RU2802909C1 - Mobile rotary wind power plant - Google Patents
Mobile rotary wind power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2802909C1 RU2802909C1 RU2022132486A RU2022132486A RU2802909C1 RU 2802909 C1 RU2802909 C1 RU 2802909C1 RU 2022132486 A RU2022132486 A RU 2022132486A RU 2022132486 A RU2022132486 A RU 2022132486A RU 2802909 C1 RU2802909 C1 RU 2802909C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- holder
- rotary wind
- mobile rotary
- wind farm
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Данное изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветряным электростанциям, работающим от действия ветрового потока воздуха.This invention relates to wind energy, in particular to wind power plants powered by wind air flow.
В настоящее время, конструкция используемых ветровых электростанций (далее, ВЭС) не претерпевает существенных изменений и достигла пика своего эволюционного развития, однако задачи по повышению мощности, КПД, эффективности работы ВЭС, стоят как никогда остро, в связи с постоянным поднятием цен на топливо и его образующемся дефиците во многих районах на планете, кроме того, существует проблема оперативной временной подачи энергии при чрезвычайных ситуациях, авариях, ремонтных работах, при которых нужно быстро развернуть установку и обеспечить бесперебойную подачу энергии.Currently, the design of used wind power plants (hereinafter, WPP) does not undergo significant changes and has reached the peak of its evolutionary development, however, the tasks of increasing the power, efficiency, and operating efficiency of WPPs are more acute than ever, due to the constant rise in fuel prices and its emerging deficit in many areas of the planet; in addition, there is the problem of prompt temporary energy supply in emergencies, accidents, and repair work, during which it is necessary to quickly deploy the installation and ensure an uninterrupted supply of energy.
Широко известны ВЭС крыльчатой конструкции, однако данный тип устройств является стационарными, поскольку требуют основательного крепления на поверхности, их эффективность и КПД работы, с учетом их габаритов, недостаточно высока, а конструкция сложная и громоздкая и может применяться далеко не везде.Wind turbines of a winged design are widely known, but this type of device is stationary because it requires solid mounting on the surface, their efficiency and operating efficiency, taking into account their dimensions, is not high enough, and the design is complex and cumbersome and cannot be used everywhere.
В качестве прототипа может быть принят патент RU 2115825 U1, 20.07.1998, раскрывающий ветряную роторную электростанцию, содержащую не менее двух парусных ветродвигателей, при этом, ветродвижители состоят из двух прямоугольных пластин, параллельные тросы гибкого вала, передающие вращение от ветродвигателей к генератору, гибкий вал, связанный с реями, на которые навешены ветродвижители, и с подшипником вверху, при этом оба троса гибкого вала зафиксированы в вырезах - четырех отверстиях, через которые пропускается фал и осуществляется последовательный подъем реи вверх по тросам гибкого вала, а другой конец фала перекидывается через неподвижный блок - ролик.As a prototype, the patent RU 2115825 U1, 07/20/1998, disclosing a wind rotor power plant containing at least two sail wind turbines, the wind turbines consisting of two rectangular plates, parallel cables of a flexible shaft transmitting rotation from the wind turbines to the generator, flexible a shaft connected to the yards on which the wind turbines are hung, and with a bearing at the top, while both cables of the flexible shaft are fixed in the cutouts - four holes through which the halyard is passed and the yard is sequentially lifted up along the cables of the flexible shaft, and the other end of the halyard is thrown through fixed block - roller.
Его недостатком является то, что устройство не может быть мобильным, имеет сложную конструкцию, низкий КПД при больших габаритах.Its disadvantage is that the device cannot be mobile, has a complex design, and low efficiency with large dimensions.
В основу данного изобретения поставлена задача разработать конструкцию мобильной роторной ветроэлектростанции, устраняющей указанные недостатки известного устройства.The basis of this invention is the task of developing a design for a mobile rotary wind power plant that eliminates these disadvantages of the known device.
Техническим результатом является повышение эффективности и КПД устройства с одновременной компактностью и мобильностью.The technical result is to increase the efficiency and efficiency of the device with simultaneous compactness and mobility.
