимодействующие с ходовыми колесами 13. Корпусы 11 снабжены технологическими люками 11а. Генераторы электроэнергии 12 снабжены контактами 14 передачи энергии, соединенными тросами-кабелями 5 и 3 с пунктом управления 2. Жесткий неподвижный обод 9 является силовым элементом конструкции высотной электроустановки. Ходовые колеса 13 имеют возможность взаимодействовать с направляющим кольцевым пазом 15 жесткого ходового обода 16 ветроколеса 17 с лопастями 18, имеющего осевую центральную втулку 17а. Ходовые колеса 13 вместе с генераторами 12 имеют возможность радиального перемещения относительно кольцевого паза 15 жесткого ходового обода 16 установки посредством приводов 19.In the rigid
Ходовые колеса 13 также взаимодействуют с тормозными механизмами, установленными в жестких корпусах 11 жесткого обода 9 и состоящими из тормозных колодок 20 с приводами дистанционного управления 20а.The running
На установке имеются, по меньшей мере, одна двигательная установка 21, закрепленная на подвеске 22, и органы управления положением электроустановки в пространстве, например, в виде аэродинамических поверхностей 23 дистанционного управления.The installation has at least one
Высотная энергетическая установка работает следующим образом.High-altitude power plant operates as follows.
Перед подъемом установки в высотные струйные ветровые потоки она причалена к причальной матче 2 посредством лебедки 2а и троса-кабеля 3. Производится заправка внутренней полости оболочки 8 корпуса 7 через клапаны дистанционного управления 10 газом легче воздуха.Before lifting the installation into high-altitude jet wind flows, it is moored to the
Затем по командам с пункта управления причальной мачты 2 посредством отпускания троса-кабеля 3 лебедкой 2а производится подъем высотной энергетической установки относительно земной поверхности за счет разности свойств атмосферного воздуха и заправленного в полость оболочки 8 корпуса 7 рабочего газа.Then, by commands from the control point of the
По мере подъема энергетической установки она занимает в высотном струйном ветровом потоке положение с наветренной стороны. При этом управлением натяжением независимых тросов 5 лебедкой независимых приводов производится пространственное ориентирование установки под необходимым углом относительно ветрового струйного течения и с учетом его мощности, контролируемым пунктом управления причальной мачты 2, или аппаратурой контроля состояния окружающей среды дополнительного контейнера 4а (или экипаж обслуживания).As the power plant rises, it occupies the windward position in the high-altitude jet wind flow. In this case, the control of the tension of
Набегающий на лопасти 18 воздушный поток раскручивает ветроколесо 17 вокруг центральной втулки 17а, а его периферийный жесткий ходовой обод 16 взаимодействует направляющим ходовым кольцевым пазом 15 с ходовыми колесами 13 генераторов электроэнергии 12. С генераторов 12 снимается вырабатываемая электроэнергия, а через контакты 14 и тросы-кабели 5 и 3 на наземный пункт управления 2, а далее к потребителям электроэнергии.The air flow incident on the
При необходимости спуска установки на земную поверхность по команде производится отключение генераторов 12 и вскрытие клапана дистанционного управления 10, обеспечивающего выпуск газа из полости герметичной оболочки 8 корпуса 7 и снижение подъемной силы. Аппаратурой наземного контроля пункта управления причальной мачты 2 или аппаратурой контроля высотного состояния окружающей среды дополнительного контейнера 4а производится отслеживание состояния высотного струйного течения с соответствующей корректировкой выпуска газа через клапаны дистанционного управления 10. Одновременно производится подтягивание тросов-кабелей 5 и 3 соответственно лебедкой независимых приводов 4 и лебедкой управления 2а к наземному пункту управления причальной мачты 2. Производится причаливание устройства к причальной мачте 2.If necessary, the descent of the installation to the earth's surface at the command of the shutdown of the
Отбор мощности высотных ветровых струйных течений с периферийной части вращающегося ходового обода 16 ветроколеса 17, работающего в режиме маховика, способствует снятию большей части ветровой энергии при сохранении автономности применения высотной энергетической установки.The power take-off of high-altitude wind jet flows from the peripheral part of the rotating running
Если требуется транспортирование установки в другое местоположение, то производится отстыковка установки от троса-кабеля 3 причальной мачты 2. Трос-кабель 3 возвращается на земную поверхность, например, подтягиванием лебедкой управления 2а или посредством парашюта (на фигурах не показано). Система управления установки (или экипаж) производит запуск двигательной установки 21, а посредством поверхностей аэродинамического управления 23 осуществляет корректировку траектории транспортирования высотной установки в пространстве.If transportation of the installation to another location is required, then the installation is undocked from the cable-
