RU2539250C2 - Device for generation of electrical energy from wind energy - Google Patents

Device for generation of electrical energy from wind energy Download PDF

Info

Publication number
RU2539250C2
RU2539250C2 RU2012137235/06A RU2012137235A RU2539250C2 RU 2539250 C2 RU2539250 C2 RU 2539250C2 RU 2012137235/06 A RU2012137235/06 A RU 2012137235/06A RU 2012137235 A RU2012137235 A RU 2012137235A RU 2539250 C2 RU2539250 C2 RU 2539250C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wind
vertical shaft
rotation
blades
unit
Prior art date
Application number
RU2012137235/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012137235A (en
Inventor
Чунь-Нэн ЧУН
Original Assignee
Фунг Гин Да Энерджи Сайенс Энд Текнолоджи Ко., Лтд.
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 Фунг Гин Да Энерджи Сайенс Энд Текнолоджи Ко., Лтд. filed Critical Фунг Гин Да Энерджи Сайенс Энд Текнолоджи Ко., Лтд.
Publication of RU2012137235A publication Critical patent/RU2012137235A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2539250C2 publication Critical patent/RU2539250C2/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: power industry.
SUBSTANCE: invention relates to a device for generation of electrical energy from wind energy, which includes bladed unit (5), wind collection unit (6) and control unit (8). Bladed unit (5) includes vertical shaft (51) installed so that it can be rotated on base (4), and multiple blades (521) rigidly fixed around shaft (51) and brought into rotation with wind. Generator (9) is connected to shaft (51) and intended to convert kinetic rotation energy to electrical energy. Wind collection unit (6) includes vertical plates (61) installed so that they can be rotated on the base and located around blades (521). Control unit (8) measures rotation speed of shaft (51) and according to this rotation speed it moves at least some part of each vertical plate (61) between the first and the second positions, in which amount of wind flowing to blades (521) increases and decreases respectively.
EFFECT: development of a device for generation of electrical energy from wind energy.
5 cl, 13 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к устройству для преобразования энергии, а более конкретно к устройству, способному преобразовывать энергию ветра в электроэнергию.The invention relates to a device for converting energy, and more particularly to a device capable of converting wind energy into electricity.

Уровень техникиState of the art

В результате повышения требований экологической безопасности вопрос экономии потребления электроэнергии приобрел особую важность. Как показано на фиг.1, традиционное устройство 1, предназначенное для генерации электроэнергии из энергии ветра, содержит вертикальную опорную мачту 11, ветроколесо 12 и генератор 13. Ветроколесо 12 установлено на одном конце вертикальной опорной мачты 11 и содержит множество лопастей 121, приводимых во вращение ветром. Ветроколесо 12 преобразует энергию ветра в кинетическую энергию вращения. Генератор 13 соединен с ветроколесом 12 и предназначен для преобразования кинетической энергии вращения в электроэнергию.As a result of increased environmental safety requirements, the issue of saving energy consumption has become particularly important. As shown in FIG. 1, a conventional device 1 for generating electricity from wind energy comprises a vertical support mast 11, a wind wheel 12 and a generator 13. A wind wheel 12 is mounted at one end of the vertical support mast 11 and comprises a plurality of rotary blades 121 by the wind. Wind wheel 12 converts wind energy into kinetic energy of rotation. The generator 13 is connected to the wind wheel 12 and is designed to convert the kinetic energy of rotation into electricity.

Однако такое устройство 1 имеет большие габариты и занимает относительно большую площадь. Как правило, оно устанавливается в месте, удаленном от города, и соответственно потери энергии в процессе ее передачи и стоимость сооружения традиционного устройства 1 возрастают. Кроме того, поскольку энергия ветра имеет непостоянный характер, трудно приводить лопасти 121 во вращение стабильно, в результате чего производительность генерации электроэнергии традиционным устройством является нестабильной.However, such a device 1 is large and occupies a relatively large area. As a rule, it is installed in a place remote from the city, and accordingly the energy loss during transmission and the cost of building a traditional device 1 increase. In addition, since the wind energy is variable, it is difficult to drive the blades 121 in rotation stably, as a result of which the power generation capacity of the conventional device is unstable.

В документе TW M338278 описано еще одно традиционное устройство 2, показанное на фиг.2 и предназначенное для генерации электроэнергии из энергии ветра. Устройство 2 содержит блок 21 сбора ветра, лопаточный блок 22 и генератор 23. Лопаточный блок 22 содержит вертикальный вал 221, установленный на основании, и множество лопаток 222, неподвижно соединенных с вертикальным валом 221 и вращающихся вместе с ним.Document TW M338278 describes yet another conventional device 2, shown in FIG. 2, for generating electricity from wind energy. The device 2 comprises a wind collecting unit 21, a blade unit 22, and a generator 23. The blade unit 22 comprises a vertical shaft 221 mounted on the base and a plurality of blades 222 fixedly connected to the vertical shaft 221 and rotating with it.