Данный технический результат достигается тем, что мобильная роторная ветроэлектростанция (ВЭС), содержащая,This technical result is achieved by the fact that a mobile rotary wind power station (WPP), containing,
по меньшей мере, два опорных борта, связанных посредством каркасного основания,at least two supporting sides connected by a frame base,
на каркасном основании установлены основная и вспомогательная пара стоек, при этом между основной парой стоек закреплена с возможностью поворота во втулках, поворотная штанга, а между вспомогательной парой стоек закреплена опорная штанга,a main and auxiliary pair of racks are installed on the frame base, while a rotating rod is fixed between the main pair of racks with the possibility of rotation in bushings, and a support rod is fixed between the auxiliary pair of racks,
поворотная штанга включает жестко связанный с ней держатель, включающий ротор, конический редуктор с рабочим валом ротора, а также выходной вал, проходящий через держатель, выполненный с возможностью передавать вращательное движение от ротора на электрогенератор, при этом держатель также включает крепежные элементы для фиксации в них обтекателя вокруг и по ширине указанного ротора,the rotary rod includes a holder rigidly connected to it, including a rotor, a bevel gearbox with a working shaft of the rotor, as well as an output shaft passing through the holder, configured to transmit rotational motion from the rotor to the electric generator, wherein the holder also includes fastening elements for fixing therein fairing around and across the width of said rotor,
рабочий вал ротора связан с рассекателем воздуха, выполненным, в своей основе, в виде конуса с закругленными внутрь сторонами, вокруг рассекателя воздуха размещены, по меньшей мере, два опорных кольца, на которых установлены профильные лопатки, пропускающие через свою поверхность воздух для создания вращательного движения ротора.the working shaft of the rotor is connected to an air divider, which is made, basically, in the form of a cone with sides rounded inward; at least two support rings are placed around the air divider, on which profile blades are installed, passing air through their surface to create a rotational movement rotor.
Опорный борт выполнен в виде плавучего буля.The supporting board is made in the form of a floating boule.
Поворотная штанга включает приводную передачу, связанную с механизмом подъема-опускания.The rotating rod includes a drive gear associated with the lifting and lowering mechanism.
Механизм подъема-опускания выполнен в виде мотор - редуктора.The lifting and lowering mechanism is made in the form of a gear motor.
Приводная передача выполнена в виде приводной шестерни.The drive transmission is made in the form of a drive gear.
Крепежные элементы выполнены в виде проушин с отверстиями под болты.The fastening elements are made in the form of lugs with holes for bolts.
Профильные лопатки выполнены с возможностью менять угол их наклона.The profile blades are made with the ability to change their angle of inclination.
Далее, предложенное изобретение будет подробно рассмотрено с учетом иллюстраций, где на:Next, the proposed invention will be discussed in detail taking into account illustrations, where:
Фиг. 1 - представлен вид сбоку мобильной роторной ветроэлектростанции в рабочем состоянии;Fig. 1 is a side view of a mobile rotary wind power plant in operating condition;
Фиг. 2 - представлен вид сбоку мобильной роторной ветроэлектростанции в транспортном состоянии;Fig. 2 - shows a side view of a mobile rotary wind power plant in a transport state;
Фиг. 3 - представлен вид спереди мобильной роторной ветроэлектростанции в транспортном состоянии;Fig. 3 is a front view of a mobile rotary wind power plant in a transport state;
Фиг. 4 - увеличенный фрагмент редуктора вид А;Fig. 4 - enlarged fragment of the gearbox, view A;
Фиг. 5 - представлен ротор, вид сверху;Fig. 5 - the rotor is shown, top view;
Фиг. 6 - представлено сечение профильных лопаток, вид Б;Fig. 6 - shows a cross-section of profile blades, view B;
Фиг. 7 - представлен ротор, вид сбоку;Fig. 7 - the rotor is shown, side view;
Фиг. 8 - представлен ротор, в изометрии;Fig. 8 - the rotor is presented, in isometry;
Фиг. 9 - увеличенный фрагмент ротора, вид В,Fig. 9 - enlarged fragment of the rotor, view B,
где позиции:where are the positions:
1 - опорный борт;1 - support board;
