RU2432493C2 - Wind motor of carousel type - Google Patents

Wind motor of carousel type Download PDF

Info

Publication number
RU2432493C2
RU2432493C2 RU2009103375/06A RU2009103375A RU2432493C2 RU 2432493 C2 RU2432493 C2 RU 2432493C2 RU 2009103375/06 A RU2009103375/06 A RU 2009103375/06A RU 2009103375 A RU2009103375 A RU 2009103375A RU 2432493 C2 RU2432493 C2 RU 2432493C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wind
wind wheel
blades
housing
confuser
Prior art date
Application number
RU2009103375/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009103375A (en
Inventor
Евгений Николаевич Головёнкин (RU)
Евгений Николаевич Головёнкин
Игорь Вениаминович Холодков (RU)
Игорь Вениаминович Холодков
Владимир Иванович Халиманович (RU)
Владимир Иванович Халиманович
Геннадий Давыдович Кесельман (RU)
Геннадий Давыдович Кесельман
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева"
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 Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева" filed Critical Открытое акционерное общество "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева"
Priority to RU2009103375/06A priority Critical patent/RU2432493C2/en
Publication of RU2009103375A publication Critical patent/RU2009103375A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2432493C2 publication Critical patent/RU2432493C2/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
    • 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
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
    • 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
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: wind motor includes wind wheel with vertical rotation axis and housing with wind wheel located inside. Housing is equipped with confuser and guide vane with louvers installed inside it and ring supports that carry blade ends and their middle parts.
EFFECT: this structure allows manufacturing and use of wind motors with wind wheel diameter and height considerably exceeding the known with corresponding increase of their power.
2 dwg

Description

Ветродвигатели карусельного типа используются для преобразования энергии ветра в механическую, которая, в свою очередь, может быть преобразована в другие виды энергии (электрическую, тепловую и т.д.).Carousel-type wind turbines are used to convert wind energy into mechanical energy, which, in turn, can be converted into other types of energy (electric, thermal, etc.).

Известны ветродвигатели карусельного типа, у которых ось вращения ветроколеса расположена вертикально, а на роторе установлены лопасти [См. Я.И.Шефтер. Использование энергии ветра. «Энергия», Москва, 1975 г. Стр.59-128].Carousel-type wind motors are known in which the axis of rotation of the wind wheel is located vertically and the blades are mounted on the rotor [See J.I. Shefter. Using wind power. "Energy", Moscow, 1975, pp. 59-128].

Ветроколесо помещено в корпус, который обеспечивает попадание ветра на лопасти одной половины ветроколеса (по диаметру), в результате чего возникает вращающий момент, в то время как лопасти другой половины остаются закрытыми от ветра, а следовательно, не испытывают его давления и вращающего момента не создают. Результирующий момент заставляет колесо вращаться в ту или другую сторону в зависимости от того, как относительно направления ветра ориентированы лопасти.The wind wheel is placed in the casing, which ensures that the wind gets on the blades of one half of the wind wheel (in diameter), resulting in a torque, while the blades of the other half remain closed from the wind, and therefore do not experience its pressure and torque . The resulting moment makes the wheel rotate in one direction or another, depending on how the blades are oriented relative to the direction of the wind.

Недостатками известных ветродвигателей карусельного типа являются следующие:The disadvantages of the known carousel type wind turbines are as follows:

- консольное положение лопастей ветроколеса, которое при относительно большой мощности ветродвигателя (примерно 5 кВт и более) вызывает необходимость изготавливать их многократно более прочными, способными противостоять шквальным и ураганным ветрам, а следовательно, и многократно более тяжелыми, чем это требуется для их работы в расчетном режиме;- the cantilever position of the blades of the wind wheel, which, with a relatively large power of the wind turbine (about 5 kW or more), necessitates making them many times stronger, able to withstand heavy and hurricane winds, and therefore many times heavier than what is required for their work in the design mode;

