RU2365781C1 - Self-controlled wind-powered generator - Google Patents
Self-controlled wind-powered generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2365781C1 RU2365781C1 RU2008101335/06A RU2008101335A RU2365781C1 RU 2365781 C1 RU2365781 C1 RU 2365781C1 RU 2008101335/06 A RU2008101335/06 A RU 2008101335/06A RU 2008101335 A RU2008101335 A RU 2008101335A RU 2365781 C1 RU2365781 C1 RU 2365781C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind
- blades
- shaft
- generator
- self
- 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
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Заявляемая конструкция относится к технике, в частности к выработке электрической энергии с использованием ветровых потоков в естественных условиях.The inventive design relates to technology, in particular to the generation of electrical energy using wind flows in natural conditions.
«Ветер является наиболее старым из всех имеющихся источников энергии, используемых человеком» - пишет Свен Уделл в своей книге «Солнечная энергия и другие альтернативные источники энергии» // Изд.: «Знание». - М.: 1980, С.72. С XIII в. сохранилось описание из «Фреме Ориентен» ветряной мельницы. В Греции небольшие ветряные мельницы были обычным явлением, а на Родосе они встречаются и по сей день. В Англии в Гройланде с 806 г. до сих пор находится старейшая мельница. В Швеции для перемолки зерна мельницы использовались и ранее.“Wind is the oldest of all available sources of energy used by man,” writes Sven Udell in his book “Solar Energy and Other Alternative Energy Sources” // Publishing House: “Knowledge”. - M .: 1980, S. 72. From the 13th century the description from the Freme Orienten windmill has been preserved. In Greece, small windmills were a common occurrence, and in Rhodes they are found to this day. Since 806, the oldest mill in England has been located in Groyland. In Sweden, mills have been used previously to grind grain.
В Европе передовой стала Дания. Еще в 1890 г. начали проводить первые опыты, а в 1895 г. была пущена ветровая электростанция. К 1918 г. действовало уже 120 ветровых станций мощностью 10-20 кВт.Denmark has become the foremost in Europe. As early as 1890, the first experiments began, and in 1895 a wind farm was launched. By 1918, there were already 120 wind farms with a capacity of 10-20 kW.
В США с 1880 по 1930 годы было создано 6 млн ветровых станций для использования их на отдельных фермах. Многие из этих станций действуют до сих пор. В 1941 г. была построена электростанция на ферме около Рутлонда, представляющая собой башню высотой 33 м. Диаметр пропеллера мельницы составляет 53 м, его масса - 160 т, скорость вращения - 29 оборотов в минуту, мощность - 150 кВт. Станция действовала 3 года, но затем в 1945 г. сломался пропеллер - его части разлетелись от неожиданного ураганного ветра. И в настоящее время из-за ураганных ветров ломаются пропеллеры, установленные на больших высотах, что является большим недостатком и усложняет ремонтные работы на высоте.In the United States, from 1880 to 1930, 6 million wind farms were created for use on individual farms. Many of these stations are still operational. In 1941, a power station was built on a farm near Rutlond, which is a tower 33 meters high. The diameter of the mill's propeller is 53 meters, its mass is 160 tons, its rotation speed is 29 revolutions per minute, and its power is 150 kW. The station operated for 3 years, but then in 1945 the propeller broke down - its parts scattered from an unexpected hurricane wind. And now, due to hurricane winds, propellers installed at high altitudes are breaking, which is a big drawback and complicates repair work at heights.
«Из-за наличия в отдельные моменты безветрия используется аккумулированная, накопленная электроэнергия» - пишет В.М.Усаковский в своей книге «Возобновляющиеся источники энергии» // Изд.: «Россельхозиздат». - М.: 1986, С.66. К ним относятся ветроэлектрические агрегаты мощностью 0,25 кВт для освещения, подъема воды в полевых условиях. Большая часть подобных установок описывается в книге Д.Ж.Твайделл, А.Уэйр «Возобновляемые источники энергии» // Изд. «Энергоатом». - М.: 1990, С.195-239. Ветроэнергетические установки мощностью от нескольких киловатт до мегаватт производятся в странах Европы, США и других странах мира. Большая часть этих установок используется для производства электроэнергии, как в сетевой энергетике, так и в автономном режиме. Обычная скорость ветрового потока равна примерно 12 м/с, снимаемая с 1 м2 ометаемой площади мощность порядка 300 Вт при телесном угле 0,35-0,45 ср. Ось вращения устройства параллельна воздушному потоку. При этом диаметр пропеллера достигает от нескольких до десятка метров с установкой на высоких опорах.“Because of the presence of calm at certain times, accumulated, stored electricity is used,” writes V.M.Usakovsky in his book “Renewable Energy Sources” // Publishing House: Rosselkhozizdat. - M .: 1986, p. 66. These include wind power units with a capacity of 0.25 kW for lighting, lifting water in the field. Most of these installations are described in the book by D.Z. Twidell, A.Ware, “Renewable Energy Sources” // Ed. Energoatom. - M .: 1990, S.195-239. Wind power plants from several kilowatts to megawatts are produced in Europe, the USA and other countries of the world. Most of these plants are used to produce electricity, both in grid power and in stand-alone mode. The usual speed of the wind flow is approximately 12 m / s, the power taken from 1 m 2 of the swept area is about 300 W with a solid angle of 0.35-0.45 sr. The axis of rotation of the device is parallel to the air flow. In this case, the diameter of the propeller reaches from several to ten meters with installation on high supports.