2 - каркасное основание;2 - frame base;
3 - основная пара стоек;3 - main pair of racks;
4 - вспомогательная пара стоек;4 - auxiliary pair of racks;
5 - поворотная штанга;5 - rotating rod;
6 - опорная штанга;6 - support rod;
7 - держатель;7 - holder;
8 - ротор;8 - rotor;
9 - конический редуктор;9 - bevel gear;
10 - рабочий вал;10 - working shaft;
11 - выходной вал;11 - output shaft;
12 - электрогенератор;12 - electric generator;
13 - профильные лопатки;13 - profile blades;
14 - рассекатель воздуха;14 - air divider;
15 - опорные кольца;15 - support rings;
16 - обтекатель;16 - fairing;
Мобильная роторная ВЭС, содержит, по меньшей мере, два опорных борта 1, связанных посредством каркасного основания 2. Количество опорных бортов может быть большим, например четыре, шесть штук и пр. для лучшей устойчивости ВЭС. Как вариант, опорный борт 1 мажет быть выполнен в виде плавучего буля, для использования ВЭС не только на суше, но и в пределах водоема, например в прибрежной морской зоне, где, как правило поток ветра более стабилен. Материал и форма булей, при их использовании, может быть различными и не ограничиваться каким-либо выполнением, однако очевидно, они должны обеспечивать достаточную грузоподъемность и устойчивость на воде всей конструкции.A mobile rotary wind farm contains at least two
Каркасное основание 2 выполнено в виде единого каркаса, предпочтительно прямоугольной формы, например, из металлопрофиля, для обеспечения единой жесткой конструкции устройства и выполнения необходимой обвязки устройства ее узлами и элементами.The
На каркасном основании 2 установлены основная 3 и вспомогательная 4 пара стоек. Данные, основная 3 и вспомогательная 4 пара стоек, как правило, выполняются из металла и жестко или разъемно крепятся на элементах каркасного основания 2.The main 3 and auxiliary 4 pairs of racks are installed on the
Между основной парой стоек 3 горизонтально закреплена поворотная штанга 5. Поворотная штанга 5 крепится во втулках, или иных узлах вращения, например в подшипниковых узлах, с возможностью поворота вокруг оси поворотной штанги 5. Предпочтительно, поворотная штанга 5 включает приводную передачу, например, приводную шестерню, связанную с механизмом подъема-опускания, выполненного, например, в виде мотор-редуктора, выходной вал которого взаимодействует с приводной передачей, для осуществления автоматизированного подъема-опускания ротора 8, при переходе устройства от сложенного (транспортируемого) состояния в рабочее, либо при чрезмерно сильном ветре. При этом устройство может осуществлять переход в сложенное и рабочее состояние в автоматическом режиме, в зависимости от скорости ветра и/или при выключении электроэнергии.A rotating
Между вспомогательной парой стоек 4 закреплена опорная штанга 6, которая служит для опирания на нее держателя 7 с ротором 8 в транспортировочном (сложенном) положении ВЭС, либо при чрезмерно сильном ветре.A
Поворотная штанга 5 включает жестко связанный с ней держатель 7. Держатель 7 в своей конструкции включает ротор 8, конический редуктор 9 с рабочим валом 10 ротора, а также выходной вал 11, проходящий через держатель 7, выполненный с возможностью передавать вращательное движение через указанные валы 10,11 от ротора 8 на электрогенератор 12.The rotating
Конический редуктор 9 предпочтительно выполняется в толще держателя 7, для исключения попадания на него пыли, грязи, воды и обеспечения более легкого его вращения. Выходной вал 11 также предпочтительно проходит через корпус держателя 7, например, в соответствующем его внутреннем отверстии. Передача вращения с выходного вала 11 на электрогенератор 12 может осуществляться по различным схемам, как с использованием дополнительных узлов (редукторов, валов, передач), так и напрямую с выходного вала 11 на электрогенератор 12. Электрогенератор 12 может содержать генератор переменного тока и выпрямительный блок, для выравнивания вырабатываемого электрического тока.The
Держатель 7 также включает крепежные элементы для фиксации в них обтекателя 16, размещенного вокруг и по ширине ротора 8. Крепежные элементы выполнены, например, в виде проушин с отверстиями под болты, для обеспечения надежной фиксации и быстрого съема обтекателя 16, в случае необходимости.The