- возможность использования только половины энергии ветрового потока в проекции на ветроколесо, поскольку половина колеса вынужденно закрыта корпусом (в противном случае оно совсем не будет вращаться или его мощность весьма существенно упадет);- the possibility of using only half the energy of the wind flow in the projection on the wind wheel, since half of the wheel is forced to be closed by the body (otherwise it will not rotate at all or its power will drop significantly);

- сравнительно ограниченный диапазон скоростей ветра, при которых может работать ветродвигатель: преимущественно не менее 3 м/с и не более 40 м/с. При скорости ветра 3 м/с и менее ветроколесо просто не может начать вращаться, а при скорости ветра большей максимально допустимой оно автоматически или с помощью приводимого в действие вручную механизма останавливается во избежание поломки;- a relatively limited range of wind speeds at which the wind turbine can operate: mainly not less than 3 m / s and not more than 40 m / s. At a wind speed of 3 m / s or less, the wind wheel simply cannot start to rotate, and at a wind speed greater than the maximum allowable, it stops automatically or with the help of a manually operated mechanism to avoid breakage;

- невозможность или нецелесообразность постройки ветродвигателя большой единичной мощности (например, 200 кВт и более с ветроколесом диаметром 20 м и более);- the impossibility or inappropriateness of building a wind turbine of large unit power (for example, 200 kW or more with a wind wheel with a diameter of 20 m or more);

- необходимость применения сложной системы регулирования скорости вращения ветроколеса, углов поворота лопастей и т.д.- the need to use a complex system for controlling the speed of rotation of the wind wheel, rotation angles of the blades, etc.

Задачей настоящего изобретения является устранение отмеченных выше недостатков полностью или в значительной мере. Решение этой задачи достигается тем, что:The present invention is to eliminate the above disadvantages completely or to a large extent. The solution to this problem is achieved by the fact that:

- введены кольцевая опора на концах лопастей и, при необходимости, промежуточные кольцевые опоры между точками закрепления лопастей к ротору и их концами;- introduced ring support at the ends of the blades and, if necessary, intermediate annular supports between the points of attachment of the blades to the rotor and their ends;

- лопасти ветроколеса устанавливаются жестко в наиболее эффективные положения уже в процессе изготовления;- the blades of the wind wheel are installed rigidly in the most effective positions already in the manufacturing process;

- к корпусу ветродвигателя присоединены конфузор и направляющий аппарат;- a confuser and a guide apparatus are attached to the wind turbine case;

- введены жалюзи, установленные в направляющем аппарате.- introduced blinds installed in the guide apparatus.

Суть предлагаемого устройства поясняется чертежами, где на Фиг.1 изображен общий вид ветродвигателя и на Фиг.2 - вид сверху.The essence of the proposed device is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of a wind turbine and figure 2 is a top view.

Фиг.1: 1 - ротор; 2 - лопасти, закрепленные на роторе; 3 - корпус; 4 - жалюзи; 5 - направляющий аппарат; 6 - конфузор; 7 - опорные колеса; 8 - дорожка катания опорных колес; 9 - промежуточные кольцевые опоры лопастей (изображена одна); 10 - кольцевая опора на концах лопастей.Figure 1: 1 - rotor; 2 - blades mounted on the rotor; 3 - case; 4 - blinds; 5 - guiding apparatus; 6 - confuser; 7 - supporting wheels; 8 - skating track of the support wheels; 9 - intermediate annular supports of the blades (one is shown); 10 - ring support at the ends of the blades.

Фиг.2 - Здесь повторены поз.5, 9 и 10. Другие позиции, обозначенные на Фиг.1, на Фиг.2 не обозначены ввиду их хорошо просматриваемого соответствия.Figure 2 - Here 5, 9 and 10 are repeated. Other positions indicated in Figure 1 are not indicated in Figure 2 due to their clearly visible correspondence.

Стрелками на Фиг.1 и Фиг.2 обозначены:The arrows in figure 1 and figure 2 denote:

А - направление ветра; Б - направление вращения ротора; В - направление выхода воздушного потока из ветродвигателя.A - wind direction; B - the direction of rotation of the rotor; In - the direction of exit of the air flow from the wind turbine.

