RU2387870C2 - Windmill with wing-like windwheel - Google Patents

Windmill with wing-like windwheel Download PDF

Info

Publication number
RU2387870C2
RU2387870C2 RU2008110255/06A RU2008110255A RU2387870C2 RU 2387870 C2 RU2387870 C2 RU 2387870C2 RU 2008110255/06 A RU2008110255/06 A RU 2008110255/06A RU 2008110255 A RU2008110255 A RU 2008110255A RU 2387870 C2 RU2387870 C2 RU 2387870C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wind
wind wheel
confuser
wings
windmill
Prior art date
Application number
RU2008110255/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008110255A (en
Inventor
Игорь Вениаминович Холодков (RU)
Игорь Вениаминович Холодков
Original Assignee
Игорь Вениаминович Холодков
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 Игорь Вениаминович Холодков filed Critical Игорь Вениаминович Холодков
Priority to RU2008110255/06A priority Critical patent/RU2387870C2/en
Publication of RU2008110255A publication Critical patent/RU2008110255A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2387870C2 publication Critical patent/RU2387870C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention relates to power engineering and can be used for converting wind energy into other types of power. Proposed windmill comprises vertical wing-like wind wheel. Outer ends of wheel wings are rigidly interconnected and secured in support point arranged in circular support that prohibits wind wheel wings up and down travel. One or several intermediate rigid links and support points coupled therewith can be arranged along the wing length. Confuser and guide box are used to feed air to wind wheel, while shutters arranged inside said box serve to adjust airflow. Windmill can rotate about vertical axis so that confuser has its small mouth directed towards wind. Note here that confuser rests upon wheels rolling in runway representing a segment of circle with center at rotational axis of windmill.
EFFECT: operation in wide range of wind speeds, increased power output.
2 dwg

Description

Известны ветродвигатели, имеющие крыльчатые ветроколеса, ось которых расположена горизонтально, а ветроколесо вращается в вертикальной плоскости, причем с помощью дополнительных устройств ветроколесо во все время своей работы обращено навстречу ветру [См. Я.И.Шефтер. Использование энергии ветра. М.:Энергия, 1975 г. Стр.59-128]. Вследствие давления ветра на крылья ветроколесу придается вращательное движение, которое в дальнейшем преобразуется в другие виды механической энергии, а также в тепловую или электрическую энергии.Known wind turbines having winged wind wheels, the axis of which is horizontal, and the wind wheel rotates in a vertical plane, and with the help of additional devices, the wind wheel is directed towards the wind during its operation [See J.I. Shefter. Using wind power. M.: Energy, 1975, pp. 59-128]. Due to the pressure of the wind on the wings, the rotor is imparted to the wind wheel, which is subsequently converted into other types of mechanical energy, as well as into thermal or electric energy.

Недостатками известных устройств с крыльчатыми ветроколесами и с горизонтально расположенными осями являются следующие:The disadvantages of the known devices with winged wind wheels and with horizontally located axles are the following:

- консольное положение крыльев ветроколеса, вызывающее необходимость изготавливать их многократно более прочными, в том числе способными противостоять шквальным и ураганным ветрам, а следовательно, и многократно более тяжелыми, чем это необходимо для их работы в расчетном режиме;- the cantilever position of the wings of the wind wheel, causing the need to make them many times stronger, including those that can withstand heavy and hurricane winds, and therefore, many times heavier than necessary for their operation in the design mode;

- необходимость устанавливать ось вращения ветроколеса на значительной высоте от поверхности земли, тем большей, чем выше мощность ветроколеса, которая пропорциональна квадрату его диаметра, что ведет к соответствующему росту опрокидывающего момента, приложенного к стойке или башне, на вершине которых размещаются ветроколесо и органы управления им, причем опять-таки стойки или башни должны выдерживать ураганные и шквальные ветры;- the need to set the axis of rotation of the wind wheel at a considerable height from the surface of the earth, the greater the higher the power of the wind wheel, which is proportional to the square of its diameter, which leads to a corresponding increase in the tipping moment applied to the rack or tower, on top of which the wind wheel and its controls are placed , and again, racks or towers must withstand hurricane and heavy winds;

