RU2663969C1 - Electric power generating module - Google Patents
Electric power generating module Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663969C1 RU2663969C1 RU2017115724A RU2017115724A RU2663969C1 RU 2663969 C1 RU2663969 C1 RU 2663969C1 RU 2017115724 A RU2017115724 A RU 2017115724A RU 2017115724 A RU2017115724 A RU 2017115724A RU 2663969 C1 RU2663969 C1 RU 2663969C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wheel
- axis
- rotor
- stator
- hydro
- Prior art date
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 11
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000009304 pastoral farming Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ветро-гидро-энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии, поступающей в энергетические системы или используемой для питания обособленных потребителей.The invention relates to the field of wind-hydro-energy and can be used to generate electricity supplied to energy systems or used to power isolated consumers.
Известна ветротурбинная установка (патент на изобретение РФ №2240442, МПК F03D 3/00, опубл.), содержащая ротор фрикционного типа, выполненный в виде вала, размещенного вертикально с возможностью вращения внутри корпуса и снабженного пластинами, установленными одна относительно другой на заданном расстоянии и имеющими форму дисков, между которыми по всему периметру ротора установлены лопасти турбинного типа, причем пластины и лопасти скреплены растяжками.Known wind turbine installation (patent for the invention of the Russian Federation No. 2240442,
Недостаток указанной конструкции ветротурбины заключается в ограниченной области ее применения, а также в ее сложности и недостаточной надежности.The disadvantage of this design of the wind turbine is the limited scope of its application, as well as its complexity and lack of reliability.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является модуль выработки электроэнергии по патенту Республики Казахстан №22192 (МПК F03D 03/00. опубл. 15.01.2010, бюл. №1), который состоит из следующих частей: вертикальной оси, на оси установлены две втулки с возможностью свободного поворота, к втулкам в диаметральном направлении прикреплены распорки, к которым крепятся лопасти. На нижней втулке соосно и жестко установлено зубчатое колесо, кинематически связанное со вторым зубчатым колесом, жестко установленным на валу генератора 8. Данный модуль работает следующим образом. На лопасти набегает ветер, лопасти начинают вращаться, вращение передается втулкам, зубчатому колесу, и второму зубчатому колесу, которое вращает вал генератора.Closest to the proposed invention is the power generation module according to the patent of the Republic of Kazakhstan No. 222192 (IPC F03D 03/00. Publ. 15.01.2010, bull. No. 1), which consists of the following parts: a vertical axis, two bushings are installed on the axis with the possibility free rotation, spacers are attached to the bushings in the diametrical direction, to which the blades are attached. A gear wheel coaxially and rigidly mounted on the lower sleeve is kinematically connected to a second gear wheel rigidly mounted on the shaft of the generator 8. This module operates as follows. The wind rushes on the blades, the blades begin to rotate, the rotation is transmitted to the bushes, the gear, and the second gear, which rotates the generator shaft.
К недостаткам устройства по патенту KZ №22192 также следует отнести ограниченную область его применения, поскольку он может использовать только энергию воздушного потока. Кроме того, энергия вращения передается через передаточный механизм в виде зубчатых колес, что усложняет его конструкцию и снижает надежность и эффективность его работы.The disadvantages of the device according to the patent KZ No. 222192 should also include a limited area of its application, since it can only use the energy of the air flow. In addition, the rotational energy is transmitted through the transmission mechanism in the form of gears, which complicates its design and reduces the reliability and efficiency of its work.
Задача (технический результат), решаемая предлагаемым изобретением, заключается в расширении области применения и повышении эффективности использования энергии водного и/или воздушного потока за счет исключения потерь при передаче энергии вращения к электрогенератору.The problem (technical result), solved by the invention, is to expand the scope and increase the efficiency of energy use of water and / or air flow by eliminating losses during transmission of rotational energy to the generator.
