RU2353800C2 - Mobile wind-electric station - flying sand dune - Google Patents

Mobile wind-electric station - flying sand dune Download PDF

Info

Publication number
RU2353800C2
RU2353800C2 RU2005105454/06A RU2005105454A RU2353800C2 RU 2353800 C2 RU2353800 C2 RU 2353800C2 RU 2005105454/06 A RU2005105454/06 A RU 2005105454/06A RU 2005105454 A RU2005105454 A RU 2005105454A RU 2353800 C2 RU2353800 C2 RU 2353800C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wind
engine
self
power station
pylon
Prior art date
Application number
RU2005105454/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005105454A (en
Inventor
Игорь Михайлович Тимофеев (RU)
Игорь Михайлович Тимофеев
Илья Игоревич Тимофеев (RU)
Илья Игоревич Тимофеев
Original Assignee
Тимофеев Михаил Гаврилович
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 Тимофеев Михаил Гаврилович filed Critical Тимофеев Михаил Гаврилович
Priority to RU2005105454/06A priority Critical patent/RU2353800C2/en
Publication of RU2005105454A publication Critical patent/RU2005105454A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2353800C2 publication Critical patent/RU2353800C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention is related to wind-power engineering and may be used for power supply of electric traction system of transport vehicle. Mobile wind-electric station comprises rotary round orientation platform, vertical pylon, wind engine, engine shop with reduction gear, in which heat engine, electric generator and automatic control devices are installed. Wind engine stator is arranged with hollow shaft, in tail part of which arranged in the form of drum, rotary blades are installed, and is installed with its pressure center on pylon, in nose part of which machine room is installed to counterbalance it. Pylon is installed on rotary platform located on carriage equipped with wheels with ballasts of stability. Two diagonally installed wheels are equipped with motor-reductors, and stator and axis of wind engine rotation are installed with negative angle that provides for wind engine tail hunting downwind.
EFFECT: increased wind energy ratio with reduction of expenditures for platform rotation, and also expansion of station application field.
7 cl, 10 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике и к транспорту с питанием электрической тяговой системы от собственных источников энергоснабжения.The invention relates to wind energy and to transport powered by an electric traction system from its own energy sources.

Известна ветроэлектрическая станция (ВС) (см. журнал «Техника молодежи», №11, 1982 г., М.: Молодая гвардия, стр.1, поз.6), которая содержит поворотную платформу, на которой смонтирована металлическая башня в форме трапеции, на вершине цилиндрический обтекаемый корпус машинного отделения с носовым ветродвигателем, который содержит поворотные прямоугольные лопасти, регулируемые на угол атаки, в машинном отделении: редуктор, электрогенератор, резервный тепловой двигатель и автоматические устройства управления работой агрегатов.Known wind power station (BC) (see the journal "Technique of Youth", No. 11, 1982, M .: Young Guard, p. 1, item 6), which contains a turntable on which a metal tower is mounted in the form of a trapezoid , on top of a cylindrical streamlined body of the engine room with a nasal wind turbine, which contains rotary rectangular blades, adjustable by angle of attack, in the engine room: gearbox, electric generator, standby heat engine and automatic control units.

На данной BC мала плотность лопастей ветродвигателя в ометаемом ими круге, большая их высота и малая ширина, которые имеют в круге низкий коэффициент использования энергии ветра. Большая высота установки машинного отделения имеет высокую металлоемкую башню, а также механизмы поворота платформы, на которой установлена. BC несет потери электроэнергии в линии электропередачи к потребителю.On this BC, the density of the wind turbine blades in the circle they sweep is low, their high height and small width, which have a low coefficient of utilization of wind energy in the circle. The large installation height of the engine room has a high metal-intensive tower, as well as the rotation mechanisms of the platform on which it is installed. BC carries power losses in the power line to the consumer.

Задачей, решаемой изобретением, является:The problem solved by the invention is:

- повысить коэффициент использования энергии ветра в ометаемом круге ветродвигателя;- increase the utilization of wind energy in the swept circle of the wind turbine;

- уменьшить затраты на поворот платформы;- reduce the cost of turning the platform;

- установить BC на суше на самоходную ходовую тележку, на палубу судна вместо парусного вооружения, т.е. таким образом расширить область использования.- install BC on land on a self-propelled running carriage, on the deck of the vessel instead of sailing weapons, i.e. thus expand the scope of use.

