RU2573061C2 - Vortex gas wind-driven power plant - Google Patents

Vortex gas wind-driven power plant Download PDF

Info

Publication number
RU2573061C2
RU2573061C2 RU2013151524/06A RU2013151524A RU2573061C2 RU 2573061 C2 RU2573061 C2 RU 2573061C2 RU 2013151524/06 A RU2013151524/06 A RU 2013151524/06A RU 2013151524 A RU2013151524 A RU 2013151524A RU 2573061 C2 RU2573061 C2 RU 2573061C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
turbine
housing
gas
casing
air
Prior art date
Application number
RU2013151524/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013151524A (en
Inventor
Алексей Валерьевич Грицин
Дмитрий Александрович Угланов
Владимир Васильевич Бирюк
Леонид Павлович Шелудько
Юрий Ильич Цыбизов
Алексей Сергеевич Краснорудский
Рудольф Анатольевич Серебряков
Варвара Александровна Лапшина
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "ГРИН ЭНЕРДЖИ"
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 Общество с ограниченной ответственностью "ГРИН ЭНЕРДЖИ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "ГРИН ЭНЕРДЖИ"
Priority to RU2013151524/06A priority Critical patent/RU2573061C2/en
Publication of RU2013151524A publication Critical patent/RU2013151524A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2573061C2 publication Critical patent/RU2573061C2/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
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: power industry.
SUBSTANCE: invention relates to vortex power stations. The vortex gas-wind-driven power plant contains the hyperbolic-shaped housing, the exhaust device, the one-stage axial turbine, the electric generator, the input guiding device with air ducts, the axisymmetric channel in the base of the input guiding device. Air ducts are separated by vertical partitions and designed as rotation hyperboloids. The turbine is connected by the common shaft with the electric generator rotor. The axisymmetric duct is connected with the exhaust gas flue of the gas-turbine unit and is fitted with swirl guides. In the top part of the housing the fairing casing with the electric generator inside is located. In the annular air-gas gap between the housing and the casing of the fairing the blades of the axial guiding device and the one-stage axial turbine are installed. The exhaust device is designed as a Venturi pipe installed through the bearing on the plant housing and fitted with the air flow guiding device.
EFFECT: invention allows to generate electric power using the kinetic energy of flows of flue gases and the running wind flow.
2 dwg

Description

Изобретение относится к области вихревых энергетических установок, а более конкретно касается создания вихревых энергетических установок, осуществляющих преобразование энергии восходящего потока совместно с энергией набегающих воздушных потоков.The invention relates to the field of vortex power plants, and more specifically relates to the creation of vortex power plants that convert the energy of the upward flow together with the energy of the incoming air currents.

Известна вихревая ветроустановка, в которой набегающий поток воздуха закручивается и ускоряется с помощью профилированных входных каналов, образованных спиралеобразными направляющими перегородками (Авторское свидетельство СССР N 1657723, МПК F03D 3/04, опубл. 23.06.1991). При этом кинетическая энергия воздушного потока преобразуется в энергию вихря, которая преобразуется ветроколесом в механическую, а затем в электрическую энергию. Для повышения эффективности ветроустановки воздушный поток с помощью криволинейных направляющих преобразуется в вихреобразные закрученные потоки (Патент РФ N 2002981, МПК F15D 1/00).Known vortex wind turbine, in which the incoming air flow is twisted and accelerated using profiled inlet channels formed by spiral guide baffles (USSR Author's Certificate N 1657723, IPC F03D 3/04, publ. 23.06.1991). In this case, the kinetic energy of the air flow is converted into vortex energy, which is converted by a wind wheel into mechanical, and then into electrical energy. To increase the efficiency of a wind turbine, the air flow with the help of curved guides is converted into swirl-shaped swirling flows (RF Patent N 2002981, IPC F15D 1/00).

