RU2587728C2

RU2587728C2 - Electric energy generation system based on wind energy with turbofans

Info

Publication number: RU2587728C2
Application number: RU2013123112/06A
Authority: RU
Inventors: Дэнжун ЧЖОУ; Цзянь Чжоу
Original assignee: Бейжин Сянтянь Хуанчуан Аэродинамик Форс Текнолоджи Рисерч Инститъют Кампани Лимитед
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2016-06-27

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: present invention relates to electric power generation system based on energy of air flow and, in particular, to electric power generation system based on energy of air flow with turbofans. System includes air supply funnel (020), composite structure (030) with turbofan, several components of generator, control device and an air duct. Air supply funnel (020) is made with possibility of lifting air flow supplied to electric power generation system based on energy of air flow. Rising air flow rotates composite structure (030) of turbofan; working gear wheel (500), connected to composite structure (030) of turbofan performs turning together with it, and then rotates small gear wheel (900) in component generator engaging with gear wheel (500) turning at high speed.

EFFECT: invention is aimed at stable and uninterrupted power generation.

12 cl, 8 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к системе генерации электроэнергии на основе энергии ветра и, в частности, относится к системе генерации электроэнергии на основе энергии ветра с турбовентиляторами.The present invention relates to a system for generating electricity based on wind energy and, in particular, relates to a system for generating electricity based on wind energy with turbofan.

Уровень техникиState of the art

В настоящее время лопастное колесо, устанавливаемое в оборудовании для преобразования энергии ветра малой мощности, по существу вращается в вертикальной плоскости. Кроме того, лопасти непосредственно соединены с осью электрогенератора. Эта конфигурация приводит к возникновению жестких требований к началу работы и номинальной скорости, причем электрогенератор может работать лишь при бризе выше умеренного, что приводит к недостаточному использованию энергии ветра и плохой совместимости. Кроме того, высокая скорость приводит к большой вибрации и сильному шуму, причем при неустойчивости направления ветра ориентационный механизм часто меняет свое положение и подвержен большим вибрациям.Currently, the impeller mounted in the low power wind power conversion equipment is substantially rotated in a vertical plane. In addition, the blades are directly connected to the axis of the generator. This configuration leads to stringent requirements for starting work and rated speed, and the generator can only work with a moderate breeze, which leads to insufficient use of wind energy and poor compatibility. In addition, high speed leads to large vibration and loud noise, and in case of instability of the wind direction, the orientational mechanism often changes its position and is subject to large vibrations.

В патентном документе Китая CN 201260763 Y описано оборудование генерации электроэнергии на основе энергии ветра с постоянной скоростью вращения двигателя, который принуждает инерционный маховик запасать энергию и стабилизировать скорость вращения. Но такая конструкция не способна эффективно стабилизировать скорость вращения. При резком изменении энергии ветра способность маховика стабилизировать скорость вращения ограничена, причем сам маховик занимает много места. В патентном документе Китая CN 201288636 Y описана разновидность устройства для измерения скорости вращения и управления ею, предназначенная для устройства преобразования ветровой энергии малой мощности, причем устройство содержит формирующую схему для управления электрическим током и напряжением генератора. В патентном документе Китая CN 101526068 A описана система генерации электроэнергии на основе энергии ветра, содержащая комбинированное спиральное лопастное колесо, на котором в осевом направлении размещены лопастные вертикальные элементы, на каждом из которых вдоль радиального направления спирального лопастного колеса размещено несколько лопастных горизонтальных элементов, а спиральное лопастное колесо посредством передаточного механизма соединено с некоторыми генерирующими группами, при этом несколько генерирующих групп дают на выходе электроэнергию в режиме параллельного соединения. Однако в этом изобретении лишь одно спиральное лопастное колесо использовано для управления несколькими маломощными генерирующими группами и эффективность генерации низка. Кроме того, в спиральном лопастном колесе имеется только одна средняя ось, что приводит к неудовлетворительной стабильности.China Patent Document CN 201260763 Y describes electric power generation equipment based on wind energy at a constant engine speed, which causes the inertial flywheel to store energy and stabilize the rotation speed. But such a design is not able to effectively stabilize the speed of rotation. With a sharp change in wind energy, the ability of the flywheel to stabilize rotation speed is limited, and the flywheel itself takes up a lot of space. Chinese Patent Document CN 201288636 Y describes a type of device for measuring and controlling rotation speed for a low power wind energy conversion device, the device comprising a forming circuit for controlling the electric current and voltage of the generator. Chinese patent document CN 101526068 A describes a wind energy-based power generation system comprising a combined spiral impeller, in which axial vertical elements are arranged, each of which has several horizontal horizontal elements along the radial direction of the spiral impeller, and a spiral the impeller via a gear mechanism is connected to some generating groups, while several generating groups exit de electricity in parallel mode. However, in this invention, only one spiral impeller is used to control several low-power generating groups and the generation efficiency is low. In addition, in the spiral impeller there is only one middle axis, which leads to poor stability.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Цель настоящего изобретения состоит в выполнении системы генерации электроэнергии на основе энергии ветра, способной с высокой эффективностью генерировать электроэнергию даже при слабом ветре посредством горизонтального поворота лопастного колеса.An object of the present invention is to provide an electric power generation system based on wind energy capable of generating electricity with high efficiency even in light winds by horizontal rotation of the impeller.

Настоящее изобретение основано на излагаемом далее принципе действия. Естественный воздушный поток собирают вместе с образованием интенсивного воздушного потока посредством мощной воздуходувки высокого давления, после чего происходит вертикальное перемещение вверх образованного интенсивного воздушного потока через раструб подачи воздушного потока. После выхода из верхнего отверстия раструба интенсивный воздушный поток подается непосредственно на составную конструкцию, содержащую турбовентиляторы. Поскольку рабочее зубчатое колесо приварено к верхней поверхности составной конструкции, содержащей турбовентиляторы, происходит поворот с высокой скоростью рабочего зубчатого колеса против часовой стрелки в горизонтальном направлении составной конструкции. Рабочее зубчатое колесо входит в зацепление с малым зубчатым колесом, причем при повороте рабочего зубчатого колеса оно вынуждает малое зубчатое колесо совершать с высокой скоростью поворот по часовой стрелке в горизонтальном направлении, так что генератор начинает генерировать электроэнергию при достижении электрогенерирующими установкам необходимой угловой скорости. Кроме того, электрогенерирующая установка установлена в неподвижном лопастном цилиндре, который вынуждает нижний воздушный поток совершать подъем к следующей электрогенерирующей установке по спирали цилиндрической стенки.The present invention is based on the principle of operation set forth below. The natural air stream is collected together with the formation of an intense air stream by means of a powerful high-pressure blower, after which there is a vertical upward movement of the generated intense air stream through the air supply bell. After exiting the upper opening of the socket, the intense air flow is supplied directly to the composite structure containing turbofan. Since the working gear is welded to the upper surface of the composite structure containing the turbofan, there is a high-speed rotation of the working gear counterclockwise in the horizontal direction of the composite structure. The impeller engages with the small gear, and when the impeller rotates, it forces the small gear to rotate clockwise in a horizontal direction at high speed, so that the generator starts generating electricity when the generating sets reach the required angular speed. In addition, the power generating installation is installed in a fixed blade cylinder, which forces the lower air flow to rise to the next power generating installation in a spiral cylindrical wall.

Для достижения вышеупомянутых целей настоящее изобретение использует следующие технические особенности. Во-первых, турбовентилятор содержит несколько лопастей, прикрепленных по спирали к втулке колеса, причем прилежащий угол между лопастями и горизонтальной плоскостью составляет 75°. Турбовентилятор размещен в неподвижном лопастном цилиндре, и несколько прикрепленных по спирали лопастей закреплены на внутренней стенке указанного неподвижного лопастного цилиндра, причем прилежащий угол между лопастями и горизонтальной плоскостью составляет 75°, так что воздушный поток течет вдоль угла лопастей и затем образует высокоскоростной тепловой поток высокой скорости, который совершает вихревое движение вверх под углом 75°. Во-вторых, рабочий планетарный механизм в монтажной конструкции турбовентилятора обеспечивает возможность поворота турбовентилятора в результате воздействия воздушного потока, причем одновременно турбовентилятор имеет некоторый центростремительный угол по отношению к центру рабочего планетарного механизма, что приводит к круговому перемещению турбовентилятора на рабочем планетарном механизме, то есть, не происходит его перемещения по прямой линии или в других направлениях. В-третьих, большое зубчатое колесо, соединенное с турбовентилятором, совершает поворот вместе с турбовентилятором, а затем поворачивает малое зубчатое колесо, входящее в зацепление с большим зубчатым колесом для совершения поворота с высокой скоростью. Генератор начинает генерировать электроэнергию при достижении требуемой частоты вращения электрогенерирующих установок.To achieve the above objectives, the present invention uses the following technical features. Firstly, the turbofan contains several blades attached in a spiral to the wheel hub, and the adjacent angle between the blades and the horizontal plane is 75 °. The turbofan is located in a fixed blade cylinder, and several spiral-mounted blades are fixed to the inner wall of said fixed blade cylinder, the adjacent angle between the blades and the horizontal plane being 75 °, so that the air flow flows along the angle of the blades and then forms a high-speed high-speed heat flow which swirls upward at an angle of 75 °. Secondly, the working planetary mechanism in the mounting structure of the turbofan allows the turbofan to rotate as a result of the influence of the air flow, and at the same time, the turbofan has a certain centripetal angle with respect to the center of the working planetary gear, which leads to the circular movement of the turbofan on the working planetary gear, i.e. it does not move in a straight line or in other directions. Thirdly, a large gear connected to the turbofan rotates with the turbofan, and then rotates the small gear, which engages the large gear to rotate at high speed. The generator begins to generate electricity when the desired speed of the power generating units is reached.