Сущность изобретения заключается в следующем: самоходная ветроэлектрическая станция, содержащая поворотную круговую платформу ориентации, вертикальный пилон, ветродвигатель, машинное отделение с редуктором, в котором размещены тепловой двигатель, электрогенератор и автоматические устройства управления, статор ветродвигателя с полым валом, в хвостовой части которого, выполненной в виде барабана, установлены поворотные лопасти, ветродвигатель установлен центром его давления на пилоне, в носовой части которого в противовес размещено машинное отделение, пилон установлен на поворотной платформе, размещенной на ходовой тележке, снабженной колесами с балластами устойчивости, при этом два диагонально расположенных колеса снабжены мотор-редукторами, а статор и ось вращения ветродвигателя размещены с отрицательным углом, обеспечивающим рыскание по ветру хвостовой части ветродвигателя.The essence of the invention is as follows: a self-propelled wind power station containing a rotary circular orientation platform, a vertical pylon, a wind turbine, an engine room with a gearbox, which houses a heat engine, an electric generator and automatic control devices, a wind turbine stator with a hollow shaft, in the tail of which is made in the form of a drum, rotary blades are installed, the wind turbine is installed by the center of its pressure on the pylon, in the nose of which, as opposed to placed Ashina compartment pylon mounted on a turntable placed on the undercarriage, provided with wheels with a ballast resistance, and the two diagonally located wheels are provided with motor-reducers, and a stator and a turbine rotation axis has a negative angle, providing yaw downwind tail of the wind turbine.

Кроме того, поворотные лопасти выполнены по форме ласточкина хвоста с профилем вогнутой поверхности по параболической кривой и перфорированы косыми щелями отсоса пограничного слоя с поперечным сечением в форме серпа-полумесяца, стреловидным по потоку.In addition, the rotary blades are made in the shape of a dovetail with a concave surface profile along a parabolic curve and are perforated by oblique slits of the suction of the boundary layer with a cross section in the shape of a crescent-crescent moon, swept downstream.

Кроме того, выходные валы ветродвигателя и теплового двигателя в редукторе снабжены обгонными муфтами.In addition, the output shafts of the wind turbine and heat engine in the gearbox are equipped with overrunning clutches.

Кроме того, в полости барабана установлены шарнирные рычаги поворота лопасти, укрепленные на крестовине штанги, расположенной в полом валу, при этом она в носовой части вала шарнирно соединена с ползуном сервомотора на статоре.In addition, in the cavity of the drum, articulated levers for turning the blades are mounted, mounted on the cross of the rod located in the hollow shaft, while it is pivotally connected to the servo slide on the stator in the bow of the shaft.

Кроме того, на лопасти установлены огни проблескового маяка с лучами, направленными на демаскированную поверхность дальнего визуального обнаружения и опознания станции.In addition, flashing beacon lights are installed on the blades with rays aimed at the unmasked surface of the distant visual detection and identification of the station.

Кроме того, ходовая колесная тележка выполнена с прямоугольной сборной рамой, снабжена верхним настилом в центре для поворотной платформы и шкворневым устройством, установлена на четыре колеса на углах тележки.In addition, the running wheeled trolley is made with a rectangular prefabricated frame, equipped with an upper deck in the center for the turntable and a pivot device, mounted on four wheels at the corners of the trolley.

Кроме того, на ободы спаренных колес установлены эластичные траки-башмаки с поперечным сечением в форме трапеции, снабженные пластинчатой цепью-коронкой с повышенной износостойкостью.In addition, trapezoidal elastic track shoes with cross sections in the shape of a trapezoid, equipped with a chain-link chain with increased wear resistance are installed on the rims of the twin wheels.

Чертежи:Blueprints:

- фиг.1 - показан общий вид;- figure 1 - shows a General view;

- фиг.2 - сечение А-А;- figure 2 is a section aa;

- фиг.3 - вид по стрелке В (развернуто);- figure 3 is a view along arrow B (expanded);

- фиг.4 - выносной элемент II;- figure 4 - remote element II;

- фиг.5 - вид по стрелке Д;- figure 5 is a view along arrow D;

- фиг.6 - выносной элемент I;- 6 - remote element I;

- фиг.7 - схема спаренной передачи крутящего момента на вал электрогенератора;- Fig.7 is a diagram of a coupled transmission of torque to the shaft of the generator;

- фиг.8 - вид по стрелке Г;- Fig. 8 is a view along arrow G;

- фиг.9 - сечение Б-Б;- Fig.9 is a section bB;

- фиг.10 - ходовая тележка, вид сверху.- figure 10 - running trolley, top view.

