RU2762884C1 - Wind generator - Google Patents
Wind generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2762884C1 RU2762884C1 RU2021106121A RU2021106121A RU2762884C1 RU 2762884 C1 RU2762884 C1 RU 2762884C1 RU 2021106121 A RU2021106121 A RU 2021106121A RU 2021106121 A RU2021106121 A RU 2021106121A RU 2762884 C1 RU2762884 C1 RU 2762884C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tower
- wind
- hub
- air flow
- nozzle
- Prior art date
Links
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
- F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
- F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
-
- 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
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/40—Ice detection; De-icing means
-
- 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
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/60—Cooling or heating of wind motors
-
- 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
- F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
- F03D80/80—Arrangement of components within nacelles or towers
-
- 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
- F03D9/22—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus producing heat
-
- 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
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
-
- 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
- Y02E10/728—Onshore wind turbines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к электрогенерирующим агрегатам, предназначенным для работы параллельно с энергосистемой. Изобретение может быть использовано для модернизации существующих ветрогенераторов, работающих в составе ветропарков.The invention relates to the field of wind energy, namely to power generating units designed to operate in parallel with the power system. The invention can be used to modernize existing wind generators operating as part of wind farms.
Известен ветрогенератор, содержащий башню с отверстиями в ней, гондолу с электромеханическим оборудованием, лопасти, хаб (патент РФ №2075644, 20.02.1995, МПК F03D 11/04).Known wind generator containing a tower with holes in it, a gondola with electromechanical equipment, blades, a hub (RF patent No. 2075644, 20.02.1995, IPC F03D 11/04).
Недостатки известного ветрогенератора:Disadvantages of the famous wind generator:
1. При забивании снегом и обледенении башенных отверстий, башня подвергается значительной колебательной ветровой нагрузке при сильных скоростях ветра.1. When the tower holes are clogged with snow and iced up, the tower is subjected to significant oscillatory wind load at high wind speeds.
2. В полезную механическую энергию превращается незначительная часть ветровой нагрузки.2. A small part of the wind load is converted into useful mechanical energy.
Заявляемая конструкция ветрогенератора устраняет эти недостатки.The claimed design of the wind generator eliminates these disadvantages.
Техническим результатом изобретения является снижение колебательного воздействия ветра на башню и повышение коэффициента использования ветровой нагрузки.The technical result of the invention is to reduce the oscillatory effect of the wind on the tower and increase the utilization rate of the wind load.
Технический результат достигается тем, что в ветрогенераторе, содержащем башню, гондолу с электромеханическим оборудованием, лопасти, хаб, согласно настоящему изобретению, на башне имеется неподвижно закрепленное спиральное ребро, создающее восходящий вращающийся вокруг оси башни воздушный поток, в верхней части башни имеется улиточная камера, закрепленная неподвижно на нижней части гондолы и преобразующая вращательное движение воздушного потока в кинетическую энергию, на выходе улиточной камеры имеется сопло и закрепленный на хабе обтюратор с отверстиями, которые расположены напротив тыльной поверхности каждой лопасти.The technical result is achieved by the fact that in a wind generator containing a tower, a gondola with electromechanical equipment, blades, a hub, according to the present invention, the tower has a fixed spiral rib that creates an ascending air flow rotating around the tower axis, in the upper part of the tower there is a snail chamber, fixed motionlessly on the lower part of the nacelle and converting the rotational motion of the air flow into kinetic energy, at the outlet of the snail chamber there is a nozzle and an obturator fixed to the hub with holes that are located opposite the rear surface of each blade.
Схема заявляемого ветрогенератора показана на фиг. 1, на которой изображен общий вид, и фиг. 2, на которой изображен сопловой узел.The scheme of the proposed wind generator is shown in Fig. 1, which shows a general view, and FIG. 2, which shows the nozzle assembly.
