RU2315891C1 - Wind power generating plant - Google Patents

Wind power generating plant Download PDF

Info

Publication number
RU2315891C1
RU2315891C1 RU2006126731/06A RU2006126731A RU2315891C1 RU 2315891 C1 RU2315891 C1 RU 2315891C1 RU 2006126731/06 A RU2006126731/06 A RU 2006126731/06A RU 2006126731 A RU2006126731 A RU 2006126731A RU 2315891 C1 RU2315891 C1 RU 2315891C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wind
blades
wind power
plant
rotation
Prior art date
Application number
RU2006126731/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Илья Никитич Белоглазов
Максим Алексеевич Глущенко
Михаил Иванович Ильин
Борис Николаевич Куценко
Александр Александрович Юрченко
Сергей Владимирович Алексеев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)"
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)"
Priority to RU2006126731/06A priority Critical patent/RU2315891C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2315891C1 publication Critical patent/RU2315891C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: wind power engineering.
SUBSTANCE: invention can be used for generating electric energy at normal weather conditions and at hurricanes. Proposed wind power generating plant contains two wind motors with radial blades fitted on two coaxial horizontal shafts for rotation is opposite directions, current generator and wind traps. Plant is furnished with additional intermediate shaft on one end of which generator stator is secured, and on other end, gear wheel of gear train system wind motors are installed in pits, and their horizontal shafts are arranged at ground level. Each wind trap contains upper fixed guide with concave outer surface arranged over wind motors, lower movable guide rounding blades of wind motor drum with possibility of turning around wind motor, and movable turnable lips arranged at surface of pit. Plant can be operated under sever weather conditions at strong hurricane winds. Use of wind trap and rotation of rotor and stator of current generator in opposite directions leads to increase of plant efficiency.
EFFECT: increased efficiency of wind power generating plant.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии, используя энергию ветра при нормальных погодных условиях и при ураганных ветрах.The invention relates to wind energy and can be used to generate electricity using wind energy under normal weather conditions and in hurricane winds.

Известен ветродвигатель с гравитационной стабилизацией вращения ротора (Заявка на изобретение РФ №2004132368, кл. F03D 1/00, 2006), содержащий ветродвигатель барабанного типа с горизонтальной осью вращения, в котором полотна лопастей выполнены таким образом, что ветер действует только на лопасти, проходящие верхнее положение, а лопасти, проходящие нижнее положение, сложены в гармошку. Недостатком такого технического решения является невозможность использования ветродвигателя при ураганных ветрах. Известна ветроэнергетическая установка (Заявка на изобретение РФ №93041300, кл. F03D 1/00, F03D 1/02, F03D 7/02, 1993), принятая за прототип, содержащая установленные на центральной горизонтальной оси с возможностью вращения в противоположных направлениях одно или несколько ветроколес с радиальными лопастями, электрогенератор, конфузорный корпус (ветроловушка). Недостатком такого технического решения является невозможность использования установки в сложных климатических условиях при ураганных ветрах.Known wind turbine with gravitational stabilization of rotor rotation (Application for invention of the Russian Federation No. 2004132368, class F03D 1/00, 2006), containing a drum-type wind turbine with a horizontal axis of rotation, in which the blade blades are designed so that the wind acts only on the blades passing the upper position, and the blades passing the lower position are folded into an accordion. The disadvantage of this technical solution is the inability to use a wind turbine in hurricane winds. Known wind power installation (Application for invention of the Russian Federation No. 93041300, class F03D 1/00, F03D 1/02, F03D 7/02, 1993), adopted as a prototype, containing one or more mounted on the central horizontal axis with the possibility of rotation in opposite directions a wind wheel with radial blades, an electric generator, a confuser body (wind trap). The disadvantage of this technical solution is the inability to use the installation in difficult climatic conditions in hurricane winds.

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков, расширение условий использования, а именно возможность использования при ураганных ветрах.The technical result of the invention is to eliminate these disadvantages, expanding the conditions of use, namely the possibility of use in hurricane winds.