Обтекатель 16 выполнен в виде наружного кожуха, закрывающего с боковой части элементы ротора 8, для исключения воздействия бокового ветра или дождя или снега или иных внешних факторов на подвижные элементы ротора 8 и препятствия вращения ротора 8, для повышения эффективности и КПД устройства. Предпочтительно выполнять обтекатель 16 в форме усеченного конуса с расширением его по ширине ротора 8.The fairing 16 is made in the form of an outer casing that covers the elements of the
Далее, рассмотрим подробно конструкцию ротора 8 (см. фиг. 5-9). Необходимо отметить, что рассекатель 14 воздуха на фиг. 1-4 выполнен схематично.Next, let us consider in detail the design of the rotor 8 (see Fig. 5-9). It should be noted that the
Рабочий вал 10 ротора 8 связан с рассекателем 14 воздуха. Рассекатель 14 воздуха выполнен, в своей основе, в виде конуса с закругленными внутрь, под определенным радиусом изгиба, сторонами. Данное закругление рассекателя 14 воздуха обеспечивает перенаправление потока воздуха к краям рассекателя 14 на профильные лопатки 13, для повышения эффективности и КПД устройства. Профильные лопатки 13 по фиг. 1 также не показаны, а на фиг. 5-9 схематично изображены лишь часть профильных лопаток 13, которые распределяются по всему кругу по опорным кольцам 15.The working
Вокруг рассекателя 14 воздуха размещены, по меньшей мере, два опорных кольца 15, связанных с рассекателем 14 воздуха. Количество опорных колец 15 может быть и больше, например три, четыре и пр., что в первую очередь связано с шириной конструкции ротора 8 в целом, для обеспечения достаточной жесткости установки профильных лопаток 13.Around the
На опорных кольцах 15 устанавливаются профильные лопатки 13, пропускающие через свою поверхность воздух для создания вращательного движения ротора 8. Количество профильных лопаток 13, их угол постановки, расстояние между ними подбираются исходя из условий применения устройства, ориентировочной скорости воздуха, предполагаемого места установки устройства и прочих факторов. Предпочтительно, профильные лопатки 13 выполняются с возможностью менять угол их наклона в опорных кольцах 15. Механизм изменения угла наклона профильных лопаток 13 может быть различным, например, посредством их крепежных элементов, способных фиксировать лопатки под разными углами, или же посредством различных прорезей (прорези с различными углами установки) в опорных кольцах 15 или по иной схеме изменения угла их наклона. Наличие и конструкция данных профильных лопаток 13 обеспечивает стабильное и постоянное вращение ротора 8 для повышения эффективности и КПД устройства.
Принцип использования предложенного изобретения следующий.The principle of using the proposed invention is as follows.
- мобильная роторная ВЭС перемещается на транспортном средстве в нужную точку в транспортируемом состоянии и устанавливается на опорные борта 1,- a mobile rotary wind farm is moved on a vehicle to the desired point in a transported state and installed on the supporting
- мобильная роторная ВЭС разворачивается в рабочее положение, для чего держатель 7 на поворотной штанге 5 (между основной парой стоек 3) поворачивается вверх,- the mobile rotary wind farm turns into its working position, for which the
- поток воздуха, поступая в ротор 8, попадает на рассекатель 14 воздуха, по которому воздух меняет свое направление и стремится к наружным краям ротора 8. Поток воздуха у края ротора 8 проходит через профильные лопатки 13, пропускающие через свою поверхность воздух, тем самым толкая ротор 8 в одном направлении, для создания его вращательного движения.- the air flow, entering the
- вращение передается на электрогенератор 12 для выработки энергии, через рабочий вал 10, конический редуктор 9, а также выходной вал 11.- rotation is transmitted to the
Пример 1Example 1
Мобильная роторная ВЭС содержит два опорных борта 1, связанных посредством каркасного основания 2,The mobile rotary wind farm contains two
на каркасном основании 2 установлены основная 3 и вспомогательная 4 пара стоек, при этом между основной парой стоек 3 закреплена с возможностью поворота во втулках, поворотная штанга 5, а между вспомогательной парой стоек 4 закреплена опорная штанга 6,on the
поворотная штанга 5 включает жестко связанный с ней держатель 7, включающий ротор 8, конический редуктор 9 с рабочим валом 10 ротора, а также выходной вал 11, передающий вращательное движение на электрогенератор 12, при этом держатель 7 также включает крепежные элементы для фиксации в них обтекателя 16,the