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является (Патент RU №2093702 С1, МПК F03D 3/04, опубл. 20.01.1997) вихревая ветроустановка, содержащая вытяжное устройство, корпус, направляющий аппарат, выполненный в виде коаксиально установленных в корпусе полых элементов в форме усеченных гиперболоидов вращения, с разделяющими вертикальными перегородками, изогнутыми по спирали, и ветроколесо, выполненное в форме тела вращения с жесткими профилированными лопастями и установленное над вытяжным цилиндрическим каналом, образованным внутренними торцами вертикальных профилированных перегородок, в основании нижнего направляющего аппарата выполнен вертикальный осесимметричный канал, в котором установлена турбина - преобразователь энергии с электрогенератором. Вертикальный осесимметричный канал используется для эжекции в корпус дополнительного потока воздуха. В основании нижнего направляющего аппарата также выполнены осесимметричные отверстия для использования восходящих тепловых потоков.The closest analogue of the claimed invention is (Patent RU No. 2093702 C1, IPC F03D 3/04, publ. 01/20/1997) a vortex wind turbine containing an exhaust device, a housing, a guiding apparatus made in the form of hollow elements in the form of truncated hyperboloids coaxially installed in the housing rotation, with dividing vertical partitions, curved in a spiral, and a wind wheel made in the form of a body of revolution with rigid profiled blades and mounted above an exhaust cylindrical channel formed by an internal torus With the help of vertical profiled partitions, a vertical axisymmetric channel is made in the base of the lower guide vane, in which a turbine is installed - an energy converter with an electric generator. A vertical axisymmetric channel is used to eject an additional air stream into the housing. Axisymmetric openings are also made at the base of the lower guiding apparatus for using upward heat fluxes.

Для увеличения энергетической эффективности ветроустановки вытяжное устройство снабжено аэродинамическим ускорителем. Ветроустановка выполнена модульной конструкции с увеличением проходного сечения и расходов воздушных потоков через каждый последующий модуль по высоте установки.To increase the energy efficiency of a wind turbine, the exhaust device is equipped with an aerodynamic accelerator. The wind turbine has a modular design with an increase in the flow area and air flow through each subsequent module along the height of the installation.

Устройство вихревой ветроустановки снабжено системой автоматического управления, регулирующей сечение входных каналов направляющих аппаратов.The device of the whirlwind wind turbine is equipped with an automatic control system that regulates the cross section of the input channels of the guide vanes.

Недостатком описанной вихревой ветроустановки, принятой за прототип изобретения, является то, что она предназначена только для преобразования энергии набегающего воздушного потока.The disadvantage of the described vortex wind turbine, adopted as a prototype of the invention, is that it is intended only for converting the energy of the incident air stream.

Задачей вихревой газо-ветроэнергетической установки является выработка электроэнергии с использованием кинетической энергии потоков отходящих газов и, как следствие, эффективное использование набегающего ветрового потока. А также увеличение электрической мощности за счет эжекционного повышения расхода газо-воздушного потока, даже в случаях нулевой скорости ветра, увеличение расхода газовоздушной смеси и электрической мощности за счет применения аэродинамического ускорителя - трубы Вентури, самоустанавливающейся по направлению ветрового потока.The task of the vortex gas-wind power installation is to generate electricity using the kinetic energy of the exhaust gas flows and, as a result, the efficient use of the incident wind flow. As well as an increase in electric power due to an ejection increase in the gas-air flow rate, even in cases of zero wind speed, an increase in the consumption of gas-air mixture and electric power due to the use of an aerodynamic accelerator - a Venturi, which is self-installing in the direction of the wind flow.