При выполнении регламентированных работ предварительно с каждой секции оболочки 8 через клапаны дистанционного управления 10 производится выпуск газа, снижая тем самым подъемную силу. Установка посредством лебедки управления 2а причальной мачты 2 подтягивается к земной поверхности. (При автономном режиме полета опускается на земную поверхность.) Через технологические люки 11а производятся регламентные работы с энергоустановкой.When performing the regulated work, preliminary from each section of the
Предложенная высотная энергетическая установка позволяет повысить нагрузочную способность и единичную мощность энергетической установки, способствует улучшению экологической обстановки.The proposed high-altitude power plant allows to increase the load capacity and unit power of the power plant, contributes to the improvement of the environmental situation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003128492/06A RU2261361C2 (en) | 2003-09-22 | 2003-09-22 | High-altitude power-generating plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003128492/06A RU2261361C2 (en) | 2003-09-22 | 2003-09-22 | High-altitude power-generating plant |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003128492A RU2003128492A (en) | 2005-03-20 |
RU2261361C2 true RU2261361C2 (en) | 2005-09-27 |
Family
ID=35453989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003128492/06A RU2261361C2 (en) | 2003-09-22 | 2003-09-22 | High-altitude power-generating plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2261361C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2501973C1 (en) * | 2012-04-12 | 2013-12-20 | Игорь Николаевич Куликов | Wind-driven power plant (versions) |
RU2594827C1 (en) * | 2015-10-15 | 2016-08-20 | Александр Владимирович Губанов | Aerostat wing for wind energy purposes |
RU2721014C1 (en) * | 2019-11-08 | 2020-05-15 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московской области "Университет "Дубна" (Государственный университет "Дубна") | Method of wind and energy air flows energy conversion at medium altitudes in troposphere and device for its implementation |
-
2003
- 2003-09-22 RU RU2003128492/06A patent/RU2261361C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2501973C1 (en) * | 2012-04-12 | 2013-12-20 | Игорь Николаевич Куликов | Wind-driven power plant (versions) |
RU2594827C1 (en) * | 2015-10-15 | 2016-08-20 | Александр Владимирович Губанов | Aerostat wing for wind energy purposes |
RU2721014C1 (en) * | 2019-11-08 | 2020-05-15 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московской области "Университет "Дубна" (Государственный университет "Дубна") | Method of wind and energy air flows energy conversion at medium altitudes in troposphere and device for its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003128492A (en) | 2005-03-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7582981B1 (en) | Airborne wind turbine electricity generating system | |
US7830033B2 (en) | Wind turbine electricity generating system | |
AU2013376864B2 (en) | Vertical takeoff and landing aircraft | |
EP2844868B1 (en) | Wind energy system | |
JP5591802B2 (en) | Power generation system having a plurality of motors / generators | |
WO2021064388A9 (en) | Systems and methods for aircraft | |
JP5111598B2 (en) | Energy storage type aerodynamic brake device and method | |
CA2829782C (en) | Airborne platform | |
KR101820420B1 (en) | Hybrid system of drone | |
US20160176533A1 (en) | Removable auxiliary power device for aircraft and aircraft adapted to use at least one such device | |
GB2469740A (en) | Extraction of energy from the wind using kites | |
US4350896A (en) | Lighter than air wind energy conversion system utilizing an internal radial disk diffuser | |
US20110095530A1 (en) | Tethered aquatic device with water power turbine | |
CN101219712A (en) | Flying disk | |
CN101970055A (en) | Oxygen breathing device | |
RU2261361C2 (en) | High-altitude power-generating plant | |
CN101857087A (en) | Dual-rotor dish-shaped aircraft | |
CN209506082U (en) | Dual rotation propeller oil electricity mixing fire-fighting unmanned plane | |
CN104912734A (en) | Anti-stall vertical axis wind turbine | |
RU195315U1 (en) | HYBRID UNMANNED AIRCRAFT | |
RU201900U1 (en) | Electric airship | |
CA1143352A (en) | Thrusters for airship control | |
RU2419576C2 (en) | Aircraft | |
RU2001847C1 (en) | Space apparatus | |
RU2410284C1 (en) | Method of flight and aircraft to this end |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050923 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050923 |
|
RZ4A | Other changes in the information about an invention |