Позициями обозначены следующие элементы и узлы:Positions designate the following elements and nodes:
1 - башня с электрообогревом наружной поверхности,1 - tower with electric heating of the outer surface,
2 - спиральное ребро с электрообогревом наружной поверхности,2 - spiral rib with electric heating of the outer surface,
3 - улиточная камера,3 - snail chamber,
4 - гондола,4 - gondola,
5 - обтюратор,5 - shutter,
6 - лопасть,6 - blade,
7 - сопло,7 - nozzle,
8 - хаб,8 - hub,
9 - фронтальная ветровая нагрузка,9 - frontal wind load,
10 - сопловая нагрузка,10 - nozzle load,
11 - крутка воздуха в улиточной камере,11 - twisting air in the snail chamber,
12 - лицевая поверхность лопасти,12 - the front surface of the blade,
13 - тыльная поверхность лопасти.13 - the back surface of the blade.
На фиг. 1 и 2 тонкими штрихпунктирными линиями обозначены оси вращения и симметрии.FIG. 1 and 2, thin dash-dot lines indicate the axes of rotation and symmetry.
Гондола 4 обозначена как сборочный блок, включающий внутри себя электромехническую часть, узлы поворота вокруг башни 1, узлы поворота лопаток, механизмы торможения и площадки обслуживания (на фиг. 1 эти узлы условно не показаны).The
Назначение и взаимодействие элементов и узлов следующее.The purpose and interaction of elements and nodes is as follows.
Пустотелая башня 1 с электрообогревом наружной поверхности содержит внутри себя грузоподъемные узлы, электрические кабели с коммутаторами и преобразователями (на фиг. 1 эти узлы условно не показаны) и служит для размещения гондолы 4 с лопастями 6 на определенной высоте с сильными скоростями ветра.
Нижняя часть башни 1 опирается на фундамент, который установлен с заглублением в грунт (на фиг. 1 фундамент и грунт условно не показаны).The lower part of the
Спиральное ленточное ребро 2 с электрообогревом наружной поверхности, закрепленное на башне по всей высоте, служит для преобразования прямолинейного движения воздуха в составе ветровой нагрузки, во вращательное спиралевидное с восходящим потоком к верхней части башни.
Направление навивки спирального ребра должно совпадать с направлением вращения лопастей при виде со стороны башни 1 и гондолы 4.The direction of winding of the spiral rib should coincide with the direction of rotation of the blades when viewed from the side of
Ударное прямое действие потока воздуха на башню 1 при большой скорости ветра преобразуется за счет ленточного спирального ребра 2 во вращательное восходящее движение потока воздуха и при этом колебательные нагрузки гасятся.The shock direct action of the air flow on the
Применение ленточного спирального ребра 2 является отличительным признаком заявляемого изобретения, позволяющим получить положительный технический результат по гашению колебательной ветровой нагрузки на башню 1 при сильных скоростях ветра при одновременном получении восходящего потока воздуха внизу гондолы 4, который может быть преобразован в механическую энергию.The use of a
Улиточная камера 3 (фиг. 1 и фиг. 2) крепится снизу гондолы 4 и поворачивается вместе с ней вокруг оси башни 1.The snail chamber 3 (Fig. 1 and Fig. 2) is attached to the bottom of the
Снизу со стороны спирального ребра 2 улиточная камера 3 имеет свободный вход для восходящего вращающегося по направлению крутки 11 потока воздуха, а сверху выход закрыт днищем гондолы 4.From the bottom, from the side of the
Гондола 4 установлена на верхней части башни 1 с возможностью поворота вокруг ее оси и служит для размещения в ней электромеханических узлов и вала, на котором закреплен хаб 8 вместе с лопастями 6, а также для крепления улиточной камеры 3.The
Улиточная камера 3 служит для сбора, закрученного спиральным ребром 2 восходящего потока воздуха и увеличения параметра крутки, при котором происходит существенный рост кинетической энергии, передаваемой посредством сопла 7 на тыльную поверхность 13 лопасти. Сопло 7 служит для увеличения скорости движения воздуха и обеспечения локального воздействия в виде сопловой нагрузки 10 на тыльную поверхность лопасти 13.The