- сравнительно ограниченный диапазон скоростей ветра, при которых может работать ветродвигатель: преимущественно не менее 3 м/с и не более 40 м/с. При скорости ветра 3 м/с и менее ветроколесо просто не может начать вращаться, при скорости, большей максимально допустимой, оно автоматически или с помощью приводимого в действие вручную механизма останавливается во избежание поломки;- a relatively limited range of wind speeds at which the wind turbine can operate: mainly not less than 3 m / s and not more than 40 m / s. At a wind speed of 3 m / s or less, the wind wheel simply cannot start to rotate, at a speed greater than the maximum allowable, it stops automatically or with the help of a manually actuated mechanism to avoid breakage;

- невозможность или нецелесообразность постройки ветродвигателей большой единичной мощности (например, 1000 кВт и более с ветроколесом диаметром 40 м и более);- the impossibility or inappropriateness of building wind turbines of large unit power (for example, 1000 kW or more with a wind wheel with a diameter of 40 m or more);

- необходимость применения сложной системы регулирования скорости вращения ветроколеса, углов поворота крыльев и т.д.- the need to use a complex system for controlling the speed of rotation of a wind wheel, angles of rotation of the wings, etc.

Предлагаемое изобретением устройство имеет следующие отличия от известных:The device proposed by the invention has the following differences from the known ones:

- ось ветроколеса расположена вертикально;- the axis of the wind wheel is located vertically;

- наружные концы его крыльев жестко связаны между собой и закреплены каждый в опорной точке, размещаемой в кольцевой опоре, не дающей крыльям ветроколеса перемещаться вверх или вниз от своего нейтрального положения;- the outer ends of its wings are rigidly interconnected and each is fixed at a support point placed in an annular support, preventing the wind wheel wings from moving up or down from its neutral position;

- при необходимости, крылья ветроколеса могут иметь одну или более промежуточных (по их длине) жестких связей между соответствующими опорными и необходимое количество кольцевых опор;- if necessary, the wings of the wind wheel can have one or more intermediate (along their length) rigid ties between the corresponding support and the required number of ring supports;

- подвод потока воздуха к ветроколесу производится с помощью конфузора и направляющего аппарата и регулируется с помощью жалюзи, установленных в сечении направляющего аппарата, имеющих возможность, при необходимости, перекрывать в той или иной степени проходное сечение этого аппарата;- the air flow to the wind wheel is supplied with the help of a confuser and a guide apparatus and is controlled with the help of blinds installed in the cross section of the guide apparatus, which can, if necessary, overlap the passage section of this apparatus to one degree or another;

- ветродвигатель совместно с конфузором и направляющим аппаратом имеет возможность поворачиваться вокруг вертикальной оси, необязательно совпадающей с осью ветроколеса, чтобы конфузор своим входным раструбом был максимально обращен навстречу ветру;- the wind turbine together with the confuser and the guiding apparatus has the ability to rotate around a vertical axis, optionally coinciding with the axis of the wind wheel, so that the confuser with its inlet bell is maximally facing the wind;

- ветродвигатель имеет опорные колеса, катающиеся по дорожке в форме дуги окружности с центром, расположенным на оси вращения ветродвигателя. Предлагаемое изобретением устройство устраняет отмеченные выше недостатки известных ветродвигателей с крыльчатыми ветроколесами с горизонтально расположенными осями полностью или в значительной степени:- the wind turbine has support wheels rolling along the track in the form of an arc of a circle with a center located on the axis of rotation of the wind turbine. The device proposed by the invention eliminates the aforementioned disadvantages of the known wind turbines with winged wind wheels with horizontally located axles, in full or in large part:

- устранено консольное положение крыльев ветроколеса, поскольку введено опирание их концов, а при необходимости и промежуточных участков на подвижные опорные точки;- the cantilever position of the wings of the wind wheel has been eliminated, since the bearing of their ends, and, if necessary, of the intermediate sections on movable reference points has been introduced;

- ветродвигатель в высоту стал меньше, по крайней мере, на половину диаметра ветроколеса, даже если предположить, что ось ветроколеса осталась на той же высоте, что и у колес с горизонтальной осью, а она может располагаться и значительно ниже;- the wind turbine in height has become smaller by at least half the diameter of the wind wheel, even if we assume that the axis of the wind wheel remains at the same height as the wheels with a horizontal axis, and it can be located much lower;

- сила, с которой воздушный поток действует на ветроколесо, направлена не горизонтально, а вертикально, т.е. создает не изгибающий момент, а растягивающую силу, приложенную к опорам и несущим стойкам ветродвигателя, чему материал конструкций сопротивляется во много раз эффективнее;- the force with which the air flow acts on the wind wheel is directed not horizontally, but vertically, i.e. creates not a bending moment, but a tensile force applied to the supports and load-bearing posts of the wind turbine, which the material of the structures resists many times more efficiently;