Технический результат достигается тем, что ветроэнергетическая установка, содержащая два ветродвигателя с радиальными лопастями, установленные на двух соосных горизонтальных валах с возможностью вращения в противоположных направлениях, генератор электрического тока и ветроловушки, согласно изобретению она снабжена дополнительным промежуточным валом, на одном конце которого закреплен статор генератора, на другом зубчатое колесо системы зубчатых передач, ветродвигатели установлены в котлованах, а их горизонтальные валы расположены на уровне земли, каждая ветроловушка содержит размещенные над ветродвигателями верхнюю неподвижную с вогнутой наружной поверхностью направляющую, нижнюю подвижную направляющую, огибающую лопасти барабана ветродвигателя с возможностью поворота вокруг ветродвигателя и фиксации положения внахлестку относительно верхней направляющей, размещенные у поверхности котлована подвижные поворотные козырьки, направляющие воздушный поток к лопастям ветродвигателей. Лопасти, расположенные на ветродвигателях, выполнены из упругого материала (например, из твердых видов резины), и расположенные в ряду между торцами барабана лопасти смещены по винтовой линии.The technical result is achieved by the fact that the wind power installation containing two wind motors with radial blades mounted on two coaxial horizontal shafts with the possibility of rotation in opposite directions, an electric current generator and wind traps, according to the invention it is equipped with an additional intermediate shaft, at one end of which a generator stator is fixed , on another gear wheel of the gear system, wind turbines are installed in pits, and their horizontal shafts are located at ground level, each wind trap contains an upper guide, stationary with a concave outer surface, located above the wind turbines, a lower movable guide, an envelope of the wind turbine drum blades with the possibility of rotation around the wind turbine and fixation of the lap position relative to the upper guide, movable rotary visors located at the excavation surface, directing the air flow to the blades of wind turbines. The blades located on the wind turbines are made of elastic material (for example, from solid types of rubber), and the blades located in a row between the ends of the drum are displaced along a helical line.

Ветроэнергетическая установка поясняется чертежами, где на фиг.1 - общая схема установки, на фиг.2 - положение лопастей на ветродвигателях (вид сверху), на фиг.3 - положение ветроловушки и поворотных козырьков установки при, например, южном направлении ветра (вид сбоку), на фиг.4 - положение ветроловушки и поворотных козырьков установки при, например, северном направлении ветра (вид сбоку).The wind power installation is illustrated by drawings, where in Fig. 1 is a general diagram of the installation, in Fig. 2 is the position of the blades on the wind turbines (top view), in Fig. 3 is the position of the wind trap and the rotary visors of the installation in, for example, the south wind direction (side view ), figure 4 - the position of the trap and rotary visors of the installation when, for example, the northward direction of the wind (side view).