Самоходная ветроэлектрическая станция (СВС) содержит поворотную платформу 1 (фиг.1), на ней установлен пилон 2, обтекаемый набегающим потоком, на пилоне установлен корпус статора ветродвигателя 3 с отрицательным углом α к плоскости поворотной платформы, в него на подшипниках вмонтирован полый вал ветродвигателя 4. На хвостовую часть вала барабан на поворотной оси с отрицательным углом β к плоскости ее поворота установлена лопасть (ласточкин хвост) 5 (фиг.1, фиг.2) с косыми щелями 6, полками жесткости 7. На фиг.3 показан след в пограничном слое, ламинарный подслой 8. На поворотные лопасти установлены огни проблескового маяка 9. На пилон 2 внизу в носовой части установлено машинное отделение с редуктором 10, в котором размещены электрогенератор 11 и тепловой двигатель 12. В корпус редуктора 13 (фиг.4) установлена ведомая шестерня электрогенератора 14 с зубчатым зацеплением с ведущей шестерней ветродвигателя 15 и теплового 16. В полые оси ведущих шестерен на выводных валах вмонтированы шаровые обгонные муфты ветродвигателя 17, теплового двигателя 18. Шарнирные рычаги поворота лопастей 19 и 20 вмонтированы в полости барабана ветродвигателя на крестовине 21 штанги 22 (фиг.5). В носовой части ветродвигателя на вал 4 посажена шестерня 23 зубчатого зацепления с редуктором. Штанга 22 шарнирно соединена с ползуном сервомотора 24 роликами 25 (фиг.6). На графике фиг.7 показано: nд - обороты двигателей; nг - генератора; М - крутящий момент; Mсп - спаренный момент; Мх - холостой момент. СВС поворотной платформой 1 установлена на верхний настил 26 ходовой тележки 27 (фиг.10), на углах тележки установлены четыре колеса 28 с балластом устойчивости 29 (фиг.8), диагонально на ведущие колеса установлены мотор-редукторы 30 на подпружиненных осях 31. На обод колеса 32 укреплен трак-башмак 33. На трак-башмак (фиг.8, фиг.9) вмонтирована пластинчатая цепь-коронка 34, звенья коронки в гнездах башмака соединены звеньями грузовой круглозвенной цепи 35. Крепление носового звена цепи на чертежах не показано. На корпус тележки установлена кабина водителя 36, крыша которой является площадкой обслуживания машинного отделения и лопастей (тормоза на чертежах не показаны).Self-propelled wind power station (SHS) contains a rotary platform 1 (Fig. 1), a pylon 2 is installed on it, which is streamlined by a free flow, a stator housing of a wind turbine 3 with a negative angle α to the plane of the rotary platform is installed on it, a hollow shaft of the wind turbine is mounted on bearings 4. A blade (dovetail) 5 (Fig. 1, Fig. 2) with oblique slots 6, stiffness shelves 7 is installed on the tail end of the shaft of the drum on a rotary axis with a negative angle β to the plane of rotation; Fig. 3 shows a trace in boundary layer, lamy outer sublayer 8. Lights of a flashing beacon are installed on the rotary blades 9. On the pylon 2 at the bottom in the bow there is an engine room with a reducer 10, in which an electric generator 11 and a heat engine 12 are located. A driven gear of the electric generator is installed in the gearbox 13 (Fig. 4) 14 with gearing with the driving gear of the wind turbine 15 and the thermal 16. In the hollow axis of the driving gears on the output shafts, the ball overrunning clutches of the wind motor 17, the heat engine 18 are mounted. The articulated levers for turning the blades 19 and 20 are mounted are located in the cavity of the wind turbine drum on the spider 21 of the rod 22 (Fig. 5). In the bow of the wind turbine on the shaft 4 there is a gear 23 of gearing with a gear. The rod 22 is pivotally connected to the slider of the servomotor 24 by the rollers 25 (Fig.6). The graph of Fig.7 shows: n d - engine speed; n g - generator; M - torque; M sp - twin moment; M x - idle time. SHS rotary platform 1 is installed on the upper floor 26 of the undercarriage 27 (Fig. 10), four wheels 28 with a stability ballast 29 (Fig. 8) are installed at the corners of the carriage, gearmotors 30 are mounted diagonally on the drive wheels on spring-loaded axles 31. On the wheel rim 32 is mounted on a track shoe 33. A plate chain-crown 34 is mounted on the track shoe (Fig. 8, Fig. 9), the crown links in the shoe slots are connected by the links of the round link chain 35. The nose chain link is not shown in the drawings. A driver's cab 36 is installed on the trolley case, the roof of which is a platform for servicing the engine room and blades (brakes are not shown in the drawings).

Работа СВС.Work SHS.