Работа ветродвигателяWind turbine operation

Поток ветра, имеющий направление стрелки А, набегает на конфузор 6, из него попадает в направляющий аппарат 5 с установленными в нем жалюзи 4 и затем на лопасти 2, закрепленные на роторе 1. При этом ветер оказывает давление на лопасти, что вызывает вращающий момент, который приложен к ротору 2 и заставляет его вращаться вокруг своей продольной оси по направлению стрелки Б. К торцевым концам ротора присоединяются потребители энергии его вращения (электрогенераторы, насосы и т.д., здесь не показанные). Воздушный поток, пройдя внутри ветродвигателя расстояние, равное примерно половине окружности, на которой расположены лопасти, выходит по направлению стрелки В в атмосферу.The wind flow, having the direction of arrow A, runs onto the confuser 6, from there it enters the guide apparatus 5 with the blinds 4 installed in it and then onto the blades 2 mounted on the rotor 1. At the same time, the wind exerts pressure on the blades, which causes a torque, which is attached to the rotor 2 and makes it rotate around its longitudinal axis in the direction of arrow B. The consumers of its rotation energy (electric generators, pumps, etc., not shown here) are connected to the end ends of the rotor. The air flow, having passed a distance inside the wind turbine equal to about half the circle on which the blades are located, leaves in the direction of arrow B into the atmosphere.

Применение конфузора позволяет увеличить площадь улавливания ветра в 2-2,5 раза, соответственно чему увеличивается мощность ветродвигателя.The use of a confuser allows to increase the area of wind capture by 2-2.5 times, respectively, which increases the power of the wind turbine.

Большее, чем в 2-2,5 раза, превышение площади улавливания ветра над площадью направляющего аппарата нецелесообразно, поскольку в этом случае не весь поток ветра, набегающий на конфузор, будет успевать протекать по направляющему аппарату, а часть его будет обтекать конфузор снаружи. Понятно, что при этом его энергия не будет использоваться.A greater than 2-2.5 times increase in the area of wind capture over the area of the guide vane is impractical, since in this case not all the wind flow incident on the confuser will have time to flow along the guide vane, and part of it will flow around the confuser from the outside. It is clear that in this case his energy will not be used.

Реализация перечисленных отличий на предлагаемом изобретением ветродвигателе позволит получить следующий положительный эффект:Implementation of the above differences on the inventive wind turbine will allow you to get the following positive effect:

- замена консольного положения лопастей ветроколеса на многоопорное подвижное опирание позволяет в десятки раз увеличить размеры ветроколеса;- replacing the cantilever position of the blades of the wind wheel with a multi-support movable bearing allows tens of times to increase the size of the wind wheel;

- как следствие, становится возможным повышение единичной мощности ветродвигателя, например, до 1000 кВт при диаметре ветроколеса до 130 и высоте до 65 м и соответствующем расположении кольцевых опор;- as a result, it becomes possible to increase the unit power of the wind turbine, for example, up to 1000 kW with a wind wheel diameter of up to 130 and a height of 65 m and the corresponding location of the ring supports;

- устранена необходимость регулировки положения лопастей ветроколеса в процессе эксплуатации, а регулировка скорости и расхода воздушного потока при работе ветродвигателя производится с помощью жалюзи, что много проще и надежнее;- eliminated the need to adjust the position of the blades of the wind wheel during operation, and the speed and flow rate of the air flow during the operation of the wind turbine is made using blinds, which is much simpler and more reliable;

- расширен диапазон скоростей ветра, при которых ветродвигатель может работать, благодаря конфузору, который «ловит» ветер со значительно большей площади, чем известные ветродвигатели, что позволяет использовать скорости ветра менее 3 м/с, например до 0,5 м/с, а благодаря жалюзи скорость воздушного потока внутри ветродвигателя при чрезмерно большой скорости ветра может быть уменьшена до приемлемой величины, так что ветродвигатель может работать при любых скоростях ветра, в том числе и ураганных.- expanded the range of wind speeds at which the wind turbine can work, thanks to the confuser, which "catches" the wind from a much larger area than the known wind turbines, which allows the use of wind speeds of less than 3 m / s, for example up to 0.5 m / s, and thanks to the blinds, the air flow inside the wind turbine at an excessively high wind speed can be reduced to an acceptable value, so that the wind turbine can operate at any wind speed, including hurricane winds.