Блок 21 сбора ветра содержит множество вертикальных пластин 211, которые закреплены на основании и расположены на одинаковом угловом расстоянии друг от друга вокруг лопаточного блока 22. Любые две соседние вертикальные пластины 211 образуют между собой сужающийся внутрь направляющий канал для ветра. Вертикальные пластины 211 имеют такую форму, что ветер собирается из различных направлений и протекает непосредственно к лопаткам 222 лопаточного блока 22 через направляющие каналы для ветра таким образом, что он заставляет лопатки 222 вращаться совместно с вертикальным валом 221 для генерации кинетической энергии вращения. Генератор 23 соединен с вертикальным валом 221 и предназначен для преобразования кинетической энергии вращения в электроэнергию.The wind collecting unit 21 comprises a plurality of vertical plates 211 that are fixed to the base and are located at the same angular distance from each other around the blade unit 22. Any two adjacent vertical plates 211 form a guiding channel for the wind tapering inward. The vertical plates 211 are shaped so that the wind collects from different directions and flows directly to the blades 222 of the blade unit 22 through the guide channels for the wind so that it causes the blades 222 to rotate together with the vertical shaft 221 to generate kinetic energy of rotation. The generator 23 is connected to the vertical shaft 221 and is designed to convert the kinetic energy of rotation into electricity.

Вышеупомянутое устройство 2 может обеспечить эффективный способ генерации электроэнергии из энергии ветра, однако блок 21 сбора ветра собирает ветер для протекания к лопаточному блоку 22 и лопаточный блок 22 и генератор 23 могут повреждаться, когда образуется торнадо или тайфун. В результате этого срок службы традиционного устройства 2 относительно невелик.The above device 2 may provide an efficient way to generate electricity from wind energy, however, the wind collecting unit 21 collects wind for flowing to the blade unit 22 and the blade unit 22 and generator 23 may be damaged when a tornado or typhoon is formed. As a result, the life of the traditional device 2 is relatively short.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей настоящего изобретения является создание устройства, способного регулировать количество ветра, протекающего к лопаточному блоку.An object of the present invention is to provide a device capable of controlling the amount of wind flowing to a blade unit.

Указанная задача решена в устройстве для генерации электроэнергии из энергии ветра. Устройство содержит основание, лопаточный блок, генератор, блок сбора ветра и блок управления. Лопаточный блок содержит вертикальный вал, который проходит аксиально вдоль оси вращения и установлен на основании с возможностью вращения, и по меньшей мере один лопаточный элемент, содержащий множество лопаток, закрепленных неподвижно вдоль окружности вертикального вала и приводимых в движение ветром для вращения вокруг оси вращения с целью преобразования энергии ветра в кинетическую энергию вращения. Генератор соединен с вертикальным валом лопаточного блока и предназначен для преобразования кинетической энергии вращения в электроэнергию. Блок сбора ветра содержит множество лопаток для сбора ветра, которые установлены с возможностью поворота на основании и расположены вокруг лопаток лопаточного элемента с равным угловым расстоянием друг от друга. Блок управления содержит датчик, предназначенный для измерения скорости вращения вертикального вала лопаточного блока и выработки управляющего сигнала, соответствующего скорости вращения, и по меньшей мере один приводной элемент, соединенный с датчиком и предназначенный для приема от него сигнала управления и реагирующий на управляющий сигнал для перемещения по меньшей мере части каждой из пластин для сбора ветра между первым положением, в котором любые две соседние пластины для сбора ветра образуют между собой направляющий канал для ветра, имеющий вход для ветра и выход для ветра, направленный в сторону вертикального вала, и который сужается от входа для ветра к выходу для ветра, чтобы собирать ветер и направлять его поток непосредственно к лопаткам, и вторым положением, в котором выход для ветра имеет размер, не меньший, чем размер входа для ветра, чтобы уменьшить количество ветра, протекающего к лопаткам.This problem is solved in a device for generating electricity from wind energy. The device comprises a base, a blade unit, a generator, a wind collection unit and a control unit. The blade unit contains a vertical shaft that extends axially along the axis of rotation and rotatably mounted on the base, and at least one blade element comprising a plurality of blades fixed motionless along the circumference of the vertical shaft and driven by the wind to rotate around the axis of rotation in order to conversion of wind energy into kinetic energy of rotation. The generator is connected to the vertical shaft of the blade unit and is designed to convert the kinetic energy of rotation into electricity. The wind collecting unit comprises a plurality of wind collecting blades, which are rotatably mounted on the base and are located around the blades of the blade element with equal angular distance from each other. The control unit contains a sensor for measuring the rotation speed of the vertical shaft of the blade unit and generating a control signal corresponding to the rotation speed, and at least one drive element connected to the sensor and designed to receive a control signal from it and responsive to the control signal to move along at least a portion of each of the wind collecting plates between a first position in which any two adjacent wind collecting plates form a guide channel therebetween a wind having a wind inlet and a wind outlet directed toward the vertical shaft, and which tapers from the wind inlet to the wind outlet to collect the wind and direct its flow directly to the blades, and a second position in which the wind outlet has a size not smaller than the size of the inlet for the wind to reduce the amount of wind flowing to the shoulder blades.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Прочие характеристики и преимущества данного изобретения станут очевидны из последующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.Other characteristics and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description of preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings.

