RU2663928C1 - Турбогенератор "Поток" - Google Patents
Турбогенератор "Поток" Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663928C1 RU2663928C1 RU2017110641A RU2017110641A RU2663928C1 RU 2663928 C1 RU2663928 C1 RU 2663928C1 RU 2017110641 A RU2017110641 A RU 2017110641A RU 2017110641 A RU2017110641 A RU 2017110641A RU 2663928 C1 RU2663928 C1 RU 2663928C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbine
- wind
- shaft
- blades
- vertical
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
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
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
-
- 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
- F03D3/02—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having a plurality of rotors
-
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/30—Wind power
-
- 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
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)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области нетрадиционной энергетики. Турбогенератор, устанавливаемый на крыше дома или котельных трубах, состоит из двух турбин, смонтированных на едином вертикальном валу, который закреплен в подшипниках, установленных на перекладинах основания