RU2778103C1 - Wind turbine for injecting air into the pool water (variants) - Google Patents
Wind turbine for injecting air into the pool water (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2778103C1 RU2778103C1 RU2021123934A RU2021123934A RU2778103C1 RU 2778103 C1 RU2778103 C1 RU 2778103C1 RU 2021123934 A RU2021123934 A RU 2021123934A RU 2021123934 A RU2021123934 A RU 2021123934A RU 2778103 C1 RU2778103 C1 RU 2778103C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- pipe
- water
- wind turbine
- blades
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 9
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 abstract 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 208000035051 Malignant migrating focal seizures of infancy Diseases 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 208000012054 malignant migrating partial seizures of infancy Diseases 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к ветродвигательным установкам, предназначенным для нагнетания кислорода воздуха в воду бассейнов очистных сооружений или в воду рек, озер и прудов, требующих экологического оздоровления их флоры и фауны. SUBSTANCE: invention relates to wind turbines intended for injection of atmospheric oxygen into the water of treatment facilities pools or into the water of rivers, lakes and ponds requiring ecological improvement of their flora and fauna.
Известны многочисленные подобные установки, содержащие в качестве привода ветроколеса, а в качестве исполнительного механизма различного вида компрессоры или насосы. Numerous similar installations are known, containing wind turbines as a drive, and various types of compressors or pumps as an actuator.
Известно, например, «Ветроколесо и головка автоматического агрегата с мембранным компрессором», [1], Шефтер Я. И. Использование энергии ветра. М, 1983, рис. 5.14, с.93. It is known, for example, "Wind wheel and the head of an automatic unit with a membrane compressor", [1], Shefter Ya. I. Use of wind energy. M, 1983, fig. 5.14, p.93.
Данная устройство содержит ветроустановку, ветроколесо которой механически соединено с мембранным компрессором, содержащим четыре рабочие камеры с всасывающими и нагнетающими воздух клапанами. This device contains a wind turbine, the wind wheel of which is mechanically connected to a membrane compressor containing four working chambers with air intake and discharge valves.
Недостатками данной установки являются значительная сложность конструкции, требующая постоянного обслуживания. Кроме того, пропеллерные (репеллерные) ветроколеса требуют для эффективной работы среднегодовые скорости ветра более 5 метров в секунду, что достаточно редко встречается на равнинных территориях РФ. The disadvantages of this installation are the significant complexity of the design, requiring constant maintenance. In addition, propeller (repeller) wind wheels require average annual wind speeds of more than 5 meters per second for efficient operation, which is quite rare in the flat territories of the Russian Federation.
Известна также установка для производства сжатого воздуха, использующая ветроколесо типа Дарье, нагруженное на винтовой компрессор, содержащая также конфузорный канал и аккумулятор сжатого воздуха [2], Кухарцев В. В., Спиридонов А. Г. Проблемы производства сжатого воздуха с помощью ветроустановок (МЭИ), «Промышленная энергетика», № 4, 2001, с. 40. There is also known an installation for the production of compressed air using a wind wheel of the Darrieus type, loaded on a screw compressor, also containing a confuser channel and a compressed air accumulator [2], Kukhartsev V. V., Spiridonov A. G. Problems of compressed air production using wind turbines (MPEI ), "Industrial Energy", No. 4, 2001, p. 40.
Недостатком этого устройства также является значительная сложность конструкции, требующая постоянного обслуживания персоналом. Ротор Дарье, кроме того, требует предварительной раскрутки и его лопасти с самолетным профилем крыла начинают эффективно работать только при скоростях ветра более 7…8 метров в секунду. The disadvantage of this device is also the significant complexity of the design, requiring constant maintenance by personnel. The Darrieus rotor, in addition, requires preliminary spin-up and its blades with an aircraft wing profile begin to work effectively only at wind speeds of more than 7 ... 8 meters per second.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и создание простого по конструкции устройства, не требующего постоянного обслуживания, и способного автономно работать без подвода электроэнергии на удаленных территориях в качестве нагнетателей кислорода воздуха в воду бассейнов, нуждающихся в аэробной обработке. The objective of the invention is to eliminate these shortcomings and create a device that is simple in design, does not require constant maintenance, and is capable of autonomous operation without power supply in remote areas as air oxygen blowers into the water of pools that need aerobic treatment.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в следующем: The technical result of the invention is as follows:
- в качестве нагнетателя воздуха применена многолопастная низкооборотная роторная с вертикальной осью вращения ветроустановка, закрепленная на несущей опоре, причем ось выполнена пустотелой в виде трубы, размещенной нижней частью в среде (воде) в которую нагнетается воздух;- as an air blower, a multi-blade low-speed rotary wind turbine with a vertical axis of rotation, mounted on a bearing support, is used, and the axis is made hollow in the form of a pipe, placed by the lower part in the medium (water) into which air is injected;
- между лопастями на оси устройства установлена цилиндрическая накопительная для воздуха емкость, оснащенная подпружиненными открывающимися во внутрь емкости клапанами, причем верхняя часть пустотелой трубы размещена в емкости и имеет перфорацию (отверстия);- between the blades on the axis of the device there is a cylindrical storage tank for air, equipped with spring-loaded valves that open into the inside of the tank, and the upper part of the hollow pipe is placed in the tank and has perforations (holes);
- к пустотелой оси-трубе через сальниковое уплотнение подключена неподвижная внешняя труба, также закрепленная на несущей опоре, к нижнему концу которой присоединены распределяющие воздух шланги (трубки) с перфорацией для выхода воздуха в воду на заданные расстояния;- a fixed outer pipe is connected to the hollow axis-pipe through a stuffing box seal, also fixed on a bearing support, to the lower end of which hoses (tubes) with perforations distributing air are connected to release air into the water at specified distances;
- к внешней неподвижной трубе, оснащенной обратным клапаном, подключен ниже обратного клапана дополнительный трубопровод, соединенный через регулирующий вентиль к баллону с кислородом.- to the external fixed pipe equipped with a check valve, an additional pipeline is connected below the check valve, connected through a control valve to the oxygen cylinder.