Основное техническое решение по настоящему изобретению представляет собой систему генерации электроэнергии на основе энергии ветра, рабочая конструкция которой содержит турбовентиляторы, конструкцию для монтажа турбовентиляторов, электрогенерирующие установки и устройство управления. Турбовентилятор входит в зацепление с малым зубчатым колесом посредством большого зубчатого колеса, а малое зубчатое колесо также снабжено цилиндрическим распределителем мощности, передачей, высоковольтным вспомогательным электромагнитным блоком питания и генератором, размещенными коаксиально один за одним. Генератор начинает генерировать электроэнергию, когда рабочая скорость малого зубчатого колеса достигает требуемой частоты вращения электрогенерирующих установок. При низкой рабочей скорости поворота малого зубчатого колеса высоковольтный вспомогательный электромагнитный блок питания способен подавать дополнительную мощность на генератор для генерации электроэнергии.The main technical solution of the present invention is a wind energy-based power generation system, the working structure of which comprises turbofan, a design for mounting a turbofan, power generating units and a control device. The turbofan engages with the small gear via a large gear, and the small gear is also equipped with a cylindrical power distributor, transmission, high-voltage auxiliary electromagnetic power supply and generator, placed coaxially one by one. The generator begins to generate electricity when the operating speed of the small gear reaches the required speed of the power generating units. At a low working speed of rotation of a small gear wheel, a high-voltage auxiliary electromagnetic power supply unit is capable of supplying additional power to the generator to generate electricity.

В вышеупомянутом техническом решении конструкция турбовентилятора содержит внутренние лопасти, внешние лопасти и основной корпус турбовентилятора. Внутренние лопасти расположены по спирали с закручиванием и приварены к внутренней стенке основного корпуса турбовентилятора, а внешние лопасти расположены по спирали с закручиванием и приварены к внешней стенке основного корпуса турбовентилятора, причем как внутренние лопасти, так и внешние лопасти размещены под прилежащим углом 75°, отсчитываемым от горизонтальной плоскости. Такая схема закручивания имеет целью создание одинаковой высоты нагнетания от кромки лопасти до хвостовика лопасти, что позволяет избежать потерь, связанных с вихревым движением. Для получения одинаковой высоты нагнетания при повороте рабочего колеса установочные углы на каждой плоскости сечения лопастей вдоль радиального направления должны быть различными ввиду различной линейной скорости вдоль радиального направления. Установочный угол имеет меньшее значение вблизи внешней границы и поэтому лопасти имеют закрученный вид. Современные турбовентиляторы в достаточной степени используют изменение энергии ветра, вихревое движение с возрастающей от центра к внешней границе скоростью поворота, что приводит к автоматической закачке протекающего воздушного потока в вихрь от центра вихря с последующим образованием силы всасывания через центр вихря, что поднимает воздушный поток вверх от воздуходувки и способствует генерации электроэнергии генератором.In the aforementioned technical solution, the turbofan structure comprises inner blades, outer blades and the main body of the turbofan. The inner blades are arranged in a spiral with twisting and welded to the inner wall of the main body of the turbofan, and the outer blades are arranged in a spiral with twisting and welded to the outer wall of the main body of the turbofan, both the inner blades and the outer blades are placed at an adjacent angle of 75 ° from the horizontal plane. Such a twisting scheme aims to create the same injection height from the edge of the blade to the shank of the blade, which avoids the losses associated with the vortex movement. To obtain the same discharge height when turning the impeller, the installation angles on each plane of the section of the blades along the radial direction should be different due to different linear speeds along the radial direction. The installation angle is less important near the outer boundary and therefore the blades have a twisted appearance. Modern turbofans make sufficient use of the change in wind energy, vortex movement with a turning speed increasing from the center to the outer boundary, which leads to the automatic pumping of the flowing air stream into the vortex from the center of the vortex with the subsequent formation of a suction force through the center of the vortex, which raises the air flow up blowers and promotes the generation of electricity by a generator.

Предпочтительно, чтобы турбовентилятор представлял собой лопастное колесо для генерации электроэнергии на основе энергии ветра. Турбовентилятор по настоящему изобретению применим не только в окружающей среде с различными направлениями ветра, но применим также в окружающей среде с малой силой ветра и может преобразовать больше энергии ветра в механическую энергию с возможностью ее последующего преобразования в электроэнергию.Preferably, the turbofan is a blade wheel for generating electricity based on wind energy. The turbofan of the present invention is applicable not only in an environment with different wind directions, but is also applicable in an environment with low wind power and can convert more wind energy into mechanical energy with the possibility of its subsequent conversion into electricity.

Предпочтительно, чтобы основной корпус турбовентилятора представлял собой цилиндр определенной толщины, обеспечивающей возможность легкого приваривания внутренних и внешних лопастей.Preferably, the main body of the turbofan is a cylinder of a certain thickness, allowing easy welding of the internal and external blades.

Предпочтительно, чтобы лопасти были выполнены как на внутренней стороне, так и на наружной стороне основного корпуса турбовентилятора. Внешние лопасти собирают воздушный поток, проходящий от воздуходувки во внутреннюю часть турбовентилятора, а внутренние лопасти закачивают собранный воздушный поток вверх.Preferably, the blades are made both on the inside and on the outside of the main body of the turbofan. The outer blades collect air flow from the blower to the inside of the turbofan, and the inner blades pump the collected air flow up.

Предпочтительно, чтобы лопасти турбовентилятора были с закручиванием прикреплены к стенке основного корпуса с углом спирали 2°-5°, и по спирали подымались от одного конца к другому.Preferably, the turbofan blades are twisted attached to the wall of the main body with a spiral angle of 2 ° -5 °, and in a spiral rise from one end to the other.

Предпочтительно, чтобы количество лопастей турбовентилятора было определено согласно различным скоростям подачи газа, поступающего в турбовентилятор, причем отношение количества внутренних и внешних лопастей обычно составляет 1:2.It is preferable that the number of turbofan blades be determined according to different feed rates of gas entering the turbofan, and the ratio of the number of internal and external blades is usually 1: 2.

Предпочтительно, чтобы конфигурации внутренних и внешних лопастей турбовентилятора были различными, и чтобы имели место противоположные и чередующиеся распределения внутренних и внешних лопастей, что обеспечивает возможность более эффективного отбора энергии воздушного потока.Preferably, the configurations of the inner and outer blades of the turbofan are different, and that there are opposite and alternating distributions of the inner and outer blades, which makes it possible to more efficiently select the energy of the air flow.

Предпочтительно, чтобы турбовентилятор содержал 9 внутренних лопастей и 18 внешних лопастей. Поскольку конфигурации внутренних и внешних лопастей различны, имеют место противоположные и чередующиеся распределения лопастей, что уменьшает потерю энергии ветра и обеспечивает возможность подъема вверх большего объема воздушного потока. Количество лопастей представляет собой самый важный параметр в настоящем изобретении, причем обеспечена возможность увеличения или уменьшения количества лопастей согласно практическим потребностям. Количество внутренних лопастей может быть выбрано равным 6 или 7 или 9 или 10 и т.д., а количество внешних лопастей может быть увеличено согласно увеличению количества внутренних лопастей и может быть уменьшено согласно уменьшению количества внутренних лопастей.Preferably, the turbofan contains 9 inner blades and 18 outer blades. Since the configurations of the internal and external blades are different, there are opposite and alternating distributions of the blades, which reduces the loss of wind energy and provides the ability to lift up a larger volume of air flow. The number of blades is the most important parameter in the present invention, and it is possible to increase or decrease the number of blades according to practical needs. The number of inner blades can be selected equal to 6 or 7 or 9 or 10, etc., and the number of outer blades can be increased according to an increase in the number of inner blades and can be reduced according to a decrease in the number of inner blades.