Установка содержит две ветроловушки, состоящие из верхних неподвижных направляющих 1 с вогнутой наружной поверхностью, размещенных над ветродвигателями 2 и жестко закрепленных на опорах (на фигурах не показаны); из нижних подвижных направляющих 3, огибающих радиальные лопасти 4 барабана ветродвигателя 2 с возможностью поворота вокруг ветродвигателя 2 и фиксации положения внахлестку относительно верхних направляющих 1 и установленных на опорах (на фигурах не показаны) под верхними неподвижными направляющими 1 и над ветродвигателями 2. Барабаны ветродвигателей 2 расположены в котлованах 5, вырытых под неактивные части ветродвигателей 2, расположенные ниже уровня 6 земли, и обеспечивающие беспрепятственное вращение ветродвигателей 2. Два соосных горизонтальных вала 7, 8 ветродвигателей 2 соответственно, расположены на уровне земли 6 с соосными геометрическими осями вращения. У обоих валов 7, 8 на одном конце по ветродвигателю 2, а на другом у первого вала 7 - ротор 9 генератора 10 электрического тока, а у второго вала 8 - зубчатое колесо системы 11 зубчатых передач, которая обеспечивает направление вращения дополнительного вала 12, обратное направлению вращения вала 8 ветродвигателя 2. На одном конце дополнительного вала 12 - зубчатое колесо системы 11 зубчатых передач, а на другом - статор 13 генератора 10 электрического тока. Лопасти 4, радиально установлены на барабанах ветродвигателей 2 так, что каждый ряд лопастей расположен под углом к проекции оси ветродвигателя 2 на поверхность ветродвигателя 2, т.е. расположенные в ряду между торцами барабана ветродвигателя 2 лопасти 4 смещены по винтовой линии. Лопасти 4 выполняются из упругого материала (например, из твердых видов резины). Размещенные у поверхности котлованов 5 подвижные поворотные козырьки 14 расположены перед и за ветродвигателями 2.The installation contains two wind traps, consisting of upper fixed guides 1 with a concave outer surface, placed above the wind turbines 2 and rigidly fixed to the supports (not shown in the figures); from the lower movable guides 3, enveloping the radial blades 4 of the drum of the wind turbine 2 with the possibility of rotation around the wind turbine 2 and fixing the lap position relative to the upper guides 1 and mounted on supports (not shown in the figures) under the upper fixed guides 1 and above the wind turbines 2. Drums of wind turbines 2 located in pits 5, dug under the inactive parts of wind turbines 2, located below ground level 6, and providing unimpeded rotation of wind turbines 2. Two coaxial mountains zontally shaft 7, 8 respectively two wind turbines are located at ground level 6 coaxial with the geometric axes of rotation. Both shafts 7, 8 at one end along the wind turbine 2, and at the other at the first shaft 7 have a rotor 9 of the electric current generator 10, and at the second shaft 8 there is a gear wheel of the gear system 11, which provides the direction of rotation of the additional shaft 12 the direction of rotation of the shaft 8 of the wind turbine 2. At one end of the additional shaft 12 there is a gear wheel of the system 11 of gears, and on the other side there is a stator 13 of the electric current generator 10. The blades 4 are radially mounted on the drums of the wind turbines 2 so that each row of blades is located at an angle to the projection of the axis of the wind turbine 2 on the surface of the wind turbine 2, i.e. located in a row between the ends of the wind turbine drum 2, the blades 4 are displaced along a helical line. The blades 4 are made of an elastic material (for example, of hard rubber). Located on the surface of the pits 5, the movable rotary visors 14 are located in front of and behind the wind turbines 2.

Предлагаемая установка работает следующим образом (фиг.3 и 4). При ветре, например южном (фиг.3), воздушные потоки попадают в верхние с вогнутой поверхностью неподвижные направляющие 1 с южной стороны и на подвижные поворотные козырьки 14 с южной стороны. Далее воздушные потоки направляются вдоль вогнутой поверхности верхних неподвижных направляющих 1 до поверхности нижних подвижных направляющих 3, расположенных внахлестку относительно верхних неподвижных направляющих 1. Также воздушные потоки двигаются вдоль подвижных поворотных козырьков 14. Далее воздушные потоки двигаются вдоль поверхности нижних подвижных направляющих 3, в пространстве между ними и ветродвигателями 2, передавая энергию ветра лопастям 4, радиально расположенным на ветродвигателях 4. Под действием силы ветра ветродвигатели 2 вращаются и вращают свои валы 7, 8 соответственно. Вал 7 одного ветродвигателя вращает ротор 9 генератора 10 электрического тока, вал 8 другого ветродвигателя передает крутящий момент через систему 11 зубчатых передач на дополнительный вал 12, вращающий статор 13 генератора 10 электрического тока в направлении, обратном направлению вращения ротора 9. Лопасти 4 расположены радиально на поверхности ветродвигателей 2. Расположенные в ряду между торцами барабана ветродвигателя 2 лопасти 4 смещены по винтовой линии, как показано на фиг.2, для исключения вибрации установки от внезапных порывов ветра при помощи равномерного распределения давления на лопасти 4. Подвижные поворотные козырьки 14 со стороны, откуда нет ветра (с севера), убраны под землю, чтобы обеспечить воздушным потокам беспрепятственный выход из установки.The proposed installation works as follows (figure 3 and 4). When the wind, for example, south (figure 3), the air flows into the upper with a concave surface fixed guides 1 from the south side and the movable swivel visors 14 from the south side. Further, the air flows are directed along the concave surface of the upper fixed guides 1 to the surface of the lower movable guides 3, overlapping relative to the upper fixed guides 1. Also, the air flows move along the movable rotary visors 14. Further, the air flows move along the surface of the lower movable guides 3, in the space between them and wind turbines 2, transmitting wind energy to the blades 4, radially located on the wind turbines 4. Under the influence of the wind force of the wind turbines Needle 2 rotate and rotate their shafts 7, 8, respectively. The shaft 7 of one wind turbine rotates the rotor 9 of the electric current generator 10, the shaft 8 of the other wind turbine transmits the torque through the gear system 11 to the additional shaft 12, the rotating stator 13 of the electric current generator 10 in the direction opposite to the rotation direction of the rotor 9. The blades 4 are located radially on the surface of the wind turbines 2. The blades 4 located in a row between the ends of the drum of the wind turbine 2 are shifted along a helical line, as shown in FIG. 2, to exclude the vibration of the installation from sudden gusts of wind By means of the uniform distribution of pressure on the blades 4. The movable rotary visors 14 from the side where there is no wind (from the north) are removed underground to provide unhindered exit to the air flow.