Наиболее близкой конструкцией, принятой за прототип, является ветрогенератор типа «АВЭС-0,1», который не имеет в своем составе башни, его ветроколесо (пропеллер) насажено непосредственно на вал электрогенератора, а установка ветроколеса по направлению ветра обеспечивается за счет аэродинамического руля (хвоста). Энергия накапливается в аккумуляторной батарее.The closest design adopted for the prototype is a wind generator of type "AVES-0,1", which does not have a tower, its wind wheel (propeller) is mounted directly on the shaft of the electric generator, and the installation of the wind wheel in the direction of the wind is provided by an aerodynamic rudder ( tail). Energy is stored in the battery.
Недостатком перечисленных конструкций является то, что нет достаточно надежного самоуправления при различных штормовых ветровых потоках, особенно больших на достаточно большой высоте. Из-за чего происходят частые поломки пропеллеров и значительная трудность в случаях их ремонта с установкой на место. Кроме того, лопатки по ометаемости ветровой силы различаются тем, что лопатки по своей длине и в верхней части по ширине почти одинаковы, что делает лопатки реактивными по их ометаемой ветром поверхности, но работающие только при определенных ветровых потоках. С этой целью используют лопатки особого вида кривизны и формы с турбулентностью через носовую часть определенной силы.The disadvantage of these designs is that there is not enough reliable self-management with various storm wind currents, especially large ones at a sufficiently high altitude. Because of this, frequent breakdowns of the propellers occur and considerable difficulty in cases of their repair with installation in place. In addition, the blades in terms of wind speed are distinguished by the fact that the blades are almost identical in length and in the upper part in width, which makes the blades reactive along their surface swept by the wind, but only work with certain wind flows. For this purpose, blades of a special type of curvature and shape with turbulence through the nose of a certain force are used.
Целью изобретения является пополнение энергоресурсов России, развитие энергетики страны с установкой «Ветрогенераторов самоуправляемых» (далее - ВГС) на плоских крышах строений с закреплением их оснований с несущими элементами крыши, потолков, стен на прочной основе. Установка ВГС может производиться на крышах только что строящихся сооружений, таких как различные склады, скотопомещения, отдаленные различные объекты, где нет до сих пор электричества или газа, и в других случаях, особенно для села. С этой целью у ВГС, включающего вал, генератор, установленный на вращающейся опоре с обмотками на валу, и хвост, новым является то, что перед генератором на валу установлена коническая насадка с лопатками, лопатки установлены на кронштейнах с возможностью их поворота до установки поверхности лопаток параллельно оси вала, кронштейны имеют пружины, один конец которых соединен с кронштейном, а второй с основанием лопатки, причем пружины подобраны таким образом, что обеспечивают при штормовом ветре поворот лопаток до положения, при котором их поверхности параллельны оси вала. Материалы - пластик и металл.The aim of the invention is the replenishment of energy resources in Russia, the development of the country's energy sector with the installation of "self-managed wind generators" (hereinafter - GHS) on the flat roofs of buildings with fixing their bases with load-bearing elements of the roof, ceilings, walls on a solid basis. HCV installation can be carried out on the roofs of newly constructed structures, such as various warehouses, cattle rooms, various distant objects where there is still no electricity or gas, and in other cases, especially for the village. For this purpose, in a HCV, including a shaft, a generator mounted on a rotating support with windings on the shaft, and a tail, the new thing is that a conical nozzle with blades is installed on the shaft in front of the generator, the blades are mounted on brackets with the possibility of their rotation before installing the surface of the blades parallel to the axis of the shaft, the brackets have springs, one end of which is connected to the bracket, and the other to the base of the blade, the springs being selected in such a way that they provide rotation of the blades in a storm when they are in a position where surfaces parallel to the axis of the shaft. Materials - plastic and metal.
Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:The invention is illustrated by the following graphic materials:
- фиг.1 - общий вид ветрогенератора при штормовом ветре;- figure 1 is a General view of a wind generator in a gale;
- фиг.2 - вид на лопатки с торца устройства при штормовом ветре, пружины сжимаются до угла 90 градусов;- figure 2 is a view of the blades from the end of the device in a gale, the springs are compressed to an angle of 90 degrees;
- фиг.3 - вид на лопатки с торца устройства при нормальных ветровых потоках 12-15 м/сек, но в зависимости от местных условий эта норма может быть увеличена;- figure 3 is a view of the blades from the end of the device with normal wind flows of 12-15 m / s, but depending on local conditions, this rate may be increased;
- фиг.4 - вид на специальную часть лопатки на кронштейне;- figure 4 is a view of a special part of the blade on the bracket;
- фиг.5 - вид на рабочую пружину;- figure 5 is a view of the working spring;
- фиг.6 - положение основания лопатки при рабочем ветре;- 6 - position of the base of the scapula with a working wind;
- фиг.7 - положение основания лопатки при штормовых ветровых потоках;- Fig.7 - the position of the base of the scapula with storm wind currents;
- фиг.8 - вид на основные части лопатки и ее соединение с ними.- Fig. 8 is a view of the main parts of the blade and its connection with them.
- фиг.9 - общий вид ветрогенератора при двух насадках лопаток при штормовом ветре.- Fig.9 is a General view of a wind generator with two nozzles of blades in a gale.
Цифрами на чертежах обозначены:The numbers in the drawings indicate:
1 - основание опоры1 - base of the support
2 - поворотный круг2 - turntable
3 - вращающаяся опора3 - rotating support
4 - вал на опоре4 - shaft on a support
5 - ветрогенератор на пристройке опоры5 - wind generator at the extension of the support
6 - Насадки6 - Nozzles
7 - реактивные ветровые лопатки7 - reactive wind blades
8 - место крепления кронштейнов8 - mounting bracket
9 - место крепления пружин9 - a place of fastening of springs
10 - электропроводка от ветрогенератора (электрогенератора) в электросеть10 - electrical wiring from the wind generator (electric generator) to the power grid
11 - аэродинамический руль (хвост)11 - aerodynamic steering wheel (tail)
12 - вектор направления ветровых потоков12 - wind direction vector
13 - кронштейн13 - bracket
14 - основание лопатки14 - the base of the scapula
15 - пружина15 - spring
16 - место изгиба пружины16 - a place of a bend of a spring
17 - ниша кронштейна.17 - niche bracket.
Итак, ветрогенератор самоуправляемый, включающий вал 4, генератор 5, установленный на вращающейся опоре 2 с обмотками на валу, и хвост 11, перед генератором 5 на валу 4 установлена коническая насадка 6 с лопатками 7, лопатки 7 установлены на кронштейнах 13 с возможностью их поворота за счет изгиба пружины 15 по месту 16 до установки поверхности лопаток параллельно оси вала 4, кронштейны 13 имеют пружины 15, один конец которых 16(1) соединен с кронштейном 13 посредством ниши 17, а второй - 15(1) с основанием 14 лопатки, причем пружины 15 подобраны таким образом, что обеспечивают при штормовом ветре поворот лопаток 7 до положения, при котором их поверхности параллельны оси вала 4.So, the wind generator is self-controlled, including a
Коническая часть насадки 6 создает турбулентность, усиливая давление возникающими вихревыми потоками ветра на ометаемую поверхность реактивных лопаток 7. Подобное должно проходить и при двух насадках лопаток 7, но с единым валом 4 на подшипниках (не показаны) в торцах насадок 6.The conical part of the
Устройство работает следующим образом. Как показано на фиг.1, набегающий рабочий ветровой поток 12 заставляет с помощью лопаток 7 вращаться вал 4, который является общим для электрогенератора 5 и конусной насадки 6. Вырабатываемая при этом электроэнергия поступает по проводам 10. Ветрогенераторы самоуправляемые могут быть разными. Например, чтоб в аккумуляторах получалась аккумулированная электроэнергия, достаточная для работы тракторов и комбайнов. При этом трактора и комбайны должны быть переведены с дизельных моторов на электромоторы, но, следовательно, нужно подключить в работу достаточно большие ветрогенераторы, увеличить размеры насадок, лопаток на насадках, и тем самым увеличивать и количество ветрогенераторов в том или ином пункте их применения. Наименьшей же мощности ветрогенератор самоуправляемый может быть пущен в работу для освещения, например, скотопомещения, склада, отдаленных построек с плоскими крышами, где нет электричества. При обычной скорости ветра 10-12 м/с, снимаемой с 1 м2 ометаемой площади порядка 250-300 Вт при значении угла 0,30-0,45 ср, энергия накапливается в аккумуляторной батарее, откуда она используется для перечисленных выше объектов. Наличие особых пружин 15, способных ставить в рабочее положение при нормальных ветрах и останавливать работу лопаток 7 при штормовых ветрах, а затем вновь ставить лопатки 7 в рабочее положение при прекращении штормов, делает устройство самоуправляемым, а форма лопаток 7, т.е. длина и ширина, усиливает давление на лопатки возникающими вихревыми потоками на сметаемую поверхность реактивных (усиливаемых дополнительно ветром) лопаток.The device operates as follows. As shown in FIG. 1, an incident working