Поставленная задача решается за счет того, что вихревая газо-ветроэнергетическая установка, содержащая корпус гиперболической формы, вытяжное устройство, турбину, электрогенератор, входной направляющий аппарат с воздушными каналами, разделенными вертикальными перегородками и выполненными в виде гиперболоидов вращения, осесимметричный канал в основании входного направляющего аппарата с воздушными каналами, турбина соединена общим валом с ротором электрогенератора, согласно изобретению осесимметричный канал снабжен завихривающими направляющими, в верхней части корпуса расположен обтекатель с размещенным в нем электрогенератором и заключенным в кожух, в кольцевом газовоздушном зазоре между корпусом и кожухом обтекателя установлены лопатки осевого направляющего аппарата и одноступенчатая осевая турбина, вытяжное устройство выполнено в виде аэродинамического ускорителя - трубы Вентури, установленной через подшипник на корпусе установки и снабженной направляющим устройством воздушного потока.The problem is solved due to the fact that the vortex gas-wind power installation containing a housing of hyperbolic shape, an exhaust device, a turbine, an electric generator, an input guide apparatus with air channels separated by vertical partitions and made in the form of rotation hyperboloids, an axisymmetric channel at the base of the input guide apparatus with air channels, the turbine is connected by a common shaft with the rotor of the generator, according to the invention, the axisymmetric channel is equipped with swirling guides, in the upper part of the casing there is a fairing with an electric generator placed inside it and enclosed in a casing; in the annular gas-air gap between the casing and the cowl casing, blades of an axial guide apparatus and a single-stage axial turbine are installed; bearing on the housing of the unit and equipped with an airflow guide device.

На фиг.1 изображена схема вихревой газо-ветроэнергетической установки. Здесь:Figure 1 shows a diagram of a vortex gas-wind power installation. Here:

1 - выходной канал с завихривающими направляющими,1 - output channel with swirling guides,

2 - входной направляющий аппарат с воздушными каналами, разделенными вертикальными перегородками, выполненными в виде гиперболоидов вращения и изогнутыми по спирали;2 - input guiding apparatus with air channels separated by vertical partitions made in the form of hyperboloids of revolution and curved in a spiral;

3 - корпус гиперболической формы;3 - case of hyperbolic form;

4 - кожух обтекателя,4 - cowl casing,

5 - электрогенератор;5 - electric generator;

6 - лопатки осевого направляющего аппарата;6 - blades axial guide apparatus;

7 - одноступенчатая осевая турбина;7 - single-stage axial turbine;

8 - подшипник;8 - bearing;

9 - труба Вентури; 9 - venturi pipe;

10 - направляющее устройство.10 - guide device.

На фиг.2 изображен поперечный разрез по А-А входного направляющего аппарата с воздушными каналами. Здесь 11 - вертикальные перегородки, выполненные в виде гиперболоидов вращения и изогнутые по спирали.Figure 2 shows a cross section along aa of the input guide vane with air channels. Here 11 are vertical partitions made in the form of hyperboloids of revolution and curved in a spiral.

Вихревая газо-ветроэнергетическая установка работает следующим образом. Поток газов (например, отработавший в газотурбинной установке газоперекачивающего агрегата) с температурой до 450°C выходит через выходной канал 1 с завихривающими направляющими и поступает в нижнюю осевую часть корпуса 3 гиперболической формы. Поток газов вследствие их высокой температуры имеет значительно меньшую плотность, чем атмосферный воздух, за счет чего в нижней осевой части корпуса вследствие самотяги возникает разрежение. Величина разрежения дополнительно возрастает за счет тороидального эффекта, вызываемого закруткой воздушного потока, входящего в корпус 3, во входном направляющем аппарате 2 с воздушными каналами, разделенными вертикальными перегородками, выполненными в виде гиперболоидов вращения и изогнутыми по спирали. Тороидально закрученная по высоте корпуса 3 газо-воздушная смесь входит в лопатки осевого направляющего аппарата 6 через кольцевой зазор, образованный корпусом 3 и кожухом обтекателя 4, и поступает в одноступенчатую осевую турбину 7, совершая полезную работу и приводя во вращение через общий вал ротор электрогенератора 5. Направляющее устройство 10 обеспечивает поворот с помощью подшипника 8 аэродинамического ускорителя потока - трубы Вентури 9 относительно неподвижного корпуса 3 и устанавливает ее по ходу набегающего воздушного потока. Ускоряясь в трубе Вентури, воздушный поток создает разрежение в ее узком сечении, за счет чего увеличивается полезная работа осевой одноступенчатой турбины 7 и выработка электроэнергии в электрогенераторе 5. В узком сечении трубы Вентури 9 происходит смешение воздушного потока, входящего через ее входное торцевое сечение, и газо-воздушного потока, поступающего в узкое сечение трубы Вентури 9 из верхней части корпуса 3. Объединенный газовоздушный поток через выходной торец трубы Вентури 9 выводится в атмосферу.Vortex gas-wind power installation works as follows. A gas stream (for example, spent in a gas turbine installation of a gas pumping unit) with a temperature of up to 450 ° C exits through the outlet channel 1 with swirling guides and enters the lower axial part of the housing 3 of a hyperbolic shape. The flow of gases due to their high temperature has a much lower density than atmospheric air, due to which rarefaction occurs in the lower axial part of the housing due to self-traction. The rarefaction value further increases due to the toroidal effect caused by swirling the air flow entering the housing 3 in the inlet guide apparatus 2 with air channels separated by vertical partitions made in the form of rotation hyperboloids and curved in a spiral. The gas-air mixture toroidally twisted along the height of the casing 3 enters the blades of the axial guide apparatus 6 through the annular gap formed by the casing 3 and the cowl cover 4, and enters the single-stage axial turbine 7, doing useful work and leading the generator rotor 5 to rotate through a common shaft The guiding device 10 provides rotation with the help of the bearing 8 of the aerodynamic flow accelerator - Venturi pipe 9 relative to the stationary body 3 and sets it along the incoming air flow. By accelerating in the venturi, the air flow creates a vacuum in its narrow section, due to which the useful work of the axial single-stage turbine 7 and the generation of electricity in the electric generator 5 are increased. In the narrow section of the venturi 9, the air flow entering through its input end section is mixed, and gas-air flow entering a narrow section of the venturi 9 from the upper part of the housing 3. The combined air flow through the outlet end of the venturi 9 is discharged into the atmosphere.