Технический результат достигается за счет того, что в ветроустановку с лопастями и вертикальной осью вращения, выполненную в виде трубы, установлена между лопастями накопительная для воздуха закрытая с верху емкость, оснащенная подпружиненными открывающимися во внутрь клапанами, вертикальная осевая труба, размещенная посредством подшипников на несущей опоре, одним концом закреплена в емкости и имеет перфорацию для входа в нее воздуха, а соосно с нижней частью этой трубы через сальниковое уплотнение присоединена закрепленная на опоре неподвижная труба, к выходу которой присоединены распределяющие воздух и размещенные в воде шланги с перфорацией. The technical result is achieved due to the fact that in a wind turbine with blades and a vertical axis of rotation, made in the form of a pipe, a storage tank for air, closed from the top, equipped with spring-loaded valves that open inward, is installed between the blades, a vertical axial pipe placed by means of bearings on a bearing support , at one end is fixed in the container and has a perforation for air entry into it, and coaxially with the lower part of this pipe, a fixed pipe fixed on a support is connected through a stuffing box seal, to the outlet of which the perforated hoses distributing air and placed in water are connected.
Технический результат достигается также за счет того, что в неподвижную трубу установлен обратный клапан, ниже которого к трубе присоединена трубка для подачи кислорода, соединенная через регулирующий вентиль с баллоном для хранения кислорода. The technical result is also achieved due to the fact that a non-return valve is installed in the fixed pipe, below which an oxygen supply pipe is connected to the pipe, connected through a control valve to an oxygen storage cylinder.
«Ветроустановка для нагнетания воздуха в воду бассейна» представлена на чертежах, где на фиг. 1 в разрезе общий вид устройства, а на фиг. 2- вид А-А."Wind turbine for forcing air into the water of the pool" is shown in the drawings, where in Fig. 1 in section, a general view of the device, and in Fig. 2- view A-A.
Ветроустановка содержит лопасти 1 ветроколеса, например, четыре по типу роторов Савониуса, между лопастями по центру устройства размещена накопительная для воздуха и закрытая сверху емкость 2, имеющая также четыре подпружиненных для открывания во внутрь клапана 3 (фиг. 2). Опорная осевая труба 4, являющаяся осью вращения ветроустановки, закреплена в подшипниках 5 на несущей опоре 6. Верхняя часть опорной трубы, находящаяся в накопительной емкости, имеет перфорацию для входа воздуха. Распределение воздуха на большие площади водоема обеспечивают расположенная соосно с вращающейся трубой неподвижная труба 7 через сальниковое уплотнение 8 также закрепленная на несущей опоре и присоединенные к ней распределяющие воздух перфорированные (с отверстиями) гибкие шланги 9, размещенные в водной среде бассейна. The wind turbine contains
Основание 10 ветроустановки размещается над водой на платформе 11 очистных сооружений или непосредственно на льду водоема для подачи воздуха или воздуха, обогащенного кислородом в зоны замора рыбы и также для повышения жизнеспособности других аэробных водных организмов. The base 10 of the wind turbine is placed above the water on the platform 11 of the treatment plant or directly on the ice of the reservoir to supply air or oxygen-enriched air to the fish kill zones and also to increase the viability of other aerobic aquatic organisms.