На фиг.1 показано традиционное устройство для генерации электроэнергии из энергии ветра, вид в перспективе;Figure 1 shows a traditional device for generating electricity from wind energy, a perspective view;

на фиг.2 - еще одно традиционное устройство для генерации электроэнергии из энергии ветра, описанное в документе TW №М338278, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;figure 2 is another traditional device for generating electricity from wind energy, described in document TW No. M338278, a perspective view with a spatial separation of the parts;

на фиг.3 - первый предпочтительный вариант выполнения устройства для генерации электроэнергии из энергии ветра согласно изобретению, вид в перспективе с пространственным разделением деталей;figure 3 is a first preferred embodiment of a device for generating electricity from wind energy according to the invention, a perspective view with a spatial separation of the parts;

на фиг.4 - устройство согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения, вид в разрезе;Fig. 4 is a sectional view of a device according to a first preferred embodiment of the invention;

на фиг.5 - устройство для генерации электроэнергии из энергии ветра согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения, в котором блок сбора ветра устройства находится в первом положении, в котором ветер собирается для протекания непосредственно к лопаточному блоку устройства, вид сверху;figure 5 - a device for generating electricity from wind energy according to the first preferred embodiment of the invention, in which the unit for collecting wind device is in the first position, in which the wind is collected for flowing directly to the blade unit of the device, top view;

на фиг.6 - устройство согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения, в котором блок сбора ветра находится во втором положении, в котором количество ветра, протекающего к лопаточному блоку, уменьшается, вид сверху;6 is a device according to a first preferred embodiment of the invention, in which the wind collecting unit is in a second position in which the amount of wind flowing to the blade unit is reduced, top view;

на фиг.7 - устройство согласно первому предпочтительному варианту осуществления изобретения, в котором блок сбора ветра расположен вдоль окружности вокруг лопаточного блока, так что он препятствует протеканию ветра к лопаточному блоку, вид сверху;7 is a device according to a first preferred embodiment of the invention, in which the wind collecting unit is located along a circumference around the blade unit, so that it prevents the flow of wind to the blade unit, top view;

на фиг.8 - устройство согласно второму предпочтительному варианту осуществления изобретения, вид в перспективе с частичным пространственным разделением деталей;on Fig - a device according to a second preferred embodiment of the invention, a perspective view with a partial spatial separation of the parts;

на фиг.9 - устройство согласно третьему предпочтительному варианту осуществления изобретения, вид в перспективе с частичным пространственным разделением деталей;Fig.9 is a device according to a third preferred embodiment of the invention, a perspective view with a partial spatial separation of the parts;

на фиг.10 - устройство согласно третьему предпочтительному варианту осуществления изобретения, в котором вторые направляющие участки блока сбора ветра находятся в первом положении, вид сверху;figure 10 is a device according to a third preferred embodiment of the invention, in which the second guide sections of the wind collecting unit are in the first position, top view;

на фиг.11 - устройство, в котором вторые направляющие участки находятся во втором положении, вид сверху;11 is a device in which the second guide sections are in the second position, a top view;

на фиг.12 - устройство согласно третьему предпочтительному варианту осуществления изобретения, в котором вторые направляющие участки расположены вдоль окружности вокруг лопаточного блока, вид сверху;on Fig - a device according to a third preferred embodiment of the invention, in which the second guide sections are located along a circle around the blade unit, top view;

на фиг.13 - устройство согласно четвертому предпочтительному варианту осуществления изобретения, вид в перспективе с частичным пространственным разделением деталей.on Fig - a device according to a fourth preferred embodiment of the invention, a perspective view with a partial spatial separation of the parts.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Перед тем как данное изобретение будет описано более подробно, следует отметить, что аналогичные элементы имеют одинаковые цифровые обозначения на протяжении всего технического описания.Before this invention will be described in more detail, it should be noted that similar elements have the same numeric designations throughout the technical description.

Первый предпочтительный вариант выполнения устройства 3 для генерации электроэнергии из энергии ветра согласно изобретению показан на фиг.3 и фиг.4. Устройство 3 содержит полое основание 4, лопаточный блок 5, генератор 9, блок 6 сбора ветра, верхнюю стенку 7 и блок 8 управления.A first preferred embodiment of a device 3 for generating electricity from wind energy according to the invention is shown in FIG. 3 and FIG. 4. The device 3 comprises a hollow base 4, a blade unit 5, a generator 9, a wind collection unit 6, an upper wall 7 and a control unit 8.

Лопаточный блок 5 содержит вертикальный вал 51, который проходит аксиально вдоль оси (А) вращения и установлен с возможностью вращения на основании 4, и лопаточный элемент 52, который содержит множество лопаток 521, неподвижно прикрепленных к вертикальному валу 51 и приводимых во вращение ветром вокруг оси (А) вращения для преобразования энергии ветра в кинетическую энергию вращения.The blade unit 5 contains a vertical shaft 51, which extends axially along the axis of rotation (A) and is rotatably mounted on the base 4, and a blade element 52, which contains a plurality of blades 521, which are fixedly attached to the vertical shaft 51 and rotated by the wind around the axis (A) rotation to convert wind energy into kinetic energy of rotation.