рабочий вал 10 ротора 8 связан с рассекателем 14 воздуха, выполненным, в своей основе, в виде конуса с закругленными внутрь сторонами, вокруг рассекателя 14 воздуха размещены два опорных кольца 15, на которых установлены профильные лопатки 13.the working
Пример 2Example 2
Мобильная роторная ВЭС содержит два опорных борта 1, выполненных в виде плавучего буля и связанных посредством каркасного основания 2,The mobile rotary wind farm contains two supporting
на каркасном основании 2 установлены основная 3 и вспомогательная 4 пара стоек, при этом между основной парой стоек 3 закреплена с возможностью поворота во втулках, поворотная штанга 5, а между вспомогательной парой стоек 4 закреплена опорная штанга 6,on the
поворотная штанга 5 включает приводную передачу в виде приводной шестерни, связанную с механизмом подъема-опускания в виде мотор-редуктора,the
поворотная штанга 5 включает жестко связанный с ней держатель 7, включающий ротор 8, конический редуктор 9 с рабочим валом 10 ротора, а также выходной вал 11, передающий вращательное движение на электрогенератор 12, при этом держатель 7 также включает крепежные элементы для фиксации в них обтекателя 16,the
рабочий вал 10 ротора 8 связан с рассекателем 14 воздуха, вокруг рассекателя 14 воздуха размещены три опорных кольца 15, на которых установлены профильные лопатки 13. Профильные лопатки выполнены с возможностью менять угол их наклона.the working
Предложенное изобретение обеспечивает повышение эффективности и КПД устройства с одновременной компактностью и мобильностью.The proposed invention increases the efficiency and efficiency of the device with simultaneous compactness and mobility.
Claims (7)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2802909C1 true RU2802909C1 (en) | 2023-09-05 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19727330A1 (en) * | 1997-06-27 | 1999-01-07 | Innovations Und Bildungszentru | Offshore wind power plant |
TW201721016A (en) * | 2015-12-10 | 2017-06-16 | 吳姿瑩 | Mobile wind power carrier |
RU2708754C2 (en) * | 2015-01-28 | 2019-12-11 | Квик Риспонс Ас | Wind-driven power plant |
CN213684381U (en) * | 2020-06-11 | 2021-07-13 | 兰州大学 | Folding type ocean tidal current energy and wind energy dual-purpose power generation device |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19727330A1 (en) * | 1997-06-27 | 1999-01-07 | Innovations Und Bildungszentru | Offshore wind power plant |
RU2708754C2 (en) * | 2015-01-28 | 2019-12-11 | Квик Риспонс Ас | Wind-driven power plant |
TW201721016A (en) * | 2015-12-10 | 2017-06-16 | 吳姿瑩 | Mobile wind power carrier |
CN213684381U (en) * | 2020-06-11 | 2021-07-13 | 兰州大学 | Folding type ocean tidal current energy and wind energy dual-purpose power generation device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2432491C2 (en) | Device and system for production of regenerative and renewable wind energy | |
US7980823B2 (en) | Wind turbine generator rotor, wind turbine generator and wind turbine generator system | |
US8076791B2 (en) | Wind and water turbine | |
US5116501A (en) | Paddlewheel aerator drive mechanism | |
US3973864A (en) | Tide motor | |
US2812823A (en) | Wind driven power plant with air guiding elements | |
US1586914A (en) | Wind motor | |
US8754541B2 (en) | Linear wind powered electrical generator | |
EA010327B1 (en) | A system of underwater power generation | |
RU2802909C1 (en) | Mobile rotary wind power plant | |
KR20140077258A (en) | Support structure for solar generating apparatus | |
US3187816A (en) | Fluid power screw | |
JP6894556B1 (en) | Fluid power generation system and its installation structure | |
WO2010082011A4 (en) | River / tidal energy converter | |
JP2006183650A (en) | Rotating track contact drive wheel type or circumferential locus upper surface rolling wheel type power plant by vertical shaft windmill | |
US4406586A (en) | Device to convert the energy of a fluid in motion | |
RU2796296C1 (en) | Mobile rotary hydroelectric power plant | |
CN113464366A (en) | Offshore wind power generation equipment with cleaning function | |
JPH03106499A (en) | Device for supplying oxygen to water | |
RU2005133292A (en) | DEVICE FOR TRANSFORMING WATER ENERGY TO ELECTRICITY | |
WO2011097655A2 (en) | V- shaped turbine blade and assembly | |
RU2219369C2 (en) | Air flow energy converter | |
CN212452851U (en) | River water treatment equipment applied to wind energy | |
RU2295060C2 (en) | Windmill | |
RU2119094C1 (en) | Windmill |