Наличие улиточной камеры 3 с соплом 7 является отличительным признаком, позволяющим достигнуть положительного технического решения по повышению коэффициента использования ветровой нагрузки.The presence of a
Обтюратор 5 представляет собой металлический диск, который крепится к хабу 8, вращается вместе с ним и имеет отверстия, расположенные по окружности напротив тыльной поверхности 13 каждой из лопастей 6 (на фиг. 2 отверстия позицией не обозначены).The
При вращении хаба 8 вместе с лопастями 6 вокруг оси вала генератора в момент совпадения отверстия обтюратора 5 с выходным отверстием сопла 7 через отверстие обтюратора направляется поток сопловой нагрузки 10 на тыльную поверхность 13 лопасти 6, с лицевой поверхности 12 которой действует фронтальная ветровая нагрузка 9.When the
Так как поверхности 12 и 13 наклонены в разные стороны, то крутящий момент со стороны ветровой нагрузки 9 увеличивается за счет сопловой нагрузки 10 и этим достигается повышение коэффициента использования ветровой нагрузки.Since the
При несовпадении отверстий обтюратора 5 с отверстием сопла 7 свободный выход потока воздуха перекрыт поверхностью обтюратора.If the holes of the
Заявляемый ветрогенератор работает следующим образом.The claimed wind generator works as follows.
Фронтальная ветровая нагрузка 9 действуя на поверхность 12 начинает вращать лопасти 6 вместе с хабом 8 и с обтюратором 5 относительно оси генератора (генератор позицией на фиг. 1 и 2 не обозначен).The
Одновременно неподвижным спиральным ребром 2 происходит закручивание прямолинейного ветрового потока в спиралевидный вихревой восходящий поток, поступающий в улиточную камеру 3.Simultaneously with a fixed
При появлении снега включается электрообогрев наружной поверхности башни 1 и спирального ребра 2.When snow appears, the electric heating of the outer surface of the
На этой стадии достигается положительный технический результат заявляемого изобретения по снижению колебательной ветровой нагрузки на башню 1 при сильных порывах ветра и устранения льдообразования, так как прямолинейное ударное действие потока воздуха преобразуется во вращательное вокруг башни за счет спирального ребра 2. Налипание снега и обледенение предотвращается за счет подогрева контактной поверхности башни 1 и ребра 2.At this stage, a positive technical result of the claimed invention is achieved to reduce the oscillatory wind load on the
В улиточной камере 3 восходящий спиралевидный поток воздуха дополнительно закручивается для увеличения кинетической энергии в направлении крутки 11 и подается через сопло 7 на тыльную поверхность 13 лопасти 6 при совпадении отверстий обтюратора 5 и сопла 7.In the
В этот момент на лицевую поверхность 12 действует фронтальная нагрузка 9, происходит увеличение коэффициента использования ветровой нагрузки за счет дополнительного усилия от сопловой нагрузки 10 и достигается положительный технический результат заявляемого изобретения по отношению к известной конструкции.At this moment,
При дальнейшем повороте хаба 8 после кратковременного перекрытия выходного отверстия сопла 7 сплошной поверхностью обтюратора к соплу 7 подходит следующая очередная лопасть 6 с отверстием в обтюраторе 5, через который сопловая нагрузка действует на поверхность 13 очередной лопасти, создавая дополнительный крутящий момент на валу ветрогенератора за счет увеличения коэффициента использования ветровой нагрузки.With a further turn of the