Генератор 9 соединен с вертикальным валом 51 лопаточного блока 5 и предназначен для преобразования кинетической энергии вращения в электроэнергию.The generator 9 is connected to the vertical shaft 51 of the blade unit 5 and is designed to convert the kinetic energy of rotation into electricity.

Блок 6 сбора ветра содержит множество пластин 61 для сбора ветра, расположенных вокруг лопаток 521 лопаточного элемента 52 с равным угловым расстоянием между пластинами. Как показано на фиг.5, каждая из пластин 61 для сбора ветра содержит первый направляющий участок 613, второй направляющий участок 614, соединенный с первым направляющим участком 613, и приводной вал 611, проходящий в осевом направлении параллельно оси (А) вращения и обеспечивающий крепление соответствующей одной из пластин 61 для сбора ветра на основании 4 с возможностью поворота.The wind collecting unit 6 comprises a plurality of wind collecting plates 61 located around the blades 521 of the blade element 52 with an equal angular distance between the plates. As shown in FIG. 5, each of the wind collecting plates 61 comprises a first guide portion 613, a second guide portion 614 connected to the first guide portion 613, and a drive shaft 611 extending in the axial direction parallel to the axis of rotation (A) and providing fastening corresponding to one of the plates 61 for collecting wind on the base 4 with the possibility of rotation.

Блок 8 управления содержит датчик 81 и множество приводов 82. Датчик 81 предназначен для измерения скорости вращения вертикального вала 51 лопаточного блока 5 и для выработки управляющего сигнала, соответствующего скорости вращения. Каждый из приводов 82 соединен с датчиком 81 и предназначен для приема от него управляющего сигнала и в ответ на управляющий сигнал выполнен с возможностью приведения во вращение приводного вала 611 соответствующей одной из пластин 61 для сбора ветра и перемещения соответствующей одной из пластин 61 для сбора ветра между первым положением (см. фиг.5) и вторым положением (см. фиг.6). В первом положении любые две соседние пластины 61 для сбора ветра образуют между собой направляющий канал 62 для ветра, имеющий вход 621 для ветра, который образован вторыми направляющими участками 614 двух соответствующих пластин 61 для сбора ветра, и выход 622 для ветра, который образован первыми направляющими участками 613 двух соответствующих пластин 61 для сбора ветра и направлен в сторону вертикального вала 51. В частности, каждый из направляющих каналов 62 для ветра сужается от входа 621 для ветра в сторону выхода 622 для ветра, чтобы собирать ветер и направлять его поток непосредственно к лопаткам 521 лопаточного блока 5. Во втором положении каждый выход 622 для ветра имеет размер (т.е. расстояние между соответствующими двумя первыми направляющими участками 613), не меньший, чем размер (т.е. расстояние между соответствующими двумя вторыми направляющими участками 614) соответствующего входа 621 для ветра, чтобы уменьшить количество ветра, протекающего к лопаткам 521.The control unit 8 includes a sensor 81 and a plurality of drives 82. The sensor 81 is designed to measure the rotation speed of the vertical shaft 51 of the blade unit 5 and to generate a control signal corresponding to the speed of rotation. Each of the actuators 82 is connected to the sensor 81 and is designed to receive a control signal from it and, in response to the control signal, is configured to rotate the drive shaft 611 corresponding to one of the plates 61 for collecting wind and moving the corresponding one of the plates 61 for collecting wind between the first position (see figure 5) and the second position (see figure 6). In the first position, any two adjacent wind collecting plates 61 form a wind guide channel 62 having a wind inlet 621, which is formed by second guide sections 614 of two respective wind collecting plates 61, and a wind outlet 622, which is formed by the first guides sections 613 of two corresponding plates 61 for collecting wind and is directed towards the vertical shaft 51. In particular, each of the guide channels 62 for the wind narrows from the inlet 621 for the wind towards the outlet 622 for the wind to collect the vete p and direct its flow directly to the blades 521 of the blade unit 5. In the second position, each wind outlet 622 has a size (i.e., the distance between the respective two first guide sections 613) that is no smaller than the size (i.e. the distance between the corresponding two second guide sections 614) of the corresponding wind inlet 621 in order to reduce the amount of wind flowing to the blades 521.

Следует отметить, что в этом варианте осуществления изобретения первый и второй направляющие участки 613, 614 каждой пластины 61 для сбора ветра выполнены за одно целое друг с другом, а каждая из пластин 61 для сбора ветра сужается от второго направляющего участка 614 в сторону ее первого направляющего участка 613.It should be noted that in this embodiment, the first and second guide sections 613, 614 of each wind collecting plate 61 are made integrally with each other, and each of the wind collecting plates 61 tapers from the second guide portion 614 toward its first guide plot 613.

Верхняя стенка 7 расположена над вертикальным валом 51 и приводными валами 611 и закрывает лопаточный блок 5 и блок 6 сбора ветра. Вертикальный вал 51 и приводные валы 611 установлены с возможностью вращения между верхней стенкой 7 и основанием 4.The upper wall 7 is located above the vertical shaft 51 and the drive shafts 611 and covers the blade unit 5 and the wind collecting unit 6. The vertical shaft 51 and the drive shafts 611 are mounted to rotate between the upper wall 7 and the base 4.