По силе ветра автоустройством установлен угол атаки набегающего потока на поворотные лопасти, на оси ветродвигателя создан крутящий момент, который через валы и шестерни передан на вал электрогенератора и удерживает оптимальный крутящий момент на нем под нагрузкой. Центр давления ветродвигателя рысканием удерживает набегающий поток на поворотные лопасти под оптимальным углом атаки. Машинное отделение - противовес сглаживает боковые удары ветра на поворотные лопасти.By the force of the wind, the autodevice set the angle of attack of the incoming flow on the rotary blades, a torque was created on the axis of the wind turbine, which is transmitted through the shafts and gears to the shaft of the electric generator and holds the optimum torque on it under load. The yaw center of pressure of the wind turbine keeps the incoming flow on the rotary blades at the optimum angle of attack. Engine room - the counterweight smoothes lateral wind blows on the rotary blades.

Сила ветра ниже оптимальной: автоустройством установлен критический угол атаки на поворотные лопасти, запущен тепловой двигатель, который через обгонную муфту увеличивает, дополняет крутящий момент ветрового двигателя с получением оптимального на валу электрогенератора.The wind force is lower than optimal: a critical angle of attack on the rotary blades is set by the auto device, a heat engine is launched, which increases through the overrunning clutch, supplements the torque of the wind engine with obtaining the optimal generator on the shaft.

На ведущие колеса ходовой колесной тележки тихого хода подключен эл. ток. Эл. двигатели сообщают им вращение, при развороте на месте - в разные стороны, при боковом повороте по кривой - осуществляется регулированием частоты вращения правого или левого электродвигателя.On the driving wheels of the running wheeled trolley of low speed connected el. current. Email the engines tell them to rotate, when turning in place - in different directions, when turning sideways along a curve - it is controlled by the speed of the right or left electric motor.

На суше. Ветроэлектротрактор тихого хода и высокой проходимости; на ходовую колесную тележку установлены четыре ведущих колеса, электросхема электродвигателей по колее (правая, левая) спарена.On the land. Wind turbine of low speed and high cross; Four driving wheels are installed on the running wheeled trolley, the electric circuit of the electric motors in a rut (right, left) is paired.

На воде. Моторно-ветроэлектрическая яхта; на палубу на настил установлена СВС.On the water. Motor-wind-electric yacht; SHS is installed on the deck.

Данное изобретение позволит использовать энергию ветра на вершине: курган, бархан, берег реки, озера, моря; на суше; на воде с установкой СВС на транспортные средства.This invention will allow the use of wind energy at the top: barrow, dune, riverbank, lake, sea; on the land; on water with the installation of SHS on vehicles.

Claims (7)