Поставленная задача решается тем, что модуль выработки электроэнергии включает ось, на которой установлены вращающиеся втулки с прикрепленным к ним ветровым колесом, ротор и статор электрогенератора. Согласно предлагаемому изобретению модуль дополнительно снабжен гидроколесом, на наружной цилиндрической поверхности которого закреплены лопасти. Ось выполнена полой. Статор электрогенератора герметично закреплен на оси, вращающиеся втулки установлены на оси по обе стороны от статора. На втулках закреплены охватывающий статор герметичный ротор электрогенератора и охватывающее ротор гидроколесо. На втулке, расположенной с противоположной от гидроколеса стороны оси, закреплено ветроколесо с лопастями. Причем, гидроколесо и ветроколесо установлены с возможностью демонтажа.The problem is solved in that the power generation module includes an axis on which rotating sleeves are mounted with a wind wheel attached to them, a rotor and a stator of an electric generator. According to the invention, the module is further provided with a hydro-wheel, on the outer cylindrical surface of which the blades are fixed. The axis is hollow. The stator of the electric generator is hermetically fixed on the axis, the rotating sleeves are mounted on the axis on both sides of the stator. An airtight generator rotor enclosing the stator and a hydraulic wheel enclosing rotor are fixed to the bushings. On the sleeve, located on the opposite side of the axle from the hydro-wheel, a wind wheel with blades is fixed. Moreover, the hydro-wheel and wind-wheel are installed with the possibility of dismantling.
Ротор электрогенератора может быть выполнен в виде герметично установленного на втулках кожуха, на внутренней цилиндрической поверхности которого установлены постоянные магниты.The rotor of the generator can be made in the form of a hermetically mounted casing on the bushings, on the inner cylindrical surface of which are installed permanent magnets.
Также ротор электрогенератора может быть выполнен в виде герметично установленного на втулках кожуха, на внутренней цилиндрической поверхности которого установлены обмотки возбуждения электромагнитного поля, а на наружной цилиндрической поверхности - солнечные фотоэлементы, подключенные к обмотке возбуждения. В цилиндрических стенках гидроколеса между лопастями в этом случае выполнены сквозные окна.Also, the rotor of the electric generator can be made in the form of a casing hermetically mounted on the bushings, on the inner cylindrical surface of which the electromagnetic field excitation windings are installed, and on the outer cylindrical surface - solar photocells connected to the excitation winding. Through cylindrical walls of the hydro-wheel between the blades in this case, through windows are made.
Снабжение устройства установленными с возможностью демонтажа гидроколесом и ветроколесом позволяет расширить область его применения за счет использования энергии не только воздушного, но и водного потока.The supply of the device installed with the possibility of dismantling the hydro-wheel and wind-wheel allows you to expand the scope of its application due to the use of energy not only air but also water flow.
Герметичность статора и ротора электрогенератора также позволяют использовать предлагаемое устройство в ветро- и гидроэнергетике. При этом размещение ротора и статора на полой оси позволяют передавать энергию вращения непосредственно к ротору без использования промежуточных передаточных механизмов, что обеспечивает повышение эффективности использования энергии водного и/или воздушного потока.The tightness of the stator and rotor of the generator also allow the use of the proposed device in wind and hydropower. Moreover, the placement of the rotor and stator on the hollow axis allows the transmission of rotational energy directly to the rotor without the use of intermediate transmission mechanisms, which ensures an increase in the energy efficiency of the water and / or air flow.
Изобретение поясняется чертежом, на котором схематически представлен заявляемый модуль, вид сбоку в разрезе.The invention is illustrated in the drawing, which schematically shows the inventive module, a side view in section.