Предпочтительно, чтобы лопасти турбовентилятора в развернутом состоянии имели прямоугольную форму. Кроме того, лопасти могут иметь другую форму, например:Preferably, the turbofan blades in a deployed state have a rectangular shape. In addition, the blades may have a different shape, for example:

форму в виде широкого обратноовального листа с приблизительно равными длиной и шириной, причем самое широкое место расположено вблизи верхней части лопастей (например, как в листе магнолии);a shape in the form of a wide back-leaf with approximately equal length and width, the widest place being located near the upper part of the blades (for example, as in a magnolia leaf);

форму в виде округлого листа с приблизительно равными длиной и шириной, причем самое широкое место расположено вблизи средней части лопастей (например, как в листе лотоса);a shape in the form of a rounded sheet with approximately equal length and width, the widest place being located near the middle part of the blades (for example, as in a lotus leaf);

форму в виде широкого овального листа с приблизительно равными длиной и шириной, причем самое широкое место расположено вблизи нижней части лопастей (например, как в листе палиуруса);a shape in the form of a wide oval leaf with approximately equal length and width, the widest place being located near the lower part of the blades (for example, as in a paliurus leaf);

форму в виде обратноовального листа с приблизительным отношением длины и ширины, составляющим 1,5~2, причем самое широкое место расположено вблизи верхней части лопастей (например, как в листе Talinum paniculatum);a mold in the form of a back-oval sheet with an approximate ratio of length to width of 1.5 ~ 2, the widest place being located near the upper part of the blades (for example, as in the sheet Talinum paniculatum);

форму в виде эллипсообразного листа с приблизительным отношением длины и ширины, составляющим 1,5~2, причем самое широкое место расположено вблизи средней части лопастей (например, как в листе Euonymus Japonicus Thunb);a shape in the form of an ellipsoidal sheet with an approximate ratio of length and width of 1.5 ~ 2, the widest place being located near the middle part of the blades (for example, as in the sheet of Euonymus Japonicus Thunb);

форму в виде овального листа с приблизительным отношением длины и ширины, составляющим 1,5~2, причем самое широкое место расположено вблизи нижней части лопастей (например, как в листе Ligustrum lucidum);a shape in the form of an oval sheet with an approximate ratio of length to width of 1.5 ~ 2, the widest place being located near the lower part of the blades (for example, as in the Ligustrum lucidum sheet);

форму в виде обратноланцетовидного листа с приблизительным отношением длины и ширины, составляющим 3~4, причем самое широкое место расположено вблизи верхней части лопастей (например, как в листе Gnaphalium multiceps);a shape in the form of a reverse lanceolate sheet with an approximate ratio of length to width of 3 ~ 4, the widest place being located near the upper part of the blades (for example, as in the Gnaphalium multiceps sheet);

форму в виде длинного эллипсообразного листа с приблизительным отношением длины и ширины, составляющим 3~4, причем самое широкое место расположено вблизи средней части лопастей (например, как в листе Hypericum patulum);a shape in the form of a long ellipsoidal sheet with an approximate ratio of length to width of 3 ~ 4, the widest place being located near the middle part of the blades (for example, as in the Hypericum patulum sheet);

форму в виде ланцетовидного листа с приблизительным отношением длины и ширины, составляющим 3~4, причем самое широкое место расположено вблизи нижней части лопастей (например, как в листе ивы);a shape in the form of a lanceolate leaf with an approximate ratio of length to width of 3 ~ 4, the widest place being located near the lower part of the blades (for example, as in a willow leaf);

форму в виде вытянутого листа с приблизительным отношением длины и ширины, большим 5, причем самое широкое место расположено вблизи средней части (например, как в листе Ophiopogon japonicus);a shape in the form of an elongated sheet with an approximate ratio of length and width greater than 5, with the widest place being located near the middle part (for example, as in Ophiopogon japonicus sheet);

форму в виде мечеобразного листа с приблизительным отношением длины и ширины, большим 5, причем самое широкое место расположено вблизи средней части лопастей (например, как в листе стрелолистного тростникового аира).a shape in the form of a sword-shaped leaf with an approximate ratio of length and width greater than 5, and the widest place is located near the middle part of the blades (for example, as in the leaf of arrow-leafed cane calamus).

Что касается других форм, то могут быть использованы формы в виде треугольника, алебарды, стрелы, сердца, почки, ромба, ложки, косы, другой формы изгиба и т.д. Предпочтительно равномерное распределение лопастей турбовентилятора. Внутренние лопасти должны быть равномерно распределены и прикреплены на внутренней стенке основного корпуса, а внешние лопасти равномерно распределены и прикреплены на внешней стенке основного корпуса.As for other forms, shapes in the form of a triangle, halberds, arrows, hearts, kidneys, rhombuses, spoons, braids, other forms of bending, etc. can be used. A uniform distribution of the turbofan blades is preferred. The inner blades should be evenly distributed and attached to the inner wall of the main body, and the outer blades should be evenly distributed and attached to the outer wall of the main body.

Предпочтительно, чтобы внутренние лопасти и внешние лопасти турбовентилятора были размещены под прилежащим углом 75°~80°, отсчитываемым от горизонтальной плоскости. При повороте турбовентилятора воздушный поток, идущий от воздуходувки, образует тепловой поток, быстро поднимающийся по спирали вверх как торнадо.Preferably, the inner blades and the outer blades of the turbofan are placed at an adjacent angle of 75 ° ~ 80 °, measured from a horizontal plane. When the turbofan is rotated, the air flow coming from the blower forms a heat flow that quickly spirals up like a tornado.

В вышеупомянутом техническом решении монтажная конструкция турбовентилятора содержит рабочий планетарный механизм, турбовентилятор, крепежное кольцо резервуара для смазочного материала, большое зубчатое колесо, причем турбовентилятор размещен посредством установочных штифтов на рабочем планетарном механизме, крепежное кольцо резервуара для смазочного материала размещено на верхней плоскости турбовентилятора, а крепежное кольцо резервуара для смазочного материала соединено с большим зубчатым колесом посредством болтов. Группа рабочего планетарного механизма содержит рабочий планетарный механизм, установочные штифты и держатели роликового колеса. Рабочий планетарный механизм содержит внешнюю вогнутую поверхность рабочего планетарного механизма, внутреннюю вогнутую поверхность рабочего планетарного механизма, верхнюю вогнутую поверхность рабочего планетарного механизма, верхнее основание рабочего планетарного механизма и нижнее основание рабочего планетарного механизма. Турбовентилятор содержит основной корпус турбовентилятора, внутренние лопасти и внешние лопасти.In the aforementioned technical solution, the mounting structure of the turbofan includes a working planetary mechanism, a turbofan, a mounting ring of the lubricant reservoir, a large gear wheel, the turbofan being placed by means of mounting pins on the working planetary gear, a mounting ring of the reservoir for the lubricant is placed on the upper plane of the turbofan, and a mounting the lubricant reservoir ring is connected to the large gear by means of bolts. The working planetary gear group comprises a working planetary gear, locating pins and roller wheel holders. The working planetary gear comprises an external concave surface of the working planetary gear, an internal concave surface of the working planetary gear, an upper concave surface of the working planetary gear, an upper base of the working planetary gear and a lower base of the working planetary gear. The turbofan contains the main body of the turbofan, internal blades and external blades.

Предпочтительно, чтобы рабочий планетарный механизм представлял собой круговой планетарный механизм, содержащий три отдельных дугообразных элемента. Рабочий планетарный механизм разделен на три отдельных дугообразных элемента, что облегчает проектирование и сборку, причем эти элементы могут просто и без усилий захватить держатель роликового колеса, размещенный вместе с роликовым колесом на рабочем планетарном механизме. После выполнения каждого сегмента планетарного механизма в виде соединяемого сегмента, эти три отдельных соединяемых сегмента соединяют посредством нескольких комплектов болтов, образуя единый круговой планетарный механизм, так что они могут быть просто собраны и удовлетворяют потребностям выработки электроэнергии.Preferably, the working planetary mechanism is a circular planetary mechanism containing three separate arcuate elements. The working planetary mechanism is divided into three separate arcuate elements, which facilitates the design and assembly, and these elements can simply and effortlessly grab the roller wheel holder, which is located together with the roller wheel on the working planetary mechanism. After each segment of the planetary mechanism is executed in the form of a connected segment, these three separate connected segments are connected by means of several sets of bolts, forming a single circular planetary mechanism, so that they can be simply assembled and satisfy the needs of power generation.

Предпочтительно, чтобы турбовентилятор был прикреплен установочными штифтами к рабочему планетарному механизму, а верхняя поверхность установочного штифта представляла собой плоскость в виде круга.It is preferable that the turbofan be attached with locating pins to the working planetary gear and the top surface of the locating pin is a circle in the form of a circle.

Предпочтительно, чтобы рабочий планетарный механизм содержал роликовое колесо. Роликовое колесо представляет собой сходящееся на конус цилиндрическое роликовое колесо. Вал роликового колеса расположен посередине сходящегося на конус роликового колеса, причем вал роликового колеса размещают в круглых отверстиях на боковой стороне, и затем сходящееся на конус цилиндрическое роликовое колесо размещают на держателе роликового колеса.Preferably, the working planetary mechanism comprises a roller wheel. The roller wheel is a tapering cylindrical roller wheel. The roller wheel shaft is located in the middle of the conical roller wheel, wherein the roller wheel shaft is placed in circular holes on the side, and then the conical cylindrical roller wheel is placed on the roller wheel holder.

Предпочтительно, чтобы рабочий планетарный механизм содержал верхнюю вогнутую поверхность планетарного механизма, а конусная выступающая поверхность сходящегося на конус цилиндрического роликового колеса контактировала с верхней вогнутой поверхностью планетарного механизма, что обеспечивает возможность центростремительного кругового перемещения сходящегося на конус цилиндрического роликового колеса.Preferably, the working planetary gear comprises an upper concave surface of the planetary gear, and the conical protruding surface of the tapering cylindrical roller wheel is in contact with the upper concave surface of the planetary gear, which allows centripetal circular movement of the tapering cylindrical roller.