При необходимости использования внешнего источника кислорода неподвижную трубу оснащают обратным клапаном 12, а ниже его в трубу вводят трубку 13 подачи кислорода через регулирующий вентиль 14 от кислородного баллона 15. If it is necessary to use an external source of oxygen, the fixed pipe is equipped with a
«Ветроустановка для нагнетания воздуха в воду бассейна» работает следующим образом. Лопастные ветродвигатели типа Савониуса, типа Ворониных [3], а также других конструкций [4, 5, 6] c вертикальной осью вращения начинают работать при малых скоростях ветра, характерных для большинства территорий РФ. Под давлением ветрового потока V (фиг. 2) поочередно открываются подпружиненные клапаны 3, пропуская воздух в накопительную емкость 2, из которой через перфорацию верхней части осевой вращающейся трубы 4 воздух нагнетается во внутрь этой трубы. Далее, минуя сальниковое уплотнение 8 воздух поступает в не подвижную трубу 7 и через соединенные с ней гибкие шланги 9 с перфорацией распределяется по акватории водоема. "Wind turbine for forcing air into the pool water" works as follows. Vane wind turbines of the Savonius type, the Voronin type [3], as well as other designs [4, 5, 6] with a vertical axis of rotation begin to operate at low wind speeds typical for most territories of the Russian Federation. Under the pressure of the wind flow V (Fig. 2), spring-loaded
Для запущенных в экологическом смысле с погибающей флорой и фауной водоемов часто недостаточно подавать только воздух для их оздоровления, поэтому прибегают к насыщению кислородом подаваемого в воду воздуха. For water bodies neglected in an ecological sense with dying flora and fauna, it is often not enough to supply only air for their recovery, therefore, they resort to saturating the air supplied to the water with oxygen.
Также этот прием используют на очистных сооружениях и на других разных источниках сильно загрязненной воды. В таком случае неподвижную трубу 7 оснащают обратным клапаном 12, который не препятствует нагнетанию воздуха ветроустановкой, но не позволяет перемещаться кислороду вверх по трубе. При открывании регулируемого вентиля 14 кислород от баллона 15 поступает по трубке 13 в неподвижную трубу 7 и смешиваясь с воздухом в необходимой концентрации через распределительные шланги 9 подается в воду бассейна.Also, this technique is used in wastewater treatment plants and other different sources of heavily polluted water. In this case, the fixed pipe 7 is equipped with a
Предлагаемая конструкция имеет также высокий КПД, поскольку имеет только одно звено преобразования энергии ветра сразу в нагнетание воздуха в воду. В других подобных многозвенных установках производится преобразование энергии ветра сначала в механическую энергию генератора, вырабатывающего электроэнергию, а электроэнергия используется на механический привод насоса. Известно, что общий КПД многозвенных установок будет определяться перемножением КПД каждого звена и будет значительно ниже однозвенного варианта. The proposed design also has a high efficiency, since it has only one link for converting wind energy at once into forcing air into water. In other similar multi-link installations, wind energy is first converted into mechanical energy of a generator that generates electricity, and electricity is used to drive a pump mechanically. It is known that the overall efficiency of multi-link installations will be determined by multiplying the efficiency of each link and will be significantly lower than the single-link option.
В стране имеется огромное число запущенных с умирающей флорой и фауной рек, озер, хозяйственных водоемов, очистных сооружений и т. д. The country has a huge number of rivers, lakes, economic reservoirs, treatment facilities, etc., neglected with dying flora and fauna.
Предлагаемое устройство не сложно в изготовлении, не требует подвода электропитания, не нуждается в постоянном обслуживании, поэтому может располагаться на удаленных территориях. С учетом изложенного данную простую по конструкции «Ветроустановку для нагнетания воздуха в воду бассейна» можно рекомендовать для широкого применения в народном хозяйстве. The proposed device is not difficult to manufacture, does not require power supply, does not require constant maintenance, and therefore can be located in remote areas. In view of the foregoing, this simple in design "Wind turbine for pumping air into the water of the pool" can be recommended for widespread use in the national economy.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИSOURCES OF INFORMATION
1. Шефтер Я. И. Использование энергии ветра. М. 1983г., 200с. Рис. 5.14, с.93: «Ветроколесо и головка автоматического агрегата с мембранным компрессором».1. Shefter Ya. I. Use of wind energy. M. 1983, 200s. Rice. 5.14, p.93: "Wind wheel and head of an automatic unit with a membrane compressor."
2. Кухарцев В. В., Спиридонов А. Г. Проблема производства сжатого воздуха с использованием ветроустановок (МЭИ). «Промышленная энергетика», № 4, 2001г., с.40…42.2. Kukhartsev V. V., Spiridonov A. G. The problem of compressed air production using wind turbines (MPEI). "Industrial Energy", No. 4, 2001, pp. 40 ... 42.
