WO2010056156A1 - Устройство для преобразования энергии - Google Patents

Устройство для преобразования энергии Download PDF

Info

Publication number
WO2010056156A1
WO2010056156A1 PCT/RU2009/000628 RU2009000628W WO2010056156A1 WO 2010056156 A1 WO2010056156 A1 WO 2010056156A1 RU 2009000628 W RU2009000628 W RU 2009000628W WO 2010056156 A1 WO2010056156 A1 WO 2010056156A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
energy
wing
aerodynamic
current
atmospheric
Prior art date
Application number
PCT/RU2009/000628
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Вадим Леонидович БАЙКОВ
Алексей Вадимович БАЙКОВ
Константин Вадимович БАЙКОВ
Original Assignee
Baykov V Dim L Nid Vi H
Baykov Alexey Vadimovich
Baykov Konstantin Vadimovich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baykov V Dim L Nid Vi H, Baykov Alexey Vadimovich, Baykov Konstantin Vadimovich filed Critical Baykov V Dim L Nid Vi H
Publication of WO2010056156A1 publication Critical patent/WO2010056156A1/ru

Links

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
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/06—Rotors
    • F03D3/061—Rotors characterised by their aerodynamic shape, e.g. aerofoil profiles
    • 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
    • F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/005—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  the axis being vertical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/10—Stators
    • F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
    • F05B2250/70—Shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
    • F05B2250/70—Shape
    • F05B2250/71—Shape curved
    • 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
    • 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

Definitions

  • the proposal relates to devices for obtaining mechanical and electrical energies by converting the energy of air flows using technical means located in the field of atmospheric currents.
  • the technical task and the positive result of this proposal is to increase the efficiency and efficiency of the conversion of energy of the atmospheric flow while reducing horizontal and vertical loads on the design of the device.
  • the device for converting energy containing an elongated body in the form of a vertically oriented spatial frame, mounted on its height units for converting the energy of the incident atmospheric flow, with this device is equipped with an aerodynamic device made in the form of a wing mounted on the body and oriented at an angle of attack to the incident atmospheric flow.
  • the device also contains a wing made in the form of a disk with bent downward edges that perceive atmospheric flow.
  • the device is also characterized in that the wing on one side has a drop-shaped streamlined aerodynamic shape, and on the opposite side it is equipped with a wing aerodynamic steering wheel, while the wing is mounted on freely rotating rollers.
  • Figure 1 shows a device for converting energy in its General form
  • the device for energy conversion contains a base 1 with a guide frame 2 and a mobile complex 3 for mounting the nodes of the device having a housing 4, the height of which (Fig. 1, Fig. 2) mounted modular units 5, signal lighting 6, aerodynamic device 7, aerodynamic turbine 8, electric power generators 9.
  • a lift 10 with storage facilities for components 11 and 12.
  • Modular units 13 are fed by transport (Fig. 1) and mounted along the height of the elongated case in the form of a vertically oriented frame.
  • Units 8 and 9 are used to convert energy into mechanical or electrical.
  • Elevator 14 is designed for maintenance and inspection of the device.
  • the incoming atmospheric flow is perceived by the device 7 in the form of a wing with downward curved edges (Fig. 2, Fig. 3), which enhance the flow on the turbine blades 15 and create a lifting force of the device casing, reducing the lateral load and the base 1, 2.
  • the wing in the embodiment, is made of a teardrop-shaped aerodynamic shape 16 with an aerodynamic rudder 17 and mounted on freely rotating rollers 18.
  • the operation of the device is as follows.
  • the device 4 senses the force of the oncoming atmospheric flow acting (Fig.
  • the device on its wings 7 and / or 16 and on the turbine blades 15, to which an atmospheric stream more amplified by wings is supplied, the energy of which is converted by means of a generator 9 into electrical (or mechanical ; when replacing the generator with a gearbox); this converted energy is supplied to the consumer, as well as to the maintenance of all nodes (6, 14, 10, 11, 12) of the device during its maintenance and preventive maintenance. If necessary, the device can be equipped with a battery.
  • the presence of universal wings 7 and 16 also allows you to create (Fig.Z) a vertical lift force, reducing the load on the base from the weight of the entire device.
  • the wing 16, having an aerodynamic steering wheel 17 and rollers 18 is freely oriented towards the oncoming atmospheric current;
  • the wing 7 is made in the form of a disk and does not need to rotate it, being constantly in the flow region by one or another of its sides (Figs. 1, 2).
  • This embodiment of the device allows to obtain an efficiency increment of 15-18% depending on the type and effort of atmospheric currents (tested on an experimental model made in 1/20 of the actual size of the device), while reducing horizontal - by 5-7% and vertical - 4-10% of the loads on the body and base of the device.