Предпочтительно, чтобы внутренняя и наружная поверхности рабочего планетарного механизма представляли собой вогнутые поверхности, внутренняя выпуклая поверхность роликового колеса представляла собой дугообразную поверхность, центр которой концентричен с центром рабочего планетарного механизма, а внутренняя вогнутая поверхность держателя роликового колеса была закреплена на выпуклой поверхности, так что турбовентилятор не будет уходить с планетарного механизма при вращении и выполнять перемещение вверх вместе с воздушным потоком при очень большой интенсивности потока воздуха, причем роликовое колесо обладает определенным центростремительным углом относительно центра планетарного механизма, что обеспечивает возможность кругового перемещения роликового колеса вдоль планетарного механизма, но не позволяет проводить перемещение по прямой линии или в других направлениях.Preferably, the inner and outer surfaces of the planetary gear mechanism are concave surfaces, the inner convex surface of the roller wheel is an arcuate surface whose center is concentric with the center of the planetary gear mechanism, and the inner concave surface of the roller wheel holder is fixed to the convex surface, so that the turbofan will not leave the planetary mechanism during rotation and perform upward movement along with air flow at very high air flow rate, wherein the roller wheel has a certain angle with respect to the centripetal planetary gear center, which allows a circular movement of the roller wheel along the planetary mechanism, but does not allow the movement in a straight line or in other directions.

Предпочтительно, чтобы крепежное кольцо резервуара для смазочного материала было присоединено к верхней поверхности турбовентилятора посредством комплекта болтов. Крепежное кольцо резервуара для смазочного материала присоединено к большому зубчатому колесу посредством комплекта болтов, причем происходит попадание смазочного материала во внутреннюю часть крепежного кольца резервуара для смазочного материала с возможностью реализации функции смазки и предупреждения появления ржавчины при работе турбовентилятора.Preferably, the mounting ring of the lubricant reservoir is attached to the upper surface of the turbofan by means of a set of bolts. The fastener ring of the lubricant reservoir is connected to the large gear wheel by means of a set of bolts, whereby the lubricant enters the inside of the fastener ring of the lubricant reservoir with the possibility of realizing the lubrication function and preventing rust during turbofan operation.

В вышеупомянутых технических решениях все составные конструкции турбовентилятора размещены в воздуховодной шахте.In the aforementioned technical solutions, all the composite structures of the turbofan are located in the air duct.

Предпочтительно, чтобы воздуховодная шахта содержала цилиндрическую стенку, устройство прохождения воздуха по внешней стенке воздуховодной шахты и неподвижные лопасти. Неподвижные лопасти выполнены в виде спирали на внутренней стенке цилиндрической стенки, а относительно внутренней стенки цилиндрической стенки лопасти размещены с прилежащим углом 75°, отсчитываемым от горизонтальной плоскости.Preferably, the air duct contains a cylindrical wall, a device for the passage of air through the outer wall of the air duct and fixed blades. The fixed blades are made in the form of a spiral on the inner wall of the cylindrical wall, and relative to the inner wall of the cylindrical wall, the blades are placed with an adjacent angle of 75 °, measured from the horizontal plane.

В вышеупомянутых технических решениях имеет место несколько электрогенерирующих установок, каждая из которых содержит малое зубчатое колесо, подшипник вала зубчатого колеса, многоколонный распределитель мощности, передачу, высоковольтный вспомогательный электромагнитный блок питания и генератор с постоянным магнитом. Малое зубчатое колесо неподвижно присоединено к подшипнику вала зубчатого колеса, причем малое зубчатое колесо имеет внешнее зацепление с большим зубчатым колесом. Кроме того, колонный распределитель мощности, передача, высоковольтный вспомогательный электромагнитный блок питания и генератор коаксиально размещены друг за другом на валу малого зубчатого колеса.In the above technical solutions, there are several power generating units, each of which contains a small gear, a gear shaft bearing, a multi-column power distributor, a transmission, a high voltage auxiliary electromagnetic power supply and a permanent magnet generator. The small gear is fixedly attached to the bearing of the gear shaft, the small gear having an external engagement with the large gear. In addition, the columned power distributor, transmission, high-voltage auxiliary electromagnetic power supply unit and generator are coaxially placed one after another on the shaft of a small gear wheel.

В вышеуказанных технических решениях функции каждой части в электрогенерирующей установке таковы: создание крутящего момента, возникающего при повороте вала малого зубчатого колеса с помощью зубчатого колеса, колонный распределитель мощности способен уменьшать крутящий момент, исключая тем самым отвинчивание вала; передача позволяет автоматически регулировать скорость при различной интенсивности ветра, что обеспечивает возможность стабильной генерации электроэнергии генератором; высоковольтный вспомогательный электромагнитный блок питания, размещенный на поворотном валу, способен выполнить функцию усилителя мощности при слабой интенсивности ветра.In the above technical solutions, the functions of each part in the power generating installation are as follows: creating the torque that occurs when the shaft of the small gear wheel is turned with the help of a gear wheel, the columned power distributor is able to reduce the torque, thereby eliminating the unscrewing of the shaft; the transmission allows you to automatically adjust the speed at different wind intensities, which provides the possibility of stable generation of electricity by a generator; A high-voltage auxiliary electromagnetic power supply unit, located on a rotary shaft, is able to perform the function of a power amplifier at low wind intensity.

В вышеупомянутых технических решениях электрогенерирующая установка и устройство управления размещены на неподвижном держателе внутренней стенки неподвижных лопастей. Устройство управления содержит пусковое устройство и электромагнитный тормоз. Электромагнитный тормоз размещен на внутренней стенке большого зубчатого колеса, и открыт при возникновении необходимости остановки турбовентилятора. Сила магнитного поля, создаваемая электромагнитным тормозом, притягивает большое зубчатое колесо для обеспечения функции торможения. Пусковое устройство, размещенное на валу малого зубчатого колеса, помогает турбовентилятору начать поворот, когда поворот малого зубчатого колеса приводит к повороту большого зубчатого колеса.In the aforementioned technical solutions, the power generating installation and the control device are located on the fixed holder of the inner wall of the fixed blades. The control device includes a starting device and an electromagnetic brake. An electromagnetic brake is located on the inner wall of the large gear wheel, and is open when it becomes necessary to stop the turbofan. The magnetic field generated by the electromagnetic brake attracts a large gear wheel to provide the braking function. A starter placed on the shaft of the small gear helps the turbofan to start turning when turning the small gear causes the large gear to rotate.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Варианты реализации настоящего изобретения подробно описаны со ссылками на чертежи, на которых:Embodiments of the present invention are described in detail with reference to the drawings, in which:

на фиг. 1 схематически показана работа конструкции в одном предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения согласно конструкции каждого слоя системы генерации электроэнергии на основе энергии ветра с турбовентиляторами по настоящему изобретению;in FIG. 1 schematically shows the operation of a structure in one preferred embodiment of the present invention according to the construction of each layer of a wind energy based power generation system with turbofans of the present invention;

на фиг. 2 схематически показан структурный вид одного предпочтительного варианта реализации системы генерации электроэнергии на основе энергии ветра с турбовентиляторами по настоящему изобретению;in FIG. 2 schematically shows a structural view of one preferred embodiment of a wind energy-based power generation system with turbofans of the present invention;

на фиг. 3 показан вид в разрезе раструб для подачи ветрового потока;in FIG. 3 shows a sectional view of a bell for feeding a wind flow;

на фиг. 3-1 показан вид сверху раструба для подачи ветрового потока;in FIG. 3-1 shows a top view of a bell for supplying a wind flow;

на фиг. 4А схематически показан вид одного предпочтительного варианта реализации конструкции для генерации электроэнергии на основе энергии ветра по настоящему изобретению;in FIG. 4A is a schematic view of one preferred embodiment of a structure for generating electricity based on wind energy of the present invention;

на фиг. 4В схематически показан вид другого варианта реализации конструкции для генерации электроэнергии на основе энергии ветра по настоящему изобретению;in FIG. 4B is a schematic view of another embodiment of a structure for generating electricity based on wind energy of the present invention;

на фиг. 4-1 показан вид сверху конструкции одного предпочтительного варианта реализации изобретения по фиг. 1;in FIG. 4-1 shows a top view of the structure of one preferred embodiment of the invention of FIG. one;

на фиг. 4-2 показан вид сбоку конструкции одного предпочтительного варианта реализации изобретения по фиг. 1;in FIG. 4-2 shows a side view of the structure of one preferred embodiment of the invention of FIG. one;

на фиг. 5 показан вид в перспективе составной конструкции с турбовентилятором по фиг. 1;in FIG. 5 shows a perspective view of the composite structure with the turbofan of FIG. one;

на фиг. 5-1 показан вид сбоку составной конструкции с турбовентилятором по фиг. 1;in FIG. 5-1 shows a side view of the composite structure with the turbofan of FIG. one;

на фиг. 6 показан вид в перспективе турбовентилятора;in FIG. 6 shows a perspective view of a turbofan;

на фиг. 7 показан вид в перспективе рабочего планетарного механизма;in FIG. 7 shows a perspective view of the working planetary gear;

на фиг. 7-1 показан вид сверху рабочего планетарного механизма;in FIG. 7-1 shows a top view of the working planetary gear;

на фиг. 8 показан вид перспективе неподвижных лопастей;in FIG. 8 is a perspective view of fixed blades;

на фиг. 8-1 показаны в разобранном виде неподвижные лопасти.in FIG. 8-1 show disassembled fixed blades.