Как показано на фиг.5, когда пластины 61 для сбора ветра перемещаются в первое положение, первые направляющие участки 613 располагаются рядом с вертикальным валом 51 и направлены в сторону вертикального вала 51, а вторые направляющие участки 614 проходят радиально и направлены в сторону от вертикального вала 51.As shown in FIG. 5, when the wind collecting plates 61 are moved to the first position, the first guide sections 613 are located adjacent to the vertical shaft 51 and are directed toward the vertical shaft 51, and the second guide sections 614 extend radially and are directed away from the vertical shaft 51.

Таким образом, ветер с различных направлений может собираться с помощью пластин 61 для сбора ветра и протекать непосредственно к лопаткам 521 лопаточного блока 5 от входов 622 для ветра в направлении к выходам 622 для ветра через направляющие каналы 62 для ветра. Соответственно лопатки 521 эффективно приводятся в движение ветром для их вращения вокруг оси (А) вращения вместе с вертикальным валом 51, чтобы преобразовывать энергию ветра в кинетическую энергию вращения. Затем генератор 9 преобразует кинетическую энергию вращения в электроэнергию.Thus, wind from various directions can be collected using wind collecting plates 61 and flow directly to the blades 521 of the blade unit 5 from the wind inlets 622 in the direction of the wind outlets 622 through the wind guide channels 62. Accordingly, the blades 521 are effectively driven by the wind to rotate around the axis of rotation (A) together with the vertical shaft 51 to convert wind energy into kinetic energy of rotation. Then, the generator 9 converts the kinetic energy of rotation into electricity.

Как показано на фиг.6, когда датчик 81 блока 8 управления (показанный на фиг.3 и фиг.4) обнаруживает, что скорость вращения вертикального вала 51 превышает заранее заданное пороговое значение, датчик 81 генерирует управляющий сигнал, который принимается приводами 82. В ответ на управляющий сигнал от датчика 81 приводы 82 перемещают пластины 61 для сбора ветра из первого положения (см. фиг.5) во второе положение (см. фиг.6). Соответственно количество ветра, протекающего к лопаткам 521 лопаточного блока 5, может быть уменьшено и в результате скорость вращения вертикального вала 51 снижается.As shown in FIG. 6, when the sensor 81 of the control unit 8 (shown in FIG. 3 and FIG. 4) detects that the rotation speed of the vertical shaft 51 exceeds a predetermined threshold value, the sensor 81 generates a control signal that is received by the actuators 82. B the response to the control signal from the sensor 81 drives 82 move the plate 61 to collect wind from the first position (see figure 5) to the second position (see figure 6). Accordingly, the amount of wind flowing to the blades 521 of the blade unit 5 can be reduced, and as a result, the rotation speed of the vertical shaft 51 is reduced.

Кроме того, как показано на фиг.7, пластины 61 для сбора ветра могут быть расположены вдоль окружности вокруг лопаточного блока 5, чтобы, когда возникает торнадо или тайфун, они препятствовали протеканию ветра к лопаточному блоку 5. Таким образом, лопаточный блок 5 и генератор 9 защищены от повреждений и срок службы устройства 3 может быть увеличен.In addition, as shown in FIG. 7, wind collecting plates 61 can be arranged circumferentially around the blade unit 5 so that when a tornado or typhoon occurs, they prevent wind from flowing to the blade unit 5. Thus, the blade unit 5 and the generator 9 protected against damage and the life of the device 3 can be extended.

Как показано на фиг.8, согласно второму предпочтительному варианту осуществления изобретения устройство 3 имеет конструкцию, аналогичную конструкции первого варианта осуществления изобретения. Основное различие между вторым вариантом осуществления изобретения и первым вариантом заключается в том, что лопаточный блок 5 содержит множество лопаточных элементов 52, расположенных аксиально вдоль вертикального вала 51. Лопатки 521 каждого из лопаточных элементов 52 смещены относительно лопаток соседнего лопаточного элемента 52 вдоль оси (А) вращения.As shown in FIG. 8, according to a second preferred embodiment of the invention, device 3 has a structure similar to that of the first embodiment. The main difference between the second embodiment of the invention and the first option is that the blade unit 5 contains a plurality of blade elements 52 axially located along the vertical shaft 51. The blades 521 of each of the blade elements 52 are offset relative to the blades of an adjacent blade element 52 along the axis (A) rotation.