- расширен диапазон скоростей ветра, при которых ветродвигатель может работать, ввиду более благоприятного с точки зрения прочности способа опирания крыльев ветроколеса, а также благодаря концентрирующему воздушный поток конфузору, что позволяет использовать скорости ветра, например, до 0,5 м/с, а благодаря возможности уменьшать в необходимой степени проходное сечение направляющего аппарата с помощью жалюзи ветроколесо может работать в максимально допустимом режиме при любых скоростях ветра, в том числе и ураганных;- the range of wind speeds at which the wind turbine can work is expanded, due to the more favorable method of supporting the wings of the wind wheel in terms of strength, as well as due to the confuser concentrating the air flow, which allows the use of wind speeds, for example, up to 0.5 m / s, and thanks to the ability to reduce to the extent necessary the cross section of the guide vane with the help of blinds, the wind wheel can work in the maximum permissible mode at any wind speed, including hurricane;

- становится возможным повышение единичной мощности ветродвигателя, например, до 50000 кВт при диаметре ветроколеса до 300 м и соответствующем расположении опорных точек на концах и на промежуточных участках крыльев ветроколеса;- it becomes possible to increase the unit power of the wind turbine, for example, up to 50,000 kW with a wind wheel diameter of up to 300 m and the corresponding location of reference points at the ends and at intermediate sections of the wind wheel wings;

- крылья ветроколеса при изготовлении последнего устанавливаются под наиболее выгодным углом поворота в поперечных сечениях, а вся регулировка скорости и живого сечения воздушного потока производится с помощью жалюзи, что много проще.- the wings of the wind wheel in the manufacture of the latter are installed at the most favorable angle of rotation in cross sections, and the entire adjustment of the speed and live section of the air flow is carried out using the blinds, which is much simpler.

Схематически устройство ветродвигателя, предлагаемого изобретением, представлено на Фиг.1 и Фиг.2.Schematically, the device of the wind turbine of the invention is shown in FIG. 1 and FIG. 2.

На Фиг.1 изображен вид сбоку ветродвигателя. Здесь:Figure 1 shows a side view of a wind turbine. Here:

1 - ветроколесо с вертикальной осью вращения, концевыми и промежуточными опорными точками его крыльев; 2 - кольцевая опора концов крыльев ветроколеса; 3 - промежуточные кольцевые опоры крыльев ветроколеса (изображена только одна); 4 - направляющий аппарат; 5 - жалюзи; 6 - конфузор; 7 - опорные колеса ветродвигателя; 8 - дорожка катания колес; 9 - ось вращения ветродвигателя.1 - a wind wheel with a vertical axis of rotation, end and intermediate support points of its wings; 2 - annular support of the ends of the wings of a wind wheel; 3 - intermediate annular supports of the wings of a wind wheel (only one is shown); 4 - guiding apparatus; 5 - blinds; 6 - confuser; 7 - supporting wheels of a wind turbine; 8 - wheel track; 9 - axis of rotation of the wind turbine.

На Фиг.2 изображен вид сверху ветродвигателя.Figure 2 shows a top view of a wind turbine.

Здесь: 10 - жесткая связь между концевыми опорными точками крыльев; 11 - жесткая связь между промежуточными опорными точками крыльев. Остальные цифровые обозначения не приведены ввиду легко устанавливаемого соответствия между отдельными элементами ветродвигателя на обеих фигурах.Here: 10 - a rigid connection between the end reference points of the wings; 11 is a rigid connection between the intermediate reference points of the wings. The remaining numerical designations are not given due to the easily established correspondence between the individual elements of the wind turbine in both figures.

Стрелками показано направление ветра и потока воздуха в ветродвигателе.The arrows show the direction of the wind and air flow in the wind turbine.