Если направление ветра меняется на противоположное, например на северное, как показано на фиг.4, то нижние подвижные направляющие 3 меняют свое положение, как показано на фиг.4, перемещаясь вдоль поверхности ветродвигателя 2 из своего крайнего положения до своего второго крайнего положения. Перемещение можно осуществить, например, по опорам на роликах. Таким образом воздушные потоки будут двигаться вдоль вогнутой поверхности верхних неподвижных направляющих с северной стороны, далее вдоль поверхности нижних подвижных направляющих в пространстве между ними и ветродвигателями 2, передавая энергию ветра лопастям 4 и обеспечивая оптимальное функционирование установки; подвижные поворотные козырьки 14 с подветренной стороны установки (с севера) поднимаются из под поверхности 6 земли в своё рабочее положение и обеспечивают необходимое направление воздушных потоков на входе в установку, а подвижные поворотные козырьки 14 с другой стороны установки (с юга) перемещаются под землю, обеспечивая свободный выход воздушным потокам, прошедшим через установку. Лопасти 4 выполняются из упругого материала (например, из твердых видов резины) для того, чтобы при сильных ураганных порывах ветра лопасти 4 под давлением воздушных потоков прижимались к поверхности ветродвигателей 2.If the wind direction changes to the opposite, for example, to the north, as shown in Fig. 4, then the lower movable guides 3 change their position, as shown in Fig. 4, moving along the surface of the wind turbine 2 from its extreme position to its second extreme position. The movement can be carried out, for example, on the supports on the rollers. Thus, the air flows will move along the concave surface of the upper fixed rails on the north side, then along the surface of the lower movable rails in the space between them and the wind turbines 2, transmitting wind energy to the blades 4 and ensuring optimal operation of the installation; movable rotary visors 14 from the leeward side of the installation (from the north) rise from below the surface 6 of the earth to their working position and provide the necessary direction of air flows at the entrance to the installation, and movable rotary visors 14 from the other side of the installation (from the south) move underground, providing a free exit to the air streams passing through installation. The blades 4 are made of an elastic material (for example, of hard types of rubber) so that, with strong gusts of wind, the blades 4 are pressed against the surface of the wind turbines 2 under the pressure of air currents.

В настоящее время при новых конструкционных материалах, отличающихся особой прочностью и устойчивостью к воздействию различных факторов, используя данную схему ветроэнергетической установки, является возможным использование ее в сложных климатических условиях при ураганных ветрах. При этом энергия ветра используется максимально полно благодаря ветровой ловушке. А использование вращения ротора и статора электрогенератора в разных направлениях в совокупности с максимально полным использованием энергии ураганного ветра намного повышает КПД установки.Currently, with new structural materials that are particularly durable and resistant to various factors, using this scheme of a wind power installation, it is possible to use it in difficult climatic conditions in hurricane winds. At the same time, wind energy is used to the fullest thanks to the wind trap. And the use of rotation of the rotor and stator of the electric generator in different directions, together with the maximum use of hurricane wind energy, greatly increases the efficiency of the installation.