Список компонентов: бетонная стенка 010, раструб 020 подачи воздушного потока, воздуходувка 021 высокого давления, воздуховод 022 для подачи воздушного потока, раструб 023, составная конструкция 030 с турбовентилятором, бетонная опорная плита 100, крепежный болт 200, рабочий планетарный механизм 300, турбовентилятор 400, рабочее зубчатое кольцо 500, кольцо 600 крепления резервуара для смазочного материала, электромагнитный тормоз 700, подшипник 800 вала зубчатого колеса, малое зубчатое колесо 900, многоколонный распределитель мощности 110, передача 120, высоковольтный вспомогательный электромагнитный блок питания 130, генератор 140 с постоянным магнитом, крепежный держатель 150, цилиндр 160 с неподвижными лопастями, пусковое устройство 170, тормоз 180 в виде перевернутого стержня, большой подшипник 190, центральный вал 210, внутренняя выпуклая поверхность 301 держателя роликового колеса, держатель 302 роликового колеса, установочный штифт 303, сходящееся на конус роликового колеса 304, вал 305 роликового колеса, роликовое колесо 306, внутренняя вогнутая поверхность 307 рабочего планетарного механизма, верхняя вогнутая поверхность 308 рабочего планетарного механизма, верхний поддерживающий элемент 309 рабочего планетарного механизма, внешняя вогнутая поверхность 310 рабочего планетарного механизма, нижний поддерживающий элемент 311 рабочего планетарного механизма, планетарный механизм 312, внешние лопасти 401, основной корпус 402 турбовентилятора, внутренние лопасти 403, внутренняя стенка 404 основного корпуса, внешняя стенка 405 основного корпуса, верхняя плоскость 406 основного корпуса, нижняя плоскость 407 основного корпуса.List of components: concrete wall 010, socket 020 for air flow supply, blower 021 high pressure, air duct 022 for supplying air flow, socket 023, composite construction 030 with turbofan, concrete base plate 100, mounting bolt 200, planetary gear 300, turbofan 400 , working gear ring 500, lubricant reservoir attachment ring 600, electromagnetic brake 700, gear shaft bearing 800, small gear wheel 900, multi-column power distributor 110, transmission 120, high gear Auxiliary auxiliary electromagnetic power supply 130, a permanent magnet generator 140, a mounting bracket 150, a fixed blade cylinder 160, a starting device 170, an inverted shaft brake 180, a large bearing 190, a central shaft 210, an inner convex surface 301 of the roller wheel holder, roller wheel holder 302, locating pin 303 converging on a cone of roller wheel 304, roller wheel shaft 305, roller wheel 306, inner concave surface 307 of the working planetary gear, upper concave I surface 308 of the working planetary gear, upper supporting element 309 of the working planetary gear, outer concave surface 310 of the working planetary gear, lower supporting member 311 of the working planetary gear, planetary gear 312, outer blades 401, main body 402 of the turbofan, inner blades 403, inner wall 404 of the main body, the outer wall 405 of the main body, the upper plane 406 of the main body, the lower plane 407 of the main body.

Подробное описание вариантов реализации изобретенияDetailed Description of Embodiments

Ниже описаны со ссылками на чертежи варианты реализации настоящего изобретения. Согласно первому варианту реализации изобретение представляет собой систему генерации электроэнергии на основе энергии ветра с турбовентиляторами, причем работа каждого слоя конструкции показана на фиг. 1.Embodiments of the present invention are described below with reference to the drawings. According to a first embodiment, the invention is a wind power generation system with turbofans, the operation of each structural layer being shown in FIG. one.

Естественный воздушный поток собирают вместе с образованием интенсивного воздушного потока посредством мощной воздуходувки 021 высокого давления. Образованный интенсивный воздушный поток перемещается вертикально вверх через раструб 020 подачи воздушного потока. После выхода из верхнего отверстия раструба 023 интенсивный воздушный поток поступает непосредственно к составной конструкции 030, содержащей турбовентиляторы. Поскольку рабочее зубчатое колесо 500 приварено к верхней поверхности составной конструкции 030 с турбовентиляторами, происходит поворот с высокой скоростью рабочего зубчатого колеса 500 против часовой стрелки в горизонтальном направлении составной конструкции 030. Рабочее зубчатое колесо 500 входит в зацепление с малым зубчатым колесом 900, причем при повороте рабочего зубчатого колеса 500 оно принуждает малое зубчатое колесо 900 совершать с высокой скоростью поворот по часовой стрелке в горизонтальном направлении. Составная конструкция 030 с турбовентиляторами содержит бетонную опорную плиту 100, Крепежный болт 200, рабочий планетарный механизм 300, турбовентилятор 400, пусковое устройство 170, кольцо 600 крепления резервуара для смазочного материала, электромагнитный тормоз 700. Кроме того, прямолинейная стрелка указывает направление перемещения воздушного потока, а стрелка в виде дуги указывает направление поворота конструкции в горизонтальном направлении.The natural air flow is collected together with the formation of an intense air flow by means of a powerful high pressure blower 021. The generated intense air flow moves vertically upward through the air supply port 020. After exiting the upper opening of the bell 023, the intense air flow goes directly to the composite structure 030 containing turbofan. Since the impeller 500 is welded to the upper surface of the composite structure 030 with turbofan, a high speed rotation of the impeller 500 is counterclockwise in the horizontal direction of the composite structure 030. The impeller 500 engages with the small gear 900, and when turning the impeller 500 it forces the small gear 900 to rotate clockwise in a horizontal direction at high speed. Composite structure 030 with turbofan includes a concrete base plate 100, a mounting bolt 200, a planetary gear 300, a turbofan 400, a starter 170, a lubricant reservoir ring 600, an electromagnetic brake 700. In addition, a straight arrow indicates the direction of movement of the air flow, and an arrow in the form of an arc indicates the direction of rotation of the structure in the horizontal direction.

Общая монтажная конструкция по настоящему изобретению показана на фиг. 2, 3, 3-1, 4А. Раструб 020 подачи воздушного потока содержит раструб 023 и воздуховод 022 для подачи воздушного потока. Большое отверстие раструба 023 направлено вверх, а малое отверстие вниз. Большое отверстие раструба 023 контактирует с дном бетонной опорной плиты 100. Нижний конец раструба 023 присоединен к четырем воздуховодам 022 для подачи воздушного потока, угол изгиба которых составляет 90 градусов, способствующий непосредственному подъему вдоль внутренней стенки канала воздушного потока, поступающего с нижнего конца, а воздуховод 022 для подачи воздушного потока приварен посредством трубы из листовой стали толщиной 10 мм. Поскольку естественный воздушный поток рассеян, воздуходувка 021 высокого давления размещена в горизонтальном приемном устройстве каждого воздуховода 022 для подачи воздушного потока, так что мощная воздуходувка 021 высокого давления собирает естественный воздушный поток вместе, и выполняет перенос образованного интенсивного воздушного потока в цилиндр 160 неподвижных лопастей через воздуховод 022 для подачи воздушного потока. Лопасти в цилиндре неподвижных лопастей прикреплены с закручиванием к стенке основного корпуса с углом спирали 2°-5°, причем эти лопасти прикреплены по спирали с закручиванием к внутренней стенке цилиндра 160 неподвижных лопастей с прилежащим углом 75°, отсчитываемым от горизонтальной плоскости, что принуждает воздушный поток в целом подыматься вверх по спирали, как торнадо.The general mounting structure of the present invention is shown in FIG. 2, 3, 3-1, 4A. The air flow feed bell 020 comprises a bell 023 and an air duct 022 for supplying an air flow. The large opening of the bell 023 is directed upward, and the small opening is downward. The large opening of the bell 023 is in contact with the bottom of the concrete base plate 100. The lower end of the bell 023 is connected to four air ducts 022 for supplying an air flow, the bending angle of which is 90 degrees, which facilitates the direct rise along the inner wall of the air flow channel coming from the lower end, and the air duct 022 for supplying air flow is welded by means of a sheet of steel sheet 10 mm thick. Since the natural air flow is dispersed, a high pressure blower 021 is placed in the horizontal receiver of each air duct 022 for supplying air flow, so that the high-pressure high pressure blower 021 collects the natural air flow together and transfers the generated intense air flow to the stationary cylinder 160 through the air duct 022 for air flow. The blades in the cylinder of the fixed blades are screwed to the wall of the main body with a spiral angle of 2 ° -5 °, and these blades are attached in a spiral with a screw to the inner wall of the cylinder 160 fixed blades with an adjacent angle of 75 °, counted from the horizontal plane, which forces air the stream as a whole climb up a spiral like a tornado.