На фиг.9-12 показан третий предпочтительный вариант осуществления изобретения. В этом варианте осуществления изобретения первый направляющий участок 613 каждой из пластин 61 для сбора ветра закреплен неподвижно, располагаясь рядом с вертикальным валом 51 лопаточного блока 5, и направлен в сторону вертикального вала 51, а второй направляющий участок 614 каждой из пластин 61 для сбора ветра установлен с возможностью поворота на основании 4 через приводной вал 611 соответствующей пластины 61 для сбора ветра и приводится во вращение с помощью приводного вала 611 для перемещения между первым положением (см. фиг.10) и вторым положением (см. фиг.11). Каждый первый направляющий участок 613 имеет первый конец 636, направленный в сторону вертикального вала 51, и второй конец 635, противоположный первому концу 636 и расположенный рядом с соответствующим вторым направляющим участком 614. Блок 6 сбора ветра дополнительно содержит множество усиливающих элементов 64, каждый из которых соединяет между собой первые направляющие участки 613 пластин 61 для сбора ветра. Кроме того, как показано на фиг.12, вторые направляющие участки 614 могут быть расположены вдоль окружности, окружая первые направляющие участки 613 и лопаточный блок 5, когда возникает торнадо или тайфун.Figures 9-12 show a third preferred embodiment of the invention. In this embodiment, the first guide portion 613 of each of the wind collecting plates 61 is fixedly fixed adjacent to the vertical shaft 51 of the blade unit 5 and is directed toward the vertical shaft 51, and a second guide portion 614 of each of the wind collecting plates 61 is mounted with the possibility of rotation on the base 4 through the drive shaft 611 of the corresponding plate 61 for collecting wind and driven by the drive shaft 611 to move between the first position (see figure 10) and the second position m (see Fig. 11). Each first guide portion 613 has a first end 636 directed toward the vertical shaft 51 and a second end 635 opposite the first end 636 and located adjacent to the corresponding second guide portion 614. The wind collecting unit 6 further comprises a plurality of reinforcing elements 64, each of which interconnects the first guide sections 613 of the plates 61 for collecting wind. In addition, as shown in FIG. 12, the second guide sections 614 may be circumferentially surrounded by the first guide sections 613 and the blade unit 5 when a tornado or typhoon occurs.

Как показано на фиг.13, устройство 3, выполненное согласно четвертому предпочтительному варианту осуществления изобретения, имеет конструкцию, аналогичную конструкции устройства, соответствующего третьему варианту осуществления изобретения. Основное отличие четвертого варианта осуществления изобретения от третьего варианта заключается в том, что в этом варианте лопаточный блок 5 содержит множество лопаточных элементов 52, расположенных аксиально вдоль вертикального вала 51. Лопатки 521 каждого из лопаточных элементов 52 смещены относительно лопаток соседнего лопаточного элемента 52 вдоль оси (А) вращения.As shown in FIG. 13, a device 3 made in accordance with a fourth preferred embodiment of the invention has a structure similar to that of the device according to the third embodiment of the invention. The main difference between the fourth embodiment of the invention and the third variant is that in this embodiment the blade unit 5 contains a plurality of blade elements 52 axially located along the vertical shaft 51. The blades 521 of each of the blade elements 52 are offset relative to the blades of the adjacent blade element 52 along the axis ( A) rotation.

Суммируя вышесказанное, можно отметить, что благодаря наличию блока 8 управления по меньшей мере часть каждой пластины 61 для сбора ветра может перемещаться между первым и вторым положениями с помощью приводов 82, как это требуется в соответствии со скоростью вращения вертикального вала 51, измеренной датчиком 81. Соответственно, устройство 3 согласно изобретению способно предотвращать повреждение лопаточного блока 5 и генератора 9, а также обеспечивать эффективный способ генерации электроэнергии из энергии ветра.Summarizing the above, it can be noted that due to the presence of the control unit 8, at least a portion of each wind collecting plate 61 can be moved between the first and second positions by the actuators 82, as required in accordance with the rotation speed of the vertical shaft 51 measured by the sensor 81. Accordingly, the device 3 according to the invention is able to prevent damage to the blade unit 5 and the generator 9, as well as provide an efficient way to generate electricity from wind energy.

Хотя данное изобретение было описано выше в связи с вариантами его осуществления, рассматриваемыми как наиболее практические и предпочтительные, понятно, что данное изобретение не ограничено описанными выше вариантами его осуществления, а охватывает также самые разнообразные конструкции, выполненные в духе и в рамках объема широчайшей его интерпретации, с тем чтобы охватить все такие возможные модификации и эквивалентные конструкции.Although the invention has been described above in connection with the embodiments considered the most practical and preferred, it is clear that the invention is not limited to the embodiments described above, but also covers a wide variety of designs made in the spirit and within the scope of its broadest interpretation in order to cover all such possible modifications and equivalent designs.

Claims (5)