Промышленное использование предлагаемого изобретения будет заключаться в снабжении в основном электрической энергией малых и средних потребителей, а также в работе дополнительным источником в системе региональных электросетей. Не исключается также возможность непосредственного подключения к ветродвигателю каких-либо механизмов и устройств (насосов, вентиляторов и т.п.).Industrial use of the invention will consist in supplying mainly electric energy to small and medium-sized consumers, as well as in working as an additional source in the regional electric grid system. It is also possible that any mechanisms and devices (pumps, fans, etc.) can be directly connected to the wind turbine.

Claims (1)

Ветродвигатель карусельного типа, имеющий ветроколесо с вертикальной осью вращения и корпус, в котором размещено ветроколесо, отличающийся тем, что корпус снабжен конфузором и направляющим аппаратом с установленными в нем жалюзи, а также кольцевыми опорами, на которые опираются концы лопастей и их средние участки. A carousel-type wind turbine having a wind wheel with a vertical axis of rotation and a housing in which the wind wheel is located, characterized in that the housing is equipped with a confuser and a guide apparatus with louvers installed therein, as well as ring supports on which the ends of the blades and their middle sections rest.
RU2009103375/06A 2009-02-02 2009-02-02 Wind motor of carousel type RU2432493C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009103375/06A RU2432493C2 (en) 2009-02-02 2009-02-02 Wind motor of carousel type

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009103375/06A RU2432493C2 (en) 2009-02-02 2009-02-02 Wind motor of carousel type

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009103375A RU2009103375A (en) 2010-08-10
RU2432493C2 true RU2432493C2 (en) 2011-10-27

Family

ID=42698659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009103375/06A RU2432493C2 (en) 2009-02-02 2009-02-02 Wind motor of carousel type

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2432493C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009103375A (en) 2010-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4012163A (en) Wind driven power generator
US7679209B2 (en) Wind powered electricity generating system
US8134246B1 (en) Fluid driven generator
RU2011152242A (en) WIND POWER HYBRID ROTOR
WO2006123951A1 (en) A wind turbine
CN110374812B (en) Safe and reliable wind driven generator for power transmission system
JP2013534592A (en) Vertical axis windmill
RU2392490C1 (en) Carousel-type wind-electric set (wes) with cyclic symmetric blades smoothly rotating in opposite phase to rotor
KR101817229B1 (en) Apparatus for generating by wind power
JP2016500417A (en) Hydroelectric power plants for utilizing the energy of guided or unrestricted water streams
KR101597466B1 (en) Wind and hydro hybrid power plant
RU132141U1 (en) WIND POWER PLANT
RU2432493C2 (en) Wind motor of carousel type
CN210290004U (en) Wind turbine, compressor and generator
RU2383775C1 (en) Rotor-type windmill
DK201000789A (en) Windmill driven energy converting device
RU2688095C1 (en) Adjustable windmill unit with vertical axis of rotation
RU162228U1 (en) WIND POWER PLANT
TW201602453A (en) Wind power generation facility
RU105687U1 (en) WIND POWER UNIT
RU2425249C1 (en) Rotary wind-driven electric power station
RU2661567C2 (en) Wind power plant and method of electricity producing
EA202000095A1 (en) WIND POWER PLANT
CA2808605C (en) Fluid driven generator
RU2012137235A (en) DEVICE FOR ELECTRIC POWER GENERATION FROM WIND ENERGY

Legal Events

Date Code Title Description
FZ9A Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal)

Effective date: 20110224

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160203