Электрогенерирующая установка и устройство управления размещены на держателе, прикрепленном к внутренней стенке цилиндра 160 неподвижных лопастей, причем имеет место зазор, составляющий 200 мм, между цилиндром 160 с неподвижными лопастями и турбовентилятором 400, обеспечивающий возможность подъема большего воздушного потока от цилиндра 160 неподвижных лопастей к следующей электрогенерирующей установке системы генерации электроэнергии с турбовентилятором.The power generating installation and the control device are placed on a holder attached to the inner wall of the cylinder 160 of fixed blades, and there is a gap of 200 mm between the cylinder 160 with fixed blades and a turbofan 400, which makes it possible to lift a larger air flow from the cylinder 160 of fixed blades to the next power generating installation of a power generation system with a turbofan.

Устройство управления содержит пусковое устройство и электромагнитный тормоз. Электромагнитный тормоз размещен на внутренней стенке рабочего зубчатого колеса 500. При необходимости остановки турбовентилятора, его останавливают посредством подачи воздушного потока на мощную воздуходувку, предназначенную для подачи воздушного потока. Вследствие инерции турбовентилятор 400 не может быть остановлен мгновенно, причем в этот момент электромагнитный тормоз 700 открыт.Электромагнитный тормоз 700 содержит два железных сердечника, и электрический ток протекает в каждый железный сердечник по одной и той же спирали и в одинаковом направлении. На основании правила винта магнитная сила возникает при включении электропитания, причем происходит перемещение двух железных сердечников ближе к центру, что приводит к блокированию зубчатого колеса между двумя сердечниками, и, таким образом, при повороте зубчатого колеса возникает большая сила трения между двумя железными сердечниками. Таким образом обеспечена возможность функции торможения. Пусковое устройство размещено на валу малого зубчатого колеса, и это помогает запуску турбовентилятора 400, когда поворот малого зубчатого колеса 900 приводит к повороту рабочего зубчатого колеса 500.The control device includes a starting device and an electromagnetic brake. An electromagnetic brake is located on the inner wall of the impeller 500. If necessary, stop the turbofan, it is stopped by applying air flow to a powerful blower designed to supply air flow. Due to inertia, the turbofan 400 cannot be stopped instantly, at which point the electromagnetic brake 700 is open. The electromagnetic brake 700 contains two iron cores, and an electric current flows into each iron core in the same spiral and in the same direction. Based on the rule of the screw, magnetic force occurs when the power is turned on, and two iron cores move closer to the center, which leads to blocking of the gear between the two cores, and thus, when the gear is turned, a large friction force arises between the two iron cores. Thus, the braking function is possible. The starter device is located on the shaft of the small gear wheel, and this helps to start the turbofan 400, when the rotation of the small gear 900 leads to the rotation of the impeller 500.

Как показано на фиг. 8 и фиг. 8-1, вся монтажная конструкция по настоящему изобретению размещена в воздуховодной шахте. Воздуховодная шахта содержит неподвижные лопасти 2, рабочий планетарный механизм 3, стенку цилиндра 4 с лопастями, проход 7 по внешней стенке воздуховодной шахты, внутреннюю стенку 9 воздуховодной шахты, внешнюю стенку 10 воздуховодной шахты, внешнюю стенку 6 цилиндра, внутреннюю стенку 5 цилиндра. Рабочий планетарный механизм 3 выполнен между неподвижной лопастью 2 и другой неподвижной лопастью 2. Внутренняя стенка воздуховодной шахты 9 неподвижно присоединена к внешней стенке 6 цилиндра посредством прохода 7 по внешней стенке воздуховодной шахты, а проход 7 по внешней стенке воздуховодной шахты размещен вокруг внешней стенки 10 воздуховодной шахты.As shown in FIG. 8 and FIG. 8-1, the entire mounting structure of the present invention is housed in an air duct. An air duct contains fixed blades 2, a working planetary gear 3, a cylinder wall 4 with blades, a passage 7 along the outer wall of the air duct, the inner wall 9 of the air duct, the outer wall 10 of the air duct, the outer wall 6 of the cylinder, the inner wall 5 of the cylinder. The working planetary mechanism 3 is made between the fixed blade 2 and the other fixed blade 2. The inner wall of the air duct 9 is fixedly connected to the outer wall 6 of the cylinder by a passage 7 along the outer wall of the air duct, and the passage 7 along the outer wall of the air duct is arranged around the outer wall 10 of the air duct mine.

Как показано на фиг. 8-1, неподвижные лопасти 2 на внутренней стенке 5 цилиндра размещены под прилежащим углом 75°, отсчитываемым от горизонтального направления внутренней стенки 5 цилиндра. Поскольку прилежащий угол между неподвижными лопастями и горизонтальной плоскостью совпадает с углом между внутренними и внешними лопастями турбовентилятора и горизонтальной плоскостью, происходит быстрый подъем воздушного потока по спирали при его прохождении по стенке лопастного цилиндра под действием спирального рабочего планетарного механизма 3 и спиральных неподвижных лопастей.As shown in FIG. 8-1, the stationary blades 2 on the inner wall 5 of the cylinder are placed at an adjacent angle of 75 °, measured from the horizontal direction of the inner wall 5 of the cylinder. Since the adjacent angle between the fixed blades and the horizontal plane coincides with the angle between the inner and outer blades of the turbofan and the horizontal plane, there is a rapid rise in air flow in a spiral as it passes along the wall of the blade cylinder under the action of the spiral working planetary gear 3 and spiral fixed blades.

Конструкция турбовентилятора в этом варианте реализации настоящего изобретения показана на фиг. 5. Турбовентилятор 400 содержит внешние лопасти 401, основной корпус 402 и внутренние лопасти 403. Основной корпус содержит внутреннюю стенку 404 основного корпуса, внешнюю стенку 405 основного корпуса, верхнюю плоскость 406 основного корпуса и нижнюю плоскость 407 основного корпуса. Девять внешних лопастей 401 под наклоном и неподвижно присоединены к внешней стенке 405 основного корпуса посредством сварки. Между внешними лопастями и вертикальной стенкой внешней стенки 405 образован угол, например 15 градусов, 20 градусов или 25 градусов и т.д. Конец, противоположный одному концу внешней стенки 405 лопасти, присоединенной к внешним лопастям 401, не выходит за пределы верхней плоскости 406 основного корпуса и нижней плоскости 407 основного корпуса в горизонтальном направлении. Восемнадцать внутренних лопастей 403 под наклоном и неподвижно присоединены к внутренней стенке 404 основного корпуса посредством сварки, а между внутренними лопастями и вертикальной стенкой 404 внутренней стенки образован угол, например, 15 градусов, 20 градусов или 25 градусов и т.д. Кроме того, конец, противоположный одному концу внутренней стенки 404 лопасти, присоединенной к внутренним лопастям 403, не выходит за пределы верхней плоскости 406 основного корпуса и нижней плоскости 407 основного корпуса в горизонтальном направлении. Преимущество такой наклонной конфигурации внутренних лопастей 401 и внешних лопастей 402 в том, что такое конфигурационное направление лопастей обычно совпадает с направлением воздушного потока, протекающего через лопасти, так что несложно уменьшить потери мощности воздушного потока с увеличением эффективности лопастей турбовентилятора.The design of the turbofan in this embodiment of the present invention is shown in FIG. 5. The turbofan 400 includes outer blades 401, a main body 402 and inner blades 403. The main body contains an inner wall 404 of the main body, an outer wall 405 of the main body, an upper plane 406 of the main body, and a lower plane 407 of the main body. The nine outer blades 401 are obliquely and fixedly attached to the outer wall 405 of the main body by welding. An angle is formed between the outer blades and the vertical wall of the outer wall 405, for example 15 degrees, 20 degrees or 25 degrees, etc. The end opposite one end of the outer wall 405 of the blade attached to the outer blades 401 does not extend beyond the upper plane 406 of the main body and the lower plane 407 of the main body in the horizontal direction. Eighteen inner blades 403 are obliquely and fixedly attached to the inner wall 404 of the main body by welding, and an angle of, for example, 15 degrees, 20 degrees or 25 degrees, etc., is formed between the inner blades and the vertical wall 404 of the inner wall. In addition, the end opposite one end of the inner wall 404 of the blade attached to the inner blades 403 does not extend beyond the upper plane 406 of the main body and the lower plane 407 of the main body in the horizontal direction. The advantage of such an inclined configuration of the inner blades 401 and the outer blades 402 is that such a configurational direction of the blades usually coincides with the direction of the air flow flowing through the blades, so that it is easy to reduce the power loss of the air flow with an increase in the efficiency of the turbofan blades.

Внешние лопасти 401 и внутренние лопасти 402 по настоящему изобретению приварены к внешней стенке 405 основного корпуса и внутренней стенке 404 основного корпуса с углом закручивания спирали, составляющим 2°-5°. При повороте турбовентилятора происходит преобразование воздушного потока, подаваемого воздуходувкой воздушного потока, в тепловой поток, поднимающийся по спирали как торнадо, а воздушный поток быстро уходит вверх в расположенное выше открытое пространство.The outer blades 401 and inner blades 402 of the present invention are welded to the outer wall 405 of the main body and the inner wall 404 of the main body with a twist angle of 2 ° -5 °. When the turbofan is turned, the air flow supplied by the air flow blower is converted to a heat flow rising in a spiral like a tornado, and the air flow quickly goes up into the open space above.