Ветрогенератор самоуправляемый может быть включен в принятые меры правительством России по дальнейшему развитию энергетики, особенно для сельского хозяйства, в частности с повышенным получением аккумулируемой электрической энергии при самоуправлении работой. Иными словами, особая форма и размеры лопаток по длине и ширине с конусной частью насадки создают турбулентность, усиливая давление возникающими вихревыми потоками ветра на ометаемую поверхность лопаток с получением дополнительной повышенной аккумулируемой электрической энергии при самоуправляемости работы устройства. Технический результат - получение повышенной аккумулированной электрической энергии и самоуправляемость в работе устройства.A self-managed wind generator can be included in the measures taken by the Russian government to further develop energy, especially for agriculture, in particular with increased production of accumulated electric energy during self-management of work. In other words, the special shape and dimensions of the blades along the length and width with the conical part of the nozzle create turbulence, increasing the pressure arising by the vortex wind flows on the swept surface of the blades with the receipt of additional increased accumulated electric energy with self-control of the device. EFFECT: obtaining increased accumulated electric energy and self-control in the operation of the device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008101335/06A RU2365781C1 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Self-controlled wind-powered generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008101335/06A RU2365781C1 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Self-controlled wind-powered generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2365781C1 true RU2365781C1 (en) | 2009-08-27 |
Family
ID=41149897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008101335/06A RU2365781C1 (en) | 2008-01-09 | 2008-01-09 | Self-controlled wind-powered generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2365781C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012074432A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-06-07 | Glyuzdin Bogdan Nikolaevich | Wind generator |
RU2576091C1 (en) * | 2014-08-12 | 2016-02-27 | Михаил Сергеевич Беллавин | Wind engine |
-
2008
- 2008-01-09 RU RU2008101335/06A patent/RU2365781C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012074432A1 (en) * | 2010-11-30 | 2012-06-07 | Glyuzdin Bogdan Nikolaevich | Wind generator |
RU2576091C1 (en) * | 2014-08-12 | 2016-02-27 | Михаил Сергеевич Беллавин | Wind engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ragheb | Vertical axis wind turbines | |
US8894348B2 (en) | Wind turbine | |
EP2893186B1 (en) | Vertical axis wind turbine | |
Kumara et al. | Overview of the vertical axis wind turbines | |
US20100135768A1 (en) | Column structure with protected turbine | |
US20120282092A1 (en) | Method and devices for compact forced velocity turbines | |
KR20110010241A (en) | Wind power generator has eccentric an axis multi cycloid system | |
Chong et al. | Cross-axis-wind-turbine: a complementary design to push the limit of wind turbine technology | |
CN101368544A (en) | Combination type coaxial vertical axis aerogenerator | |
US8604635B2 (en) | Vertical axis wind turbine for energy storage | |
US20180017036A1 (en) | Vortex Wind Power Conversion System | |
KR20100015047A (en) | Rainwater power generator | |
RU2365781C1 (en) | Self-controlled wind-powered generator | |
US20130119662A1 (en) | Wind turbine control | |
WO2019083411A1 (en) | Wind power installation | |
CN201507397U (en) | Sail-type vertical-shaft wind power generation system | |
US7888810B2 (en) | Wind turbine generator system | |
CN201103511Y (en) | Variable oar wind wheel | |
Mazumder et al. | Prospects of wind energy in Chittagong | |
WO2020127206A1 (en) | Windturbine dehumidifier system comprising secondary wind power source | |
WO2015155782A1 (en) | Vertical axis windmill | |
US11421649B2 (en) | Horizontal and vertical axis wind generator | |
KR20150096553A (en) | Downwind Windpower Generating Apparatus having Swept Blade Tip | |
US9217421B1 (en) | Modified drag based wind turbine design with sails | |
RU2766497C1 (en) | Wind farm |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130110 |