Abstract

Предложение относится к альтернативным техническим средствам получения энергий путем преобразования энергии атмосферных течений и искусственных газовых потоков. Устройство содержит корпус 4 на основании 1, 2, с которого каркасный корпус возводят при помощи мобильного комплекса 3. По высоте корпуса смонтированы модульные блоки 5, включающие аэродинамическую турбину 8, генератор тока 9 (или другой механический привод), предназначенный для преобразования энергии атмосферного потока в механическую или электрическую. Каркасный корпус 4 оснащен несколькими аэродинамическими устройствами 7 в виде крыла, имеющего отогнутые вниз края, ориентированные под углом атаки к набегающему потоку; в варианте крыло имеет обтекаемую форму 16 с аэродинамическим рулем 17 и установлено на свободно вращающихся роликах 18 (подшипнике). Оснащение устройства крыльями позволяет создать более эффективное преобразование энергии потока и снизить нагрузку на основание и на фундамент 1, 2.

Description

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ
Предложение относится к устройствам для получения механической и электрической энергий путем преобразования энергии воздушных потоков с помощью технических средств, размещенных в области атмосферных течений.
Современные методы получения альтернативных видов энергоисточников развивают данную проблему в нескольких направлениях, одним из которых является получение механической и/или электрической энергий с помощью устройств, из которых наиболее представительными являются устройства, содержащие удлиненный корпус в виде горизонтально или вертикально ориентированного пространственного каркаса (рамы, цилиндра, прямоугольного тела), по высоте (или длине) которого смонтированы агрегаты для преобразования энергий набегающего атмосферного потока [RU 62071 , 27.03.2007; SU 1129829, 1985; RU65580, 10.08.2007, H02K 5/00, N 1/00]. Последнее из указанных технических решений является наиболее близким к предлагаемому устройству.
Общими существенными недостатками аналогов и прототипа являются:
низкий КПД преобразования энергии атмосферного потока; значительные боковые и вертикальные нагрузки на корпус и основание установки, вызывающие повышенный расход стройматериалов при незначительной эффективности преобразования энергии динамических атмосферных течений.
Технической задачей и положительным результатом данного предложения является повышение эффективности и КПД преобразования энергии атмосферного потока с одновременным снижением горизонтальных и вертикальных нагрузок на конструкцию устройства.
Этот результат и эффект достигаются за счет конструкции устройства для преобразования энергии содержащего удлиненный корпус в виде вертикально ориентированного пространственного каркаса, смонтированные по его высоте агрегаты для преобразования энергии набегающего атмосферного потока, при этом устройство снабжено аэродинамическим устройством, выполненным в виде крыла, установленного на корпусе и ориентированного под углом атаки к набегающему атмосферному потоку.
Устройство также содержит крыло выполненное в виде диска с отогнутыми вниз краями, воспринимающими атмосферный поток.
Устройство характеризуется также тем, что крыло с одной стороны имеет каплевидную обтекаемую аэродинамическую форму, а с противоположной стороны - оснащено рулем аэродинамического ориентирования крыла, при этом крыло установлено на свободно вращающихся роликах.
На фиг.1 представлено устройство для преобразования энергии в его общем виде;
на фиг.2 - аэродинамическое оснащение;
на фиг.З - узлы и агрегаты устройства.
Устройство для преобразования энергии содержит основание 1 с направляющим каркасом 2 и мобильным комплексом 3 для монтажа узлов устройства, имеющего корпус 4, по высоте которого (фиг.1 , фиг.2) смонтированы модульные блоки 5, сигнальное освещение 6, аэродинамическое устройство 7, аэродинамическую турбину 8, генераторы электроэнергии 9. Для монтажа узлов имеется подъемник 10 с хранилищами комплектующих 11 и 12. Модульные блоки 13 подаются транспортом (фиг.1) и монтируются по высоте удлиненного корпуса в виде вертикально ориентированного каркаса. Агрегаты 8 и 9 служат для преобразования энергии в механическую или электрическую. Лифт 14 предназначен для обслуживания и техосмотра устройства.
Набегающий атмосферный поток воспринимают устройства 7 в виде крыла с отогнутыми вниз краями (фиг.2, фиг.З), которые усиливают поток на лопасти 15 турбины и создают силу подъема корпуса устройства, снижая нагрузку боковую и на основание 1 ,2. Крыло, в варианте, выполнено каплевидной аэродинамической формы 16 с аэродинамическим рулем 17 и смонтировано на свободно вращающихся роликах 18. Работа устройства осуществляется следующим образом. Устройство 4 воспринимает усилие набегающего атмосферного течения, воздействующего (фиг.З) на его крылья 7 и/или 16 и на лопасти 15 турбины, на которые подается более усиленный крыльями атмосферный поток, энергия которого преобразуется с помощью генератора 9 в электрическую (или - механическую; при замене генератора редуктором); эта преобразованная энергия подается потребителю, а также - на обслуживание всех узлов (6, 14, 10, 11 , 12) устройства при его техобслуживании и выполнении профилактических работ. При необходимости устройство может быть оснащено аккумуляторной батареей.
Наличие универсальных крыльев 7 и 16 позволяет также создавать (фиг.З) усилие вертикального подъема, снижая нагрузку на основание от веса всего устройства. Крыло 16, имея аэродинамический руль 17 и ролики 18 свободно ориентируется навстречу набегающему атмосферному течению;
крыло же 7 выполнено в виде диска и не нуждается в его вращении, находясь постоянно в области течений той или иной своей стороной (фиг.1 ,2).
Такое выполнение устройства позволяет получить приращение КПД величиной 15-18% в зависимости от типа и усилий атмосферных течений (проверено на экспериментальной модели, выполненной в 1/20 натуральной величины устройства), и при одновременном снижении горизонтальных - на 5-7% и вертикальных - на 4-10% нагрузок на корпус и основание устройства.