Применение вихревых газо-ветроэнергетических установок позволяет:The use of vortex gas-wind power plants allows you to:

- эффективно использовать набегающий ветровой поток для выработки электроэнергии;- effectively use the incident wind flow to generate electricity;

- увеличить электрическую мощность установки за счет эжекционного повышения расхода газо-воздушного потока, даже в случаях нулевой скорости ветра;- increase the electric power of the installation due to the ejection increase in gas-air flow, even in cases of zero wind speed;

- увеличить расход газовоздушной смеси и электрическую мощность установки за счет применения аэродинамического ускорителя - трубы Вентури, самоустанавливающейся по направлению ветрового потока.- increase the flow rate of the gas-air mixture and the electric power of the installation through the use of an aerodynamic accelerator - a venturi, which is self-installing in the direction of the wind flow.

Claims (1)

Вихревая газо-ветроэнергетическая установка, содержащая корпус гиперболической формы, вытяжное устройство, турбину, электрогенератор, направляющий аппарат с воздушными каналами, разделенными вертикальными перегородками и выполненными в виде гиперболоидов вращения, осесимметричный канал в основании направляющего аппарата с воздушными каналами, турбина соединена общим валом с ротором электрогенератора, отличающаяся тем, что осесимметричный канал снабжен завихривающими направляющими, в верхней части корпуса расположен обтекатель с размещенным в нем электрогенератором и заключенным в кожух, в кольцевом газовоздушном зазоре между корпусом и кожухом обтекателя установлены лопатки осевого направляющего аппарата и одноступенчатая осевая турбина, вытяжное устройство выполнено в виде аэродинамического ускорителя - трубы Вентури, установленной через подшипник на корпусе установки и снабженной направляющим устройством воздушного потока. A vortex gas-wind power installation containing a hyperbolic casing, an exhaust device, a turbine, an electric generator, a guiding apparatus with air channels separated by vertical partitions and made in the form of rotation hyperboloids, an axisymmetric channel at the base of the guiding apparatus with air channels, the turbine is connected by a common shaft with a rotor generator, characterized in that the axisymmetric channel is equipped with swirling guides, in the upper part of the housing is a fairing with placed in it by an electric generator and enclosed in a casing, blades of an axial guide apparatus and a single-stage axial turbine are installed in the annular gas-air gap between the casing and the fairing casing, the exhaust device is made in the form of an aerodynamic accelerator - a Venturi pipe, installed through a bearing on the unit housing and equipped with an air guide device flow.
RU2013151524/06A 2013-11-19 2013-11-19 Vortex gas wind-driven power plant RU2573061C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151524/06A RU2573061C2 (en) 2013-11-19 2013-11-19 Vortex gas wind-driven power plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013151524/06A RU2573061C2 (en) 2013-11-19 2013-11-19 Vortex gas wind-driven power plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013151524A RU2013151524A (en) 2015-05-27
RU2573061C2 true RU2573061C2 (en) 2016-01-20