1. Самоходная ветроэлектрическая станция, содержащая поворотную круговую платформу ориентации, вертикальный пилон, ветровой двигатель, машинное отделение с редуктором, в котором размещены тепловой двигатель, электрогенератор и автоматические устройства управления, отличающаяся тем, что статор ветродвигателя с полым валом, в хвостовой части которого, выполненной в виде барабана, установлены поворотные лопасти, ветродвигатель установлен центром его давления на пилоне, в носовой части которого в противовес размещено машинное отделение, пилон установлен на поворотной платформе, размещенной на ходовой тележке, снабженной колесами с балластами устойчивости, при этом два диагонально расположенных колеса снабжены мотор-редукторами, а статор и ось вращения ветродвигателя размещены с отрицательным углом, обеспечивающим рыскание по ветру хвостовой части ветродвигателя.1. Self-propelled wind power station containing a rotatable circular orientation platform, a vertical pylon, a wind engine, an engine room with a gearbox, which houses a heat engine, an electric generator and automatic control devices, characterized in that the wind turbine stator has a hollow shaft in the tail of which made in the form of a drum, rotary blades are installed, the wind turbine is installed by the center of its pressure on the pylon, in the bow of which, in contrast to the engine room, the pylon is mounted on a turntable placed on a running trolley equipped with wheels with stability ballasts, while two diagonally arranged wheels are equipped with gear motors, and the stator and the axis of rotation of the wind turbine are placed with a negative angle, providing yaw in the wind of the tail of the wind turbine. 2. Самоходная ветроэлектрическая станция по п.1, отличающаяся тем, что поворотные лопасти выполнены по форме ласточкина хвоста, с профилем вогнутой поверхности по параболической кривой и перфорированы косыми щелями отсоса пограничного слоя с поперечным сечением в форме серпа-полумесяца, стреловидным по потоку.2. The self-propelled wind power station according to claim 1, characterized in that the rotary blades are made in the shape of a dovetail, with a concave surface profile along a parabolic curve and are perforated by oblique slots of the suction of the boundary layer with a cross section in the shape of a crescent-crescent moon, swept downstream. 3. Самоходная ветроэлектрическая станция по п.1, отличающаяся тем, что выходные валы ветродвигателя и теплового двигателя в редукторе снабжены обгонными муфтами.3. Self-propelled wind power station according to claim 1, characterized in that the output shafts of the wind turbine and heat engine in the gearbox are equipped with overrunning clutches. 4. Самоходная ветроэлектрическая станция по п.1, отличающаяся тем, что в полости барабана установлены шарнирные рычаги поворота лопасти, укрепленные на крестовине штанги, расположенной в полом валу, при этом она в носовой части вала шарнирно соединена с ползуном сервомотора на статоре.4. The self-propelled wind power station according to claim 1, characterized in that the rotary arms of the blade are mounted in the drum cavity and are mounted on the crosspiece of the rod located in the hollow shaft, while in the bow of the shaft it is pivotally connected to the servomotor slide on the stator. 5. Самоходная ветроэлектрическая станция по п.1, отличающаяся тем, что на лопасти установлены огни проблескового маяка с лучами, направленными на демаскированную поверхность дальнего визуального обнаружения и опознания станции.5. The self-propelled wind power station according to claim 1, characterized in that the blades are equipped with flashing beacon lights with rays directed to the unmasked surface of the far visual detection and recognition of the station. 6. Самоходная ветроэлектрическая станция по п.1, отличающаяся тем, что ходовая колесная тележка выполнена с прямоугольной сборной рамой, снабжена верхним настилом в центре для поворотной платформы и шкворневым устройством установлена на четыре колеса на углах тележки.6. Self-propelled wind power station according to claim 1, characterized in that the running wheeled trolley is made with a rectangular prefabricated frame, is equipped with an upper deck in the center for the turntable and the pivot device is mounted on four wheels at the corners of the trolley. 7. Самоходная ветроэлектрическая станция по п.6, отличающаяся тем, что на ободы спаренных колес установлены эластичные траки-башмаки с поперечным сечением в форме трапеции, снабженные пластинчатой цепью-коронкой с повышенной износостойкостью. 7. The self-propelled wind power station according to claim 6, characterized in that the trammed shoes have elastic track-shoes with a cross section in the shape of a trapezoid, equipped with a chain-link chain with increased wear resistance.
RU2005105454/06A 2005-02-28 2005-02-28 Mobile wind-electric station - flying sand dune RU2353800C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005105454/06A RU2353800C2 (en) 2005-02-28 2005-02-28 Mobile wind-electric station - flying sand dune

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005105454/06A RU2353800C2 (en) 2005-02-28 2005-02-28 Mobile wind-electric station - flying sand dune

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005105454A RU2005105454A (en) 2006-08-10
RU2353800C2 true RU2353800C2 (en) 2009-04-27

Family

ID=37059192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005105454/06A RU2353800C2 (en) 2005-02-28 2005-02-28 Mobile wind-electric station - flying sand dune

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2353800C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005105454A (en) 2006-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2006334696B2 (en) Device and system for producing regenerative and renewable energy from wind
US4052134A (en) Vertical axis wind turbine motor
US20100233919A1 (en) Check valve turbine
US20030201645A1 (en) Eolic marine electrical generator GEEM
EP3399184A1 (en) Non-positive-displacement fluid machine
US20060151664A1 (en) Power transmission device
US8274169B2 (en) Wind powered generator for a vehicle
CN1730934A (en) Vane speed regulator for electricity generation by wind power and ocean current
CA2624639C (en) Wind sail receptor
WO2010066156A1 (en) Rotary vane variable-diameter device
US20100167602A1 (en) Energy system and boat
KR101354181B1 (en) Blade device and wind/hydraulic power generation apparatus used the same
RU2353800C2 (en) Mobile wind-electric station - flying sand dune
CN105020099A (en) Self-adaptive wind energy generation set
CA2419222A1 (en) Vertical-axis wind turbine
EA014153B1 (en) Wind-driven sail-assisted powerplant (variants) and a wind system
US4878807A (en) Relating to energy conversion apparatus
RU71707U1 (en) ROTARY WIND ENGINE
SU1017814A1 (en) Merry-go-round wind driven wheel
KR200211997Y1 (en) Boat for reports
RU49584U1 (en) ROTARY WIND ENGINE
CN1939806A (en) Wind-driven ship
CN113785121A (en) Vertical axis wind turbine with guided vehicle groups
CN113978682A (en) Hydrodynamic cableway ship
GB2286570A (en) Wind powered craft

Legal Events

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

Effective date: 20130301