Claims (3)

1. Ветроэнергетическая установка, содержащая два ветродвигателя с радиальными лопастями, установленные на двух соосных горизонтальных валах с возможностью вращения в противоположных направлениях, генератор электрического тока и ветроловушки, отличающаяся тем, что установка снабжена дополнительным промежуточным валом, на одном конце которого закреплен статор генератора, на другом - зубчатое колесо системы зубчатых передач, ветродвигатели установлены в котлованах, а их горизонтальные валы расположены на уровне земли, каждая ветроловушка содержит размещенные над ветродвигателями верхнюю неподвижную с вогнутой наружной поверхностью направляющую, нижнюю подвижную направляющую, огибающую лопасти барабана ветродвигателя с возможностью поворота вокруг ветродвигателя и фиксации положения внахлестку относительно верхней направляющей, размещенные у поверхности котлована подвижные поворотные козырьки, направляющие воздушный поток к лопастям ветродвигателей.1. A wind power installation containing two wind motors with radial blades mounted on two coaxial horizontal shafts with the possibility of rotation in opposite directions, an electric current generator and wind traps, characterized in that the installation is equipped with an additional intermediate shaft, at one end of which a generator stator is fixed, on the other is a gear wheel of a gear system, wind turbines are installed in pits, and their horizontal shafts are located at ground level, each wind ka comprises a wind turbine placed over an upper fixed to the concave outer surface of the guide, the lower movable guide, the envelope of the wind turbine blade drum rotatable around a wind turbine and a locking position overlapping with respect to the upper guide, arranged at the surface of the movable rotary excavation visors, guides the airflow to the blades of wind turbines. 2. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что радиальные лопасти, расположенные на ветродвигателях, выполнены из упругого материала.2. Wind power installation according to claim 1, characterized in that the radial blades located on the wind turbines are made of elastic material. 3. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что расположенные в ряду между торцами барабана лопасти смещены по винтовой линии.3. Wind power installation according to claim 1, characterized in that the blades located in a row between the ends of the drum are displaced along a helical line.
RU2006126731/06A 2006-07-21 2006-07-21 Wind power generating plant RU2315891C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006126731/06A RU2315891C1 (en) 2006-07-21 2006-07-21 Wind power generating plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006126731/06A RU2315891C1 (en) 2006-07-21 2006-07-21 Wind power generating plant

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2315891C1 true RU2315891C1 (en) 2008-01-27

Family

ID=39110043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006126731/06A RU2315891C1 (en) 2006-07-21 2006-07-21 Wind power generating plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2315891C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445508C2 (en) * 2009-11-10 2012-03-20 Олег Федорович Фефелов Double-wing turbine
RU2584054C2 (en) * 2014-08-04 2016-05-20 Петр Антипович Прохоров Wind generator
RU2634609C1 (en) * 2016-09-09 2017-11-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Unmanned aerial vehicle control method and flight control actuating unit for method actualization

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445508C2 (en) * 2009-11-10 2012-03-20 Олег Федорович Фефелов Double-wing turbine
RU2584054C2 (en) * 2014-08-04 2016-05-20 Петр Антипович Прохоров Wind generator
RU2634609C1 (en) * 2016-09-09 2017-11-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)" Unmanned aerial vehicle control method and flight control actuating unit for method actualization

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6803332B2 (en) Single frame type impeller of wind power generator
KR19980041042A (en) Wind power generator
US8618690B2 (en) Wind power turbine combining a cross-flow rotor and a magnus rotor
US8382425B2 (en) Hydraulic energy converter
US20020015639A1 (en) Horizontal axis wind turbine
KR101581336B1 (en) Rotatable individual generation device
RU2315891C1 (en) Wind power generating plant
JP5175283B2 (en) Wind power generator
WO2011109003A1 (en) Wind energy installation
EP3619422B1 (en) Flow turbine for hydro power plants
KR20110102050A (en) Wind power generation system using drive wind force
KR101085471B1 (en) Wind power generator
KR101425547B1 (en) Tidal power and wind force composite generating apparatus
KR101552566B1 (en) Hydraulic power generating system)
KR100761471B1 (en) Apparatus for wind power generation with vertical axis
KR101442148B1 (en) Tilting blade for vertical wind power generation
KR101513490B1 (en) Wind power generator using a vehicle wind
KR20140089698A (en) Sewer tunneled hydropower
RU172055U1 (en) Wind power plant
KR101061315B1 (en) Wind generator that varies air resistance according to wind speed
WO2009103142A1 (en) Wind-driven high power electric plant
KR102066031B1 (en) Two axis vertical type wind power generator
RU2671078C2 (en) Wind turbine
RU106919U1 (en) HIGH POWER WIND POWER PLANT
RU2461733C1 (en) Wind-driven unit

Legal Events

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

Effective date: 20080722