3. Воронин Я. А., Воронин А. А. Ветро-водяной двигатель. Патент на изобретение СССР № 1654, кл. 88 b, c., заявленный 02. 10. 1924г.3. Voronin Ya. A., Voronin A. A. Wind-water engine. Patent for the invention of the USSR No. 1654, class. 88 b, c., filed 02.10.1924.
4. Попов А. И. Ротор. Патент РФ № 2246634. МПК F03D 3/00.4. Popov A. I. Rotor. RF patent No. 2246634. IPC F03D 3/00.
5. Попов А. И., Щеклеин С. Е. Роторный ветродвигатель. Патент на изобретение РФ № 2464443. МПК F03D 3/06.5. Popov A. I., Shcheklein S. E. Rotary wind turbine. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2464443.
6. Попов М. А., Попов Д. А., Попов А. И. Роторный ветродвигатель. Патент на полезную модель РФ № 31151. МПК F03D 1/02.6. Popov M. A., Popov D. A., Popov A. I. Rotary wind turbine. Utility model patent of the Russian Federation No. 31151.
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2778103C1 true RU2778103C1 (en) | 2022-08-15 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1671955A1 (en) * | 1989-04-24 | 1991-08-23 | А.Г.Дь ченко | Wind power station |
| US7029576B2 (en) * | 2001-02-06 | 2006-04-18 | Aerodyn Engineering Gmbh | Wind energy installation comprising a seawater or brackish water desalination plant |
| UA17940U (en) * | 2006-04-25 | 2006-10-16 | Mykola Illarionovych Trehub | Wind-power unit for water aeration |
| CN105822520A (en) * | 2016-03-30 | 2016-08-03 | 张爱军 | High-lift wind power water lifting station with a compressive flow guide hood |
| CN104533719B (en) * | 2014-10-27 | 2017-09-29 | 瑞安市源霸机械制造有限公司 | A kind of double-purpose wind-driven generator |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1671955A1 (en) * | 1989-04-24 | 1991-08-23 | А.Г.Дь ченко | Wind power station |
| US7029576B2 (en) * | 2001-02-06 | 2006-04-18 | Aerodyn Engineering Gmbh | Wind energy installation comprising a seawater or brackish water desalination plant |
| UA17940U (en) * | 2006-04-25 | 2006-10-16 | Mykola Illarionovych Trehub | Wind-power unit for water aeration |
| CN104533719B (en) * | 2014-10-27 | 2017-09-29 | 瑞安市源霸机械制造有限公司 | A kind of double-purpose wind-driven generator |
| CN105822520A (en) * | 2016-03-30 | 2016-08-03 | 张爱军 | High-lift wind power water lifting station with a compressive flow guide hood |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4444279B2 (en) | production equipment | |
| US6447243B1 (en) | Buoyancy prime mover | |
| US7713032B2 (en) | High pressure tide actuated fluid pump | |
| JP2011038762A (en) | Wind-powered energy saving temperature control air supply system | |
| US20080025852A1 (en) | Economical tide/wave/swell/wind/solar powered high pressure fluid pump | |
| US20060033341A1 (en) | Waterwheel powered air delivery device | |
| RU2778103C1 (en) | Wind turbine for injecting air into the pool water (variants) | |
| CA2875345A1 (en) | Floating methanization system | |
| CN208040643U (en) | A kind of piston type draws water/air pump | |
| CN208380739U (en) | Oscillaton water column type wave-power device | |
| CN102477995A (en) | Triangular rotor wind-energy water pump | |
| CN108374774A (en) | A kind of piston type draws water/air pump | |
| JP2000257544A (en) | Air energy utilization system using dams or surrounding facilities | |
| WO2021028761A1 (en) | Airlift actuated by a suction pump driven by wind energy or by sea wave energy | |
| KR20150142078A (en) | Submerged small hydro-power plant | |
| CN203269664U (en) | Water aeration oxygenation device with low power consumption and high efficiency | |
| US5611677A (en) | River pump device | |
| CN202152304U (en) | Auto-controlled oxygen increasing machine driven pneumatically by vertical-shaft windmill | |
| KR20220148405A (en) | Generation system using the Floating Power of Compressed Air | |
| CN209226668U (en) | A kind of curtain filler made of cord type biologic packing material | |
| CN118324313B (en) | A lake water aeration device based on the principle of static pressure transmission | |
| Eslamian et al. | Water Pumps for Irrigation: An Introduction | |
| US20250146473A1 (en) | Venturi wind power | |
| Sadhu et al. | The Application of Wind Power to Irrigation in Brazil | |
| CN2406078Y (en) | Device for generating electricity by utilizing sea waves and water flow |