Лопасти турбовентилятора равномерно распределены по внутренней стенке 404 основного корпуса и внешней стенке 405 основного корпуса с соотношением количества внутренних и внешних лопастей, составляющим 1:2. В настоящем изобретении предпочтительно наличие девяти лопастей внутри и восемнадцати лопастей снаружи. Поскольку конфигурации внутренних и внешних лопастей турбовентилятора различны, имеют место противоположные и чередующиеся распределения внутренних и внешних лопастей, что позволяет уменьшить потери энергии воздушного потока и обеспечить возможность более эффективного отбора энергии воздушного потока. Количество лопастей представляет собой самый важный параметр в настоящем изобретении, причем обеспечена возможность увеличения или уменьшения количества лопастей согласно практическим потребностям. Количество внутренних лопастей может быть выбрано равным 6 или 7 или 9 или 10 и т.д., а количество внешних лопастей может быть увеличено согласно увеличению количества внутренних лопастей и может быть уменьшено согласно уменьшению количества внутренних лопастей. Лопасти турбовентилятора имеют прямоугольную форму в развернутом состоянии. Кроме того, могут быть использованы лопасти, имеющие другую форму.The turbofan blades are evenly distributed over the inner wall 404 of the main body and the outer wall 405 of the main body with a ratio of the number of internal and external blades of 1: 2. In the present invention, it is preferable to have nine blades inside and eighteen blades outside. Since the configurations of the internal and external blades of the turbofan are different, there are opposite and alternating distributions of the internal and external blades, which allows to reduce the energy loss of the air flow and to provide the possibility of more efficient energy extraction of the air flow. The number of blades is the most important parameter in the present invention, and it is possible to increase or decrease the number of blades according to practical needs. The number of inner blades can be selected equal to 6 or 7 or 9 or 10, etc., and the number of outer blades can be increased according to an increase in the number of inner blades and can be reduced according to a decrease in the number of inner blades. The turbofan blades are rectangular in the expanded state. In addition, blades having a different shape may be used.

Принятая в этом варианте реализации настоящего изобретения монтажная конструкция турбовентилятора показана на фиг. 5, фиг. 7 и фиг. 7-1. Монтажная конструкция турбовентилятора содержит рабочий планетарный механизм 300, турбовентилятор 400, крепежное кольцо 600 резервуара для смазочного материала, рабочее зубчатое колесо 500. Турбовентилятор 400 размещен посредством установочного штифта 303 на рабочем планетарном механизме 300, причем установочный штифт 303 размещен на держателе 302 роликового колеса, а крепежное кольцо 600 резервуара для смазочного материала неподвижно закреплено на верхней плоскости 400 турбовентилятора посредством нескольких комплектов болтов. Верхняя плоскость крепежного кольца 600 резервуара для смазочного материала неподвижно присоединена к рабочему зубчатому колесу посредством нескольких комплектов болтов. После соединения комплектами болтов турбовентилятор 400, крепежное кольцо 600 резервуара для смазочного материала и рабочее зубчатое колесо представляют собой единую часть. При совершении поворота турбовентилятором крепежное кольцо 600 резервуара для смазочного материала и рабочее зубчатое колесо 500 также совершают поворот, так что отсутствуют явления сдвига и относительного смещения.The mounting structure of a turbofan adopted in this embodiment of the present invention is shown in FIG. 5, FIG. 7 and FIG. 7-1. The mounting structure of the turbofan includes a working planetary gear 300, a turbofan 400, a mounting ring 600 of the lubricant reservoir, a working gear 500. The turbofan 400 is placed by means of a mounting pin 303 on the working planetary gear 300, and the mounting pin 303 is placed on the holder 302 of the roller wheel, and the mounting ring 600 of the reservoir for the lubricant is fixedly mounted on the upper plane 400 of the turbofan with several sets of bolts. The upper plane of the mounting ring 600 of the lubricant reservoir is fixedly attached to the impeller by means of several sets of bolts. After the bolt assemblies are connected, the turbofan 400, the mounting ring 600 of the lubricant reservoir and the impeller are a single part. When the turbofan rotates, the retaining ring 600 of the lubricant reservoir and the impeller 500 also rotate, so that there are no phenomena of shear and relative displacement.

Крепежное кольцо 600 резервуара для смазочного материала присоединено к верхней поверхности турбовентилятора 400 посредством комплекта болтов. Крепежное кольцо 600 резервуара для смазочного материала присоединено к рабочему зубчатому колесу 500 посредством комплекта болтов, причем происходит попадание смазочного материала во внутреннюю часть крепежного кольца 600 резервуара для смазочного материала с возможностью реализации функции смазки и предупреждения появления ржавчины при работе турбовентилятора 400.The mounting ring 600 of the lubricant reservoir is attached to the upper surface of the turbofan 400 by means of a set of bolts. The fastener ring 600 of the lubricant reservoir is connected to the impeller 500 by means of a set of bolts, whereby the lubricant enters the inside of the fastener ring 600 of the lubricant reservoir with the possibility of realizing the lubrication function and preventing rust during operation of the turbofan 400.

Как показано на фиг. 7 и фиг. 7-1, группа рабочего планетарного механизма 300 содержит планетарный механизм 312, установочные штифты 303 и держатели 302 роликового колеса. Планетарный механизм 312 содержит внешнюю вогнутую поверхность 310 рабочего планетарного механизма, внутреннюю вогнутую поверхность 307 рабочего планетарного механизма, верхнюю вогнутую поверхность 307 рабочего планетарного механизма, верхнее основание 309 рабочего планетарного механизма и нижнее основание 311 рабочего планетарного механизма.As shown in FIG. 7 and FIG. 7-1, a working planetary gear group 300 includes a planetary gear 312, locating pins 303, and roller wheel holders 302. The planetary gear 312 comprises an outer concave surface 310 of the working planetary gear, an inner concave surface 307 of the working planetary gear, an upper concave surface 307 of the working planetary gear, an upper base 309 of the working planetary gear and a lower base 311 of the working planetary gear.

Планетарный механизм 312 представляет собой круговой планетарный механизм, содержащий три отдельных дугообразных элемента. Это означает, что планетарный механизм 312 содержит три сегмента, а каждый сегмент имеет на своих концах ломаную поверхность. Одна ломаная поверхность представляет собой вогнутый элемент, а другая ломаная поверхность представляет собой выступающий элемент, причем обеспечена возможность соединения переднего и заднего концов двух соседних сегментов в виде поверхности дуги. Такая конфигурация в виде трех сегментов имеет целью облегчение проектирования и сборки. В то же самое время, при такой конфигурации обеспечена возможность простого и без усилий захвата держателя 302 роликового колеса, размещенного вместе с роликовым колесом на планетарном механизме 312. После выполнения каждого сегмента планетарного механизма в виде соединяемого сегмента, эти три отдельных соединяемых сегмента соединяют посредством нескольких комплектов болтов, с образованием единого кругового планетарного механизма, при этом обеспечивается простота сборки и требования работы на мощности.The planetary gear 312 is a circular planetary gear containing three separate arcuate elements. This means that the planetary mechanism 312 contains three segments, and each segment has a broken surface at its ends. One broken surface is a concave element, and the other broken surface is a protruding element, and it is possible to connect the front and rear ends of two adjacent segments in the form of an arc surface. This three-segment configuration is intended to facilitate design and assembly. At the same time, with this configuration, it is possible to easily and effortlessly grip the roller wheel holder 302, which is placed together with the roller wheel on the planetary gear 312. After each segment of the planetary gear is made in the form of a connected segment, these three separate connected segments are connected by several sets of bolts, with the formation of a single circular planetary mechanism, while ensuring ease of assembly and the requirements of working at power.

Верхняя поверхность установочного штифта 303 представляет собой плоскость в виде круга, которая входит в контакт с нижней плоскостью турбовентилятора 400. Нижняя поверхность установочного штифта 303 представляет собой гладкую плоскость в виде круга, которая расположена на верхней плоскости держателя 302 роликового колеса, а верхняя плоскость держателя 302 роликового колеса больше нижней поверхности установочного штифта 303, так что компонент роликового колеса может быть легко установлен.The upper surface of the locating pin 303 is a circle plane that comes into contact with the lower plane of the turbofan 400. The lower surface of the locating pin 303 is a smooth plane in the form of a circle that is located on the upper plane of the roller wheel holder 302, and the upper plane of the holder 302 the roller wheel is larger than the lower surface of the mounting pin 303, so that the component of the roller wheel can be easily installed.