Claims (1)

Ветродвигатель с ветроколесом крыльчатого типа, отличающийся тем, что ось ветроколеса расположена вертикально, наружные концы его крыльев жестко связаны между собой и закреплены каждый в опорной точке, размещаемой в кольцевой опоре, не дающей крыльям ветроколеса перемещаться вверх или вниз от своего нейтрального положения, причем, при необходимости, крылья ветроколеса могут иметь одну или более промежуточных по их длине жестких связей между соответствующими опорными точками и необходимое количество кольцевых опор, а подвод потока воздуха к ветроколесу производится с помощью конфузора и направляющего аппарата и регулируется с помощью жалюзи, установленных в сечении направляющего аппарата, имеющих возможность, при необходимости, перекрывать в той или иной степени проходное сечение этого аппарата, при этом сам ветродвигатель совместно с конфузором и направляющим аппаратом имеет возможность поворачиваться вокруг вертикальной оси, необязательно совпадающей с осью ветроколеса, таким образом, чтобы конфузор своим входным раструбом был максимально обращен навстречу ветру, одновременно опираясь на колеса, катающиеся по дорожке в форме дуги окружности с центром, расположенным на оси вращения ветродвигателя. A wind turbine with a wing-type wind wheel, characterized in that the axis of the wind wheel is vertical, the outer ends of its wings are rigidly interconnected and each is fixed at a support point placed in an annular support that prevents the wings of the wind wheel from moving up or down from its neutral position, moreover, if necessary, the wings of the wind wheel can have one or more intermediate in their lengths of rigid bonds between the corresponding reference points and the required number of ring supports, and the flow inlet the ear to the wind wheel is made using the confuser and the guide apparatus and is controlled by the blinds installed in the cross section of the guide apparatus, having the ability, if necessary, to overlap the passage section of this apparatus to one degree or another, while the wind turbine together with the confuser and the guide apparatus the ability to rotate around a vertical axis, not necessarily coinciding with the axis of the wind wheel, so that the confuser with its inlet socket is maximally facing towards py, while resting on the wheels rolling on a track in the form of a circular arc with its center located on the rotation axis of the wind turbine.
RU2008110255/06A 2008-03-17 2008-03-17 Windmill with wing-like windwheel RU2387870C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110255/06A RU2387870C2 (en) 2008-03-17 2008-03-17 Windmill with wing-like windwheel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110255/06A RU2387870C2 (en) 2008-03-17 2008-03-17 Windmill with wing-like windwheel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008110255A RU2008110255A (en) 2009-09-27
RU2387870C2 true RU2387870C2 (en) 2010-04-27

Family

ID=41168907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008110255/06A RU2387870C2 (en) 2008-03-17 2008-03-17 Windmill with wing-like windwheel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2387870C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2504689C2 (en) * 2010-08-27 2014-01-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Wind-driven power plant for jet stream energy storage

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RU 2167336 С1, (СГАСА), 20.05.2001. SU 47622 A1, (Муратов Я.Ф.), 30.06.1936. RU 2269673 C2, (ТВАИИ), 20.02.2006. US 6246126 B1, (GERMAINE VAN DER VEKEN), 12.06.2001. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2504689C2 (en) * 2010-08-27 2014-01-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Wind-driven power plant for jet stream energy storage

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008110255A (en) 2009-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8192140B2 (en) Apparatus for use of flow energy
JP5544356B2 (en) Wind diverter
US7679209B2 (en) Wind powered electricity generating system
US9366226B2 (en) Circuit wind power system and method for generating electricity using the same
CA2757145A1 (en) Horizontal wind turbine with adjustable gate
US8754541B2 (en) Linear wind powered electrical generator
CN106150923A (en) A kind of adjustable wind-driven generator of traffic altitude
KR20130129179A (en) Vertical axis wind turbine
JP2017150446A (en) Hydraulic generating equipment
US9394883B2 (en) Circuit wind power system and method for generating electricity using the same
EP2910775A1 (en) A wind power electricity generation system and method thereof
US20150361953A1 (en) Horizontally channeled vertical axis wind turbine
RU2387870C2 (en) Windmill with wing-like windwheel
JP2010168937A (en) Upwind type wind power generation facility
US11009005B2 (en) Turbine system
CN210483960U (en) Supporting device of large vertical axis fan and wind driven generator
US11746747B1 (en) Multi-axial variable height wind turbine
CN102121453A (en) V-shaped vertical windmill
RU2631587C2 (en) Sail horizontal wind-driven turbine
CN202040010U (en) Synchronous mechanism of supporting wheels of wind wheel of vertical axis wind driven generator
KR102656133B1 (en) Maintenance apparatus for wind turbine
RU2663928C1 (en) "potok" turbogenerator
CN113357078B (en) Straight blade vertical axis wind turbine
US20230003197A1 (en) Down-wind horizontal axis turbine apparatus and methods for making and using same
WO2013093124A1 (en) Tiltable wind turbine with rotor brake

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110318

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20120510

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180318