Далее весь процесс работы спирального ребра 2, улиточной камеры 3 сопла 7, обтюратора 5 и лопастей 6 повторяется.Further, the whole process of operation of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106121A RU2762884C1 (en) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | Wind generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021106121A RU2762884C1 (en) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | Wind generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2762884C1 true RU2762884C1 (en) | 2021-12-23 |
Family
ID=80039115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021106121A RU2762884C1 (en) | 2021-03-10 | 2021-03-10 | Wind generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2762884C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2075644C1 (en) * | 1995-02-20 | 1997-03-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Общемаш-Инжиниринг" | Wind-electric power plant tower |
RU2102630C1 (en) * | 1996-02-28 | 1998-01-20 | Алексей Федорович Мальцев | Windmill |
WO2019047501A1 (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-14 | 北京金风科创风电设备有限公司 | Wind power generation apparatus, tower barrel, and method for suppressing tower shadow effect of tower barrel |
RU2685160C2 (en) * | 2014-09-12 | 2019-04-16 | Чжучжоу Таймс Нью Материалс Текнолоджи Ко., Лтд | Method and device for prevention of wind generator blades icing |
US20210025371A1 (en) * | 2018-08-31 | 2021-01-28 | Beijing Goldwind Science & Creation Windpower Equipment Co., Ltd. | Wind power generator set, electromagnetic device, and heat exchange or drying device for iron core |
-
2021
- 2021-03-10 RU RU2021106121A patent/RU2762884C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2075644C1 (en) * | 1995-02-20 | 1997-03-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью Фирма "Общемаш-Инжиниринг" | Wind-electric power plant tower |
RU2102630C1 (en) * | 1996-02-28 | 1998-01-20 | Алексей Федорович Мальцев | Windmill |
RU2685160C2 (en) * | 2014-09-12 | 2019-04-16 | Чжучжоу Таймс Нью Материалс Текнолоджи Ко., Лтд | Method and device for prevention of wind generator blades icing |
WO2019047501A1 (en) * | 2017-09-11 | 2019-03-14 | 北京金风科创风电设备有限公司 | Wind power generation apparatus, tower barrel, and method for suppressing tower shadow effect of tower barrel |
US20210025371A1 (en) * | 2018-08-31 | 2021-01-28 | Beijing Goldwind Science & Creation Windpower Equipment Co., Ltd. | Wind power generator set, electromagnetic device, and heat exchange or drying device for iron core |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101383849B1 (en) | Omni-directional wind turbine | |
CA2665146C (en) | Wind turbine generator | |
DK2839146T3 (en) | Windkraftanlagen | |
US8137052B1 (en) | Wind turbine generator | |
RU2762884C1 (en) | Wind generator | |
KR102471788B1 (en) | rotor for electric generator | |
US20120082562A1 (en) | Wind turbine | |
WO2002053908A1 (en) | Vertical axis wind turbine | |
AU2002215254A1 (en) | Vertical axis wind turbine | |
KR100654246B1 (en) | Windmill for a wind power generator | |
US20200256317A1 (en) | Wind power installation | |
RU2310090C1 (en) | Wind power-generating device | |
KR101481433B1 (en) | Wind-power generator with rotated blade using solar heat | |
RU2235900C2 (en) | Low-power paddle-type wind-driven electric plant | |
GB2413367A (en) | Wind turbine | |
KR200413621Y1 (en) | Windmill for a wind power generator | |
CN216045117U (en) | Brake device of vertical axis wind turbine | |
KR102133201B1 (en) | Drag type wind generator with horizontal axis | |
RU188712U1 (en) | Photoelectric autonomous power station | |
RU2006665C1 (en) | Rotor-type windmill | |
RU2177562C1 (en) | Windmill-electric generating plant | |
KR100755739B1 (en) | The wind power generator with multiple spiral blades | |
RU2615287C1 (en) | Wind and hydraulic power unit with composite blades using magnus effect in flow (versions) | |
EA045856B1 (en) | IMPROVED HORIZONTAL WIND TURBINE | |
KR101035325B1 (en) | blade for wind power generation |