Роликовое колесо 306 содержит вал 305 роликового колеса, проходящий через маленькое отверстие на боковой панели держателя 302 роликового колеса, причем роликовое колесо 306 размещено на держателе 302 роликового колеса, и сходящаяся на конус цилиндрическая поверхность 304 роликового колеса 306 контактирует с верхней вогнутой поверхностью 308 планетарного механизма. Роликовое колесо обладает определенным центростремительным углом относительно центра планетарного механизма, что обеспечивает возможность кругового перемещения роликового колеса 306 вдоль планетарного механизма 312 при повороте турбовентилятора 400.The roller wheel 306 comprises a roller wheel shaft 305 extending through a small hole in a side panel of the roller wheel holder 302, the roller wheel 306 being placed on the roller wheel holder 302, and the tapering cylindrical surface 304 of the roller wheel 306 in contact with the upper concave surface 308 of the planetary gear . The roller wheel has a certain centripetal angle relative to the center of the planetary mechanism, which allows the circular movement of the roller wheel 306 along the planetary mechanism 312 when the turbofan 400 is rotated.

Внутренняя сторона держателя 302 роликового колеса захвачена внешней вогнутой поверхностью 310 планетарного механизма и внутренней вогнутой поверхностью 307 планетарного механизма. Нижняя плоскость держателя 302 роликового колеса примыкает к нижнему поддерживающему элементу 311 планетарного механизма, а внутренняя выступающая плоскость держателя 302 роликового колеса примыкает к верхнему поддерживающему элементу 309 планетарного механизма. Кроме того, турбовентилятор 400 не будет сходить с планетарного механизма 312 при вращении и выполнять перемещение вверх вместе с воздушным потоком при очень большой интенсивности ветра. Роликовое колесо 306 обладает определенным центростремительным углом относительно центра планетарного механизма 312, что обеспечивает возможность кругового перемещения роликового колеса 306 вдоль планетарного механизма 312, но не позволяет проводить перемещение по прямой линии или в других направлениях. В этом варианте реализации изобретения количество установочных штифтов 303, держателей 302 роликового колеса, валов 305 роликового колеса и сходящихся на конус цилиндрических поверхностей 304 роликового колеса равно пяти. Поскольку известно, что три точки определяют плоскость, количество вышеупомянутых компонентов может быть выбрано равным трем или четырем или шести или семи и т.д. Обеспечена возможность увеличения или уменьшения количества установочных штифтов 303, держателей 302 роликового колеса, валов 305 роликового колеса и сходящихся на конус цилиндрических поверхностей 304 роликового колеса согласно реальному размеру монтажной конструкции. Блоки, состоящие из установочных штифтов 303, держателей 302 роликового колеса, валов 305 роликового колеса и сходящихся на конус цилиндрических поверхностей 304 роликового колеса равномерно распределены на планетарном механизме 312.The inner side of the roller wheel holder 302 is captured by the outer concave surface 310 of the planetary gear and the inner concave surface 307 of the planetary gear. The lower plane of the roller wheel holder 302 is adjacent to the lower planetary gear supporting member 311, and the inner protruding plane of the roller wheel holder 302 is adjacent to the upper planetary gear supporting member 309. In addition, the turbofan 400 will not descend from the planetary gear 312 during rotation and perform an upward movement with the air flow at very high wind intensities. The roller wheel 306 has a certain centripetal angle relative to the center of the planetary gear 312, which allows the circular movement of the roller wheel 306 along the planetary gear 312, but does not allow movement in a straight line or in other directions. In this embodiment, the number of locating pins 303, roller wheel holders 302, roller wheel shafts 305 and tapering cylindrical surfaces of the roller wheel 304 is five. Since it is known that three points define a plane, the number of the aforementioned components can be selected equal to three or four or six or seven, etc. It is possible to increase or decrease the number of mounting pins 303, roller wheel holders 302, roller wheel shafts 305 and conical cylindrical surfaces of the roller wheel 304 according to the actual size of the mounting structure. Blocks consisting of locating pins 303, roller wheel holders 302, roller wheel shafts 305 and tapering cylindrical surfaces of the roller wheel 304 are uniformly distributed on the planetary gear 312.

Вариант 2 реализации настоящего изобретения:Option 2 implementation of the present invention:

Конструкция, монтажная конструкция и электрогенерирующая установка в этом варианте реализации изобретения такие же, как в варианте 1 реализации настоящего изобретения. Конструкция этого варианта реализации настоящего изобретения показана на фиг. 4 В. Стальная рама приварена к внутренней стенке турбовентилятора 400, центральный вал 210 присоединен к центру стальной рамы, пусковое устройство и тормоз 180 в виде направляющего стержня размещены на центральном валу 210. Инерция турбовентилятора 400 велика вследствие его большой массы, и таким образом турбовентилятор 400 начинает совершать поворот из неподвижного состояния медленно при воздействии на него энергии воздушного потока. Предусмотрено пусковое устройство для содействия началу работы турбовентилятора, принуждающее турбовентилятор 400 входить в рабочее состояние с высокой скоростью. При неправильной работе системы и необходимости проведения технического обслуживания турбовентилятор должен быть немедленно остановлен, при этом тормоз с направляющим стержнем открыт для остановки поворота турбовентилятора 400.The design, mounting structure and power generating installation in this embodiment of the invention are the same as in embodiment 1 of the implementation of the present invention. The construction of this embodiment of the present invention is shown in FIG. 4 B. The steel frame is welded to the inner wall of the turbofan 400, the central shaft 210 is attached to the center of the steel frame, the starter and brake 180 in the form of a guide rod are placed on the central shaft 210. The inertia of the turbofan 400 is large due to its large mass, and thus the turbofan 400 begins to make a turn from a stationary state slowly when exposed to the energy of the air flow. A starter is provided to facilitate the start of operation of the turbofan, forcing the turbofan 400 to enter the operating state at high speed. If the system malfunctions and requires maintenance, the turbofan should be stopped immediately, while the brake with the guide rod is open to stop the rotation of the turbofan 400.

Claims

1. A power generation system based on air flow energy, comprising an air supply system, a composite structure (030) with a turbofan, power generating units, a control device and an air duct, the air supply system being configured to raise the air flow entering the power generation system by based on air flow energy,
the bell (020) of the air flow in the air supply device is located in the lower part of the composite structure (030) with a turbofan,
a composite structure (030) with a turbofan is placed inside the air duct,
the rising air flow drives the composite structure (030) with a turbofan,
while the working gear wheel (500), connected to the composite structure (030) with a turbofan, rotates with it,
bringing into rotation a small gear wheel (900) in an electric generating installation, which engages with a working gear wheel (500) to rotate at high speed, and
electricity generation by the generator begins when the required angular velocity of the generating sets is reached,
the composite structure (030) with a turbofan contains a working planetary gear (300), a turbofan (400), a ring (600) for attaching the lubricant reservoir, and the control device contains a starting device (170) and an electromagnetic brake (700),
a turbofan (400) contains a plurality of blades that are helically mounted on the inner and outer walls of the main body,
the adjacent angle between the blades and the horizontal plane is 75 °, and the blades on the inner and outer walls are mounted on the inner and outer walls of the main body opposite each other and in alternating order with a ratio of the number of internal and external blades equal to 1: 2.

2. The system of claim 1, wherein
the composite structure with a turbofan is mounted rotatably counterclockwise in the horizontal direction.

3. The system of claim 1, wherein
a starting device (170) is mounted on the shaft of the small gear wheel and an electromagnetic brake (700) is mounted on the inner wall of the working gear.

4. The system of claim 3, wherein
the impeller (500) rotates horizontally counterclockwise.

5. The system of claim 1, wherein
the small gear (900) rotates in a horizontal direction clockwise.

6. The system of claim 1, wherein
said bell (020) for supplying an air stream comprises a bell (023) and at least one duct (022) for supplying an air stream.

7. The system of claim 6, wherein
the large opening of the socket (023) is directed upward, and the small opening of the socket (023) is directed downward,
a large opening of the socket (023) is in contact with the lower part of the concrete base plate (100),
the lower end of the socket (023) is connected to four ducts (022) for supplying an air flow with a 90 degree bend angle, each duct (022) for supplying an air flow is welded by means of a sheet of steel sheet with a thickness of 10 mm,
a powerful high-pressure blower (021) is placed in the horizontal channel of each duct (022) to supply air flow.

8. The system of claim 7, wherein
the mounting structure of the turbofan includes a working planetary gear (300), a ring (600) for fastening the reservoir for lubricant and a working gear wheel (500), moreover
the working planetary gear (300) comprises a planetary gear (312), locating pins (303) and roller wheel holders (302).

9. The system of claim 8, wherein
the holders (302) of the roller wheel are evenly distributed on the planetary gear (312), with each locating pin (303) being welded to the upper plane of each of the holders (302) of the roller wheel,
the inner side surface of each roller wheel holder (302) is fixed on the inner and outer concave surfaces of the movable guide,
and a roller wheel (306) is placed inside each holder (302) of the roller wheel.

10. The system of claim 8, wherein
the air duct contains a cylindrical wall (4), a passage (7) along the outer wall of the air duct and at least one fixed blade (2).

11. The system of claim 10, wherein
the specified fixed blade (2) have a spiral shape on the inner wall of the cylindrical wall (5) and is installed with an adjacent angle of 75 ° in the horizontal direction from the inner wall of the cylindrical wall (5).

12. The system of claim 1, wherein
each power generating installation comprises a multi-column power distributor (110), a transmission (120), a permanent magnet generator and a high voltage auxiliary electromagnetic power supply unit (130).