1. Устройство для генерации электроэнергии из энергии ветра, содержащее: основание (4);
лопаточный блок (5), включающий в себя вертикальный вал (51), проходящий аксиально вдоль оси (А) вращения и установленный с возможностью вращения на основании (4), и по меньшей мере один лопаточный элемент (52), который имеет множество лопаток (521), неподвижно соединенных вокруг вертикального вала (51) и приводимых в движение ветром для вращения вокруг оси (А) вращения с целью преобразования энергии ветра в кинетическую энергию вращения; и
генератор (9), соединенный с вертикальным валом (51) лопаточного блока (5) и предназначенный для преобразования кинетической энергии вращения в электроэнергию;
отличающееся тем, что содержит:
блок (6) сбора ветра, включающий в себя множество пластин (61) для сбора ветра, установленных с возможностью поворота на основании (4) и расположенных вокруг лопаток (521) лопаточного элемента (52) с равным угловым расстоянием между пластинами; и
блок (8) управления, включающий в себя датчик (81), предназначенный для измерения скорости вращения вертикального вала (51) лопаточного блока (5) и для выработки сигнала управления, соответствующего скорости вращения, и по меньшей мере один соединенный с датчиком (81) привод (82), выполненный с возможностью приема от датчика (81) сигнала управления и перемещения в ответ на сигнал управления по меньшей мере части каждой из пластин (61) для сбора ветра между первым положением, в котором любые две из пластин (61) для сбора ветра образуют между собой направляющий канал (62) для ветра, имеющий вход (621) для ветра и выход (622) для ветра, направленный в сторону вертикального вала, и сужающийся от входа (621) для ветра к выходу (622) для ветра, чтобы собирать ветер и направлять его поток непосредственно к лопаткам (521), и вторым положением, в котором выход (622) для ветра имеет размер, не меньший, чем размер входа (621) для ветра, чтобы уменьшить количество ветра, протекающего к лопаткам (51);
при этом каждая из пластин (61) для сбора ветра содержит первый направляющий участок (613), неподвижно расположенный рядом с вертикальным валом (51) лопаточного блока (5) и сужающийся в сторону вертикального вала, второй направляющий участок (614), расположенный рядом с первым направляющим участком (613) с возможностью поворота относительно первого направляющего участка, и приводной вал (611), который проходит в осевом направлении параллельно оси вращения и крепит второй направляющий участок (614) с возможностью поворота к основанию (4), при этом приводной вал (611) приводится во вращение приводом (82), чтобы перемещать второй направляющий участок (614) между первым и вторым положениями.1. A device for generating electricity from wind energy, comprising: a base (4);
a blade unit (5) including a vertical shaft (51) extending axially along the axis of rotation (A) and rotatably mounted on the base (4), and at least one blade element (52) that has a plurality of blades ( 521), fixedly connected around a vertical shaft (51) and driven by wind to rotate around a rotation axis (A) in order to convert wind energy into kinetic rotation energy; and
a generator (9) connected to the vertical shaft (51) of the blade unit (5) and designed to convert the kinetic energy of rotation into electricity;
characterized in that it contains:
a wind collection unit (6) including a plurality of wind collection plates (61) mounted rotatably on a base (4) and located around the blades (521) of the blade element (52) with an equal angular distance between the plates; and
a control unit (8) including a sensor (81) for measuring the rotation speed of the vertical shaft (51) of the blade unit (5) and for generating a control signal corresponding to the rotation speed, and at least one connected to the sensor (81) a drive (82) configured to receive a control signal from the sensor (81) and move in response to the control signal at least a portion of each of the plates (61) to collect wind between a first position in which any two of the plates (61) for collect wind form a wind channel (62) having an inlet (621) for wind and an outlet (622) for wind directed toward the vertical shaft, and tapering from the inlet (621) for wind to the outlet (622) for the wind to collect wind and direct its flow directly to the blades (521), and the second position, in which the outlet (622) for the wind has a size no smaller than the size of the inlet (621) for the wind to reduce the amount of wind flowing to the blades (51);
each of the plates (61) for collecting wind contains a first guide section (613), fixedly located next to the vertical shaft (51) of the blade unit (5) and tapering towards the vertical shaft, a second guide section (614), located next to the first guide portion (613) rotatably relative to the first guide portion, and a drive shaft (611) that extends axially parallel to the axis of rotation and secures the second guide portion (614) rotatably to the base (4), while the drive second shaft (611) driven in rotation by a drive (82) to move the second guide portion (614) between the first and second positions. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок (6) сбора ветра дополнительно содержит множество усиливающих элементов (64), каждый из которых соединяет между собой первые направляющие участки (613) двух соседних пластин (611) для сбора ветра.2. The device according to p. 1, characterized in that the unit (6) for collecting wind additionally contains many reinforcing elements (64), each of which connects the first guide sections (613) of two adjacent plates (611) for collecting wind. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что содержит верхнюю стенку (7), расположенную над вертикальным валом (51) и приводными валами (611) и закрывающую лопаточный блок (5) и блок (6) сбора ветра, причем вертикальный вал (51) и приводные валы (611) установлены с возможностью вращения между верхней стенкой (7) и основанием (4).3. The device according to claim 2, characterized in that it comprises an upper wall (7) located above the vertical shaft (51) and drive shafts (611) and covering the blade unit (5) and the wind collection unit (6), the vertical shaft (51) and drive shafts (611) are rotatably mounted between the upper wall (7) and the base (4). 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что лопаточный блок (5) содержит множество лопаточных элементов (52), расположенных аксиально вдоль вертикального вала (51), причем лопатки (521) каждого из лопаточных элементов (52) смещены относительно лопаток соседнего лопаточного элемента (52) вдоль оси (А) вращения.4. The device according to p. 3, characterized in that the blade unit (5) contains many blade elements (52) located axially along the vertical shaft (51), and the blades (521) of each of the blade elements (52) are offset relative to the blades of the adjacent blade element (52) along the axis of rotation (A). 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первые направляющие участки (613) двух соседних пластин (61) для сбора ветра образуют между собой выход (622) для ветра, а вторые направляющие участки (614) двух соседних пластин (61) для сбора ветра образуют между собой вход (621) для ветра. 5. The device according to claim 1, characterized in that the first guide sections (613) of two adjacent plates (61) for collecting wind form an outlet (622) for the wind between them, and the second guide sections (614) of two adjacent plates (61) To collect the wind, they form an interconnection (621) for the wind.
RU2012137235/06A 2012-01-18 2012-08-31 Device for generation of electrical energy from wind energy RU2539250C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210015362.9 2012-01-18
CN2012100153629A CN103216386A (en) 2012-01-18 2012-01-18 Wind power generation device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012137235A RU2012137235A (en) 2014-03-10
RU2539250C2 true RU2539250C2 (en) 2015-01-20