Claims

ФОРМУЛА
1. Устройство для преобразования энергии, содержащее удлиненный корпус в виде вертикально ориентированного пространственного каркаса, смонтированные по его высоте агрегаты для преобразования энергии набегающего атмосферного потока, отличающееся тем, что оно снабжено аэродинамическим устройством, выполненным в виде крыла, установленного на корпусе и ориентированного под углом атаки к набегающему атмосферному потоку.
2. Устройство по п.1 , отличающееся тем, что крыло выполнено в виде диска с отогнутыми вниз краями, воспринимающими атмосферный поток.
PCT/RU2009/000628 2008-11-17 2009-11-17 Устройство для преобразования энергии WO2010056156A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008145447 2008-11-17
RU2008145447 2008-11-17

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010056156A1 true WO2010056156A1 (ru) 2010-05-20

Family

ID=42170139

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2009/000628 WO2010056156A1 (ru) 2008-11-17 2009-11-17 Устройство для преобразования энергии

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2010056156A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3902072A (en) * 1974-02-19 1975-08-26 Paul J Quinn Wind turbine
SU992801A1 (ru) * 1981-07-27 1983-01-30 За витель Воздушна турбина
RU2028504C1 (ru) * 1992-01-09 1995-02-09 Виктор Иванович Ильин Ветроустановка
RU2168060C1 (ru) * 1999-12-10 2001-05-27 Галимов Наиль Салихович Ветроустановка
US6448668B1 (en) * 1999-06-30 2002-09-10 Armand Robitaille Vertical-axis wind mill supported by a fluid
RU65580U1 (ru) * 2007-04-02 2007-08-10 Вадим Леонидович Байков Устройство для преобразования энергии воздушных потоков в электрическую

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3902072A (en) * 1974-02-19 1975-08-26 Paul J Quinn Wind turbine
SU992801A1 (ru) * 1981-07-27 1983-01-30 За витель Воздушна турбина
RU2028504C1 (ru) * 1992-01-09 1995-02-09 Виктор Иванович Ильин Ветроустановка
US6448668B1 (en) * 1999-06-30 2002-09-10 Armand Robitaille Vertical-axis wind mill supported by a fluid
RU2168060C1 (ru) * 1999-12-10 2001-05-27 Галимов Наиль Салихович Ветроустановка
RU65580U1 (ru) * 2007-04-02 2007-08-10 Вадим Леонидович Байков Устройство для преобразования энергии воздушных потоков в электрическую

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205172809U (zh) 一种风车发电装置
CN210960114U (zh) 一种带电悬挂驱鸟器安全装置
RU2382233C2 (ru) Ветряной двигатель с вертикальной осью вращения
CN106812664B (zh) 一种根据风向应变帆的迎风角度的风力直驱发电机
CN201953571U (zh) 高压输电塔风力发电装置
CN202768275U (zh) 驱鸟型风力发电机
CN203272020U (zh) 垂直轴式风力发电机
WO2010056156A1 (ru) Устройство для преобразования энергии
RU86808U1 (ru) Устройство для преобразования энергии
US20170298906A1 (en) Wind-water-light-magnetism-air five-energy integrated power generation device
CN103256178A (zh) 双塔柱帆叶片超大型风力发电机
CN106320785B (zh) 一种抗侧移风力发电塔
CN201778959U (zh) 三立轴风力发电装置
KR101261367B1 (ko) 수력, 자력 및 풍력을 이용한 발전장치
RU181069U1 (ru) Ветроэлектростанция
CN200990547Y (zh) 永磁外转子发电机装配装置
CN201714579U (zh) 新型风力发电动力装置
RU65580U1 (ru) Устройство для преобразования энергии воздушных потоков в электрическую
CN208669519U (zh) 一种便于检修的风力发电设备
CN104234941A (zh) 一种可折叠的风力发电机桨叶
KR20130078269A (ko) 풍력을 이용한 선박용 보조 발전장치
CN203161457U (zh) 立轴风力发电装置
JP2007263087A (ja) 垂直軸風力発電機の懸架
CN101984254B (zh) 低速风能动力发电机
CN209145773U (zh) 一种风力发电风帆

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09826357

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09826357

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1