Предлагаемый модуль выработки электроэнергии включает полую ось 1, на которой установлены вращающиеся втулки 2 и 3. Статор 4 электрогенератора герметично закреплен на оси 1, вращающиеся втулки 2 и 3 установлены на оси 1 по обе стороны от статора 4. На втулках 2 и 3 закреплены охватывающий статор 4 герметичный ротор 5 электрогенератора и охватывающее ротор 5 гидроколесо 6. На наружной цилиндрической поверхности гидроколеса 6 закреплены лопасти 7. На втулке 3, расположенной с противоположной от гидроколеса 6 стороны оси 1, закреплено ветроколесо 8 с лопастями 9. Причем гидроколесо 6 и ветроколесо 8 установлены с возможностью демонтажа.The proposed power generation module includes a
Ротор 5 электрогенератора может быть выполнен в виде герметично установленного на втулках кожуха, на внутренней цилиндрической поверхности которого установлены постоянные магниты 10.The
Также ротор 5 электрогенератора может быть выполнен в виде герметично установленного на втулках кожуха, на внутренней цилиндрической поверхности которого установлены постоянные магниты 10 и/или обмотки 11 возбуждения электромагнитного поля, а на наружной цилиндрической поверхности - солнечные фотоэлементы 12, подключенные к обмотке 11 возбуждения. В цилиндрических стенках гидроколеса 6 между лопастями в этом случае выполнены сквозные окна (не показано).Also, the
Установка кожуха на втулках 2 и 3 обеспечивает жесткое соединение втулок 2 и 3. Для еще большей прочности модуль может быть снабжен дополнительными стопорами, ограничивающими перемещение вдоль оси 1 системы «ротор-ветроколесо-втулки».The installation of the casing on the
Внутри полой оси 1 размещают кабели для подачи вырабатываемой устройством электроэнергии к потребителю.Inside the
Предлагаемый модуль выработки электроэнергии работает следующим образом.The proposed power generation module operates as follows.
При совпадении направлений водного и воздушного потоков устанавливают модуль вертикально таким образом, чтобы гидроколесо 6 было погружено в воду, а ветроколесо 8 находилось над поверхностью воды. Потоки воды и воздуха начинают вращать соответственно гидроколесо 6 и ветроколесо 8, закрепленные на втулках 2 и 3. Втулки 2 и 3 вращаются вокруг оси 1 и, соответственно, кожух ротора 5 электрогенератора вращается с той же скоростью. Установленные на внутренней поверхности кожуха постоянные магниты 10 создают вращающееся магнитное поле, что обеспечивает появление электрического тока в обмотках закрепленного на оси 1 статора 4 электрогенератора. По размещенным внутри полой оси 1 кабелям (не показано) вырабатываемый электрический ток поступает к потребителю.When the directions of water and air flows coincide, the module is installed vertically so that the hydro-
В другом исполнении ротора 5 электрогенератора солнечный свет через слой воды и сквозные окна поступает на установленные наружной цилиндрической поверхности кожуха солнечные фотоэлементы 12. Вырабатываемый солнечными фотоэлементами 12 электрический ток питает обмотку 11 возбуждения электромагнитного поля. Вращение кожуха происходит так же, как и в описанном выше примере. В результате вращения кожуха создается вращающееся магнитное поле от постоянных магнитов 10 и/или обмотки возбуждения 11, что обеспечивает появление электрического тока в обмотках статора 4 электрогенератора.In another embodiment of the
Гидроколесо 6 и ветроколесо 8 можно демонтировать. В этом случае устройство будет использовать соответственно только энергию потока воздуха или энергию потока воды. Принцип работы устройства при этом не изменится.Hydro-
Таким образом, предлагаемое устройство в качестве рабочего потока может использовать поток воздуха, воды или их сочетание. При этом энергия рабочих потоков без потерь используется для создания вращающегося магнитного поля, что существенно повышает эффективность работы предлагаемого модуля.Thus, the proposed device as a working stream can use a stream of air, water, or a combination thereof. The energy of the work flows without loss is used to create a rotating magnetic field, which significantly increases the efficiency of the proposed module.