Family

ID=48814468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012137235/06A RU2539250C2 (en) 2012-01-18 2012-08-31 Device for generation of electrical energy from wind energy

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN103216386A (en)
RU (1) RU2539250C2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104033332A (en) * 2014-06-06 2014-09-10 郭治克 Vertical-axis wind power generation device
CN106762422A (en) * 2015-11-20 2017-05-31 台湾垂直轴风电科技能源股份有限公司 Vertical axis wind-mill generator
CN108167113B (en) * 2018-03-07 2023-11-17 安徽天康(集团)股份有限公司 Combined unitized wind-collecting type wind power generation equipment

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2044157C1 (en) * 1992-07-31 1995-09-20 Лев Анатольевич Степанов Aerohydrodynamic windmill
FR2755474A1 (en) * 1996-05-14 1998-05-07 Housset Patrick Henry Fernand Gravitational rotation drive for space vehicle
TWM338278U (en) * 2008-03-31 2008-08-11 jun-neng Zhong Multi-direction wind collection electric generator
RU2364748C1 (en) * 2008-03-14 2009-08-20 Сергей Федорович Бокарев Method for control of wind-powered engine rotor rotation frequency with vertical axis and wind-powered engine for its realisation
RU2375603C2 (en) * 2008-03-20 2009-12-10 Открытое Акционерное Общество "Вихревые Технологии" Vortex windmill

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4650403A (en) * 1986-03-06 1987-03-17 Joseph Takacs Windmill
JP2002317749A (en) * 2001-04-20 2002-10-31 Yasuhisa Choshoin Savonius type wind power generator
JP3716334B2 (en) * 2001-06-07 2005-11-16 村井 和三郎 Wind pumping power generation equipment
CN101566124B (en) * 2008-04-21 2011-10-05 钟俊能 Power generation device capable of collecting wind in many directions
KR101024311B1 (en) * 2008-07-24 2011-03-23 이준열 Windmill for a wind generator
CN101514686B (en) * 2009-02-19 2011-01-19 上海交通大学 Wind collecting and protecting system of aerogenerator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2044157C1 (en) * 1992-07-31 1995-09-20 Лев Анатольевич Степанов Aerohydrodynamic windmill
FR2755474A1 (en) * 1996-05-14 1998-05-07 Housset Patrick Henry Fernand Gravitational rotation drive for space vehicle
RU2364748C1 (en) * 2008-03-14 2009-08-20 Сергей Федорович Бокарев Method for control of wind-powered engine rotor rotation frequency with vertical axis and wind-powered engine for its realisation
RU2375603C2 (en) * 2008-03-20 2009-12-10 Открытое Акционерное Общество "Вихревые Технологии" Vortex windmill
TWM338278U (en) * 2008-03-31 2008-08-11 jun-neng Zhong Multi-direction wind collection electric generator

Also Published As

Publication number Publication date
CN103216386A (en) 2013-07-24
RU2012137235A (en) 2014-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101387669B1 (en) Apparatus for generating electric power from wind energy
EP2409024B1 (en) Turbine assembly
JP3716334B2 (en) Wind pumping power generation equipment
US20090110554A1 (en) Wind Turbine for Generating Electricity
US20110156392A1 (en) Wind turbine control
RU2539250C2 (en) Device for generation of electrical energy from wind energy
RU2613538C2 (en) Multi-directional wind generator of kinetic energy with higher efficiency of wind energy conversion
JP2010065676A (en) Wind power energy system, wind power energy conversion system, and wind tunnel module
JP6954739B2 (en) Rotor for generator
US20170138336A1 (en) Multi-tiered wind turbine apparatus
RU2539604C2 (en) Wind-driven power plant
KR102067026B1 (en) Vertical wind turbine with auxiliary blade
RU114106U1 (en) WIND POWER MODULE
US20170306925A1 (en) Three-vane double rotor for vertical axis turbine
US20130119662A1 (en) Wind turbine control
KR20200106489A (en) Wind power station
JP2007064207A (en) Wind power generator
KR20110004803A (en) Wind power apparatus
KR20100118741A (en) Apparatus for generating by wind power
US20130149144A1 (en) Windmill
TWI722445B (en) Wind power generation system
CN218376727U (en) Fan blower
JP6047961B2 (en) Wind power generator
RU2544902C2 (en) Wind motor
RU2237822C1 (en) Windmill

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20150420

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20171005

HE4A Change of address of a patent owner

Effective date: 20210325