Family

ID=53284835

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013151524/06A RU2573061C2 (en) 2013-11-19 2013-11-19 Vortex gas wind-driven power plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2573061C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU171006U1 (en) * 2016-06-08 2017-05-17 Общество с ограниченной ответственностью "НОВАЯ ЭНЕРГИЯ" WIND ENGINE

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU3891A1 (en) * 1926-01-19 1927-10-31 Б.Г. Думыкин Control device for wind engine
US4508973A (en) * 1984-05-25 1985-04-02 Payne James M Wind turbine electric generator
RU2093702C1 (en) * 1996-01-22 1997-10-20 Рудольф Анатольевич Серебряков Vortex wind-power plant
UA76252C2 (en) * 2004-06-16 2006-07-17 Stanislav Ivanovych Husak SWIRL WIND-POWER UNIT ôYALYNKAö
CN201730747U (en) * 2010-05-15 2011-02-02 张泽强 Vortex core wind-driven generator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU3891A1 (en) * 1926-01-19 1927-10-31 Б.Г. Думыкин Control device for wind engine
US4508973A (en) * 1984-05-25 1985-04-02 Payne James M Wind turbine electric generator
RU2093702C1 (en) * 1996-01-22 1997-10-20 Рудольф Анатольевич Серебряков Vortex wind-power plant
UA76252C2 (en) * 2004-06-16 2006-07-17 Stanislav Ivanovych Husak SWIRL WIND-POWER UNIT ôYALYNKAö
CN201730747U (en) * 2010-05-15 2011-02-02 张泽强 Vortex core wind-driven generator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU171006U1 (en) * 2016-06-08 2017-05-17 Общество с ограниченной ответственностью "НОВАЯ ЭНЕРГИЯ" WIND ENGINE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013151524A (en) 2015-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102220943B (en) Pipeline power turbine system generating potential energy by waste kinetic energy
WO2010036216A8 (en) Wind turbine with mixers and ejectors
US20040156710A1 (en) Ducted wind turbine
WO2010123400A1 (en) Wind energy installation
US9322385B1 (en) Hydro vortex enabled turbine generator
CN109120104B (en) Wind generating set, motor and air flow conveying device of motor air gap
EP2385219A2 (en) Diffuser for gas turbine system between compressor exit and combustor inlet
RU144302U1 (en) WIND ENGINE
RU2415297C1 (en) Aerodynamic plant
KR20150123950A (en) Radial diffuser exhaust system
RU2573061C2 (en) Vortex gas wind-driven power plant
WO2008043367A1 (en) Aerodynamic wind-driven powerplant
RU2602661C1 (en) Wind-fan apparatus
RU2544895C1 (en) Vortex power plant of gas compressor unit of compressor station
CN107939454B (en) Flow guiding device for built-in power generation of gas pipeline
RU132141U1 (en) WIND POWER PLANT
RU2539244C1 (en) Wind-driven power-plant
KR20130116539A (en) Wind power generator
RU2390654C1 (en) Wind-driven power plant
RU2310090C1 (en) Wind power-generating device
WO2013070661A3 (en) High efficiency wind turbine including photovoltaic cells
RU2626498C1 (en) Wind power station
RU2639822C2 (en) Wind turbine with vortex aerodynamic air flow converters
RU171006U1 (en) WIND ENGINE
RU2644000C1 (en) Wind power plant

Legal Events

Date Code Title Description
HE9A Changing address for correspondence with an applicant
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161120