Предлагаемый модуль может использоваться как самостоятельная гидроэлектростанция при снабжении его электрическими проводами, соединяющими обмотки статора 4 электрогенератора с потребителями электроэнергии. Также предлагаемый модуль может использоваться как элемент более сложной конструкции электростанции.The proposed module can be used as an independent hydroelectric power station by supplying it with electric wires connecting the stator windings 4 of the electric generator with electricity consumers. Also, the proposed module can be used as an element of a more complex design of the power plant.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017115724A RU2663969C1 (en) | 2017-05-03 | 2017-05-03 | Electric power generating module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017115724A RU2663969C1 (en) | 2017-05-03 | 2017-05-03 | Electric power generating module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2663969C1 true RU2663969C1 (en) | 2018-08-13 |
Family
ID=63177392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017115724A RU2663969C1 (en) | 2017-05-03 | 2017-05-03 | Electric power generating module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2663969C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110219775A (en) * | 2019-07-11 | 2019-09-10 | 贵州鸿霖农业科技有限公司 | A kind of multidirectional power generator of wind-power hydraulic |
RU2766497C1 (en) * | 2021-03-05 | 2022-03-15 | Денис Валентинович Тяглин | Wind farm |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1511458A1 (en) * | 1988-01-26 | 1989-09-30 | Таджикский Научно-Исследовательский Отдел Энергетики | Unit for converting fluid power |
RU2103782C1 (en) * | 1996-06-14 | 1998-01-27 | Аполлон Анатольевич Ломанов | Multipurpose generator |
US20140333072A1 (en) * | 2010-08-10 | 2014-11-13 | Us Green Energy Solutions, Llc | Airflow power generator |
RU2579283C1 (en) * | 2015-04-15 | 2016-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Санкт-Петербургская электротехническая компания" | Underwater tidal power plant |
CN105649884A (en) * | 2015-12-30 | 2016-06-08 | 扈青丽 | Offshore wind energy and ocean tide energy combined power generation platform |
-
2017
- 2017-05-03 RU RU2017115724A patent/RU2663969C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1511458A1 (en) * | 1988-01-26 | 1989-09-30 | Таджикский Научно-Исследовательский Отдел Энергетики | Unit for converting fluid power |
RU2103782C1 (en) * | 1996-06-14 | 1998-01-27 | Аполлон Анатольевич Ломанов | Multipurpose generator |
US20140333072A1 (en) * | 2010-08-10 | 2014-11-13 | Us Green Energy Solutions, Llc | Airflow power generator |
RU2579283C1 (en) * | 2015-04-15 | 2016-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Санкт-Петербургская электротехническая компания" | Underwater tidal power plant |
CN105649884A (en) * | 2015-12-30 | 2016-06-08 | 扈青丽 | Offshore wind energy and ocean tide energy combined power generation platform |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110219775A (en) * | 2019-07-11 | 2019-09-10 | 贵州鸿霖农业科技有限公司 | A kind of multidirectional power generator of wind-power hydraulic |
RU2766497C1 (en) * | 2021-03-05 | 2022-03-15 | Денис Валентинович Тяглин | Wind farm |
WO2022186725A1 (en) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | Денис Валентинович ТЯГЛИН | Wind power installation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7652388B2 (en) | Wave-flow power installation | |
RU2008118062A (en) | DIRECT-DRIVE GENERATOR OR ENGINE FOR A WIND OR HYDRO POWER INSTALLATION OR A SHIP AND METHOD FOR ASSEMBLING SUCH INSTALLATION | |
WO2013112573A3 (en) | Power conversion and energy storage device | |
US8461711B2 (en) | Counter rotation subsurface current generator | |
CN104454299A (en) | Direct driving vertical axis current power generation devices for underwater vehicle | |
RU2663969C1 (en) | Electric power generating module | |
CN109340036B (en) | Tidal current energy power generation device | |
JP2016500417A (en) | Hydroelectric power plants for utilizing the energy of guided or unrestricted water streams | |
RU2453725C2 (en) | Power-generating device | |
GB2449436A (en) | Fluid driven generator | |
RU2508467C2 (en) | Submersible monoblock microhydro power plant | |
JP3214546U (en) | Hybrid compact power generator | |
CN102767458A (en) | Tidal current energy generator | |
KR101163406B1 (en) | A wind power generation apparatus for high-efficiency | |
KR102155781B1 (en) | Water flow driven type hydropower plant having exposed generator | |
CN202100374U (en) | Hollow through-flow horizontal axis direct drive tidal power generating device | |
CN107124071B (en) | Integrated ocean current energy collection device | |
RU178822U1 (en) | ELECTRICITY POWER MODULE | |
RU182303U1 (en) | HYDRAULIC WHEEL | |
CN203383973U (en) | Magnetic suspension hydraulic generator | |
RU2382231C2 (en) | Hydro-generator driven by sea current | |
Popescu et al. | Aspects regarding the application of electric generators to wind energy conversion using counter rotating turbines | |
KR20110063994A (en) | Current energy power generation apparatus having simple structure | |
RU2372519C2 (en) | Wind power plant | |
KR102038615B1 (en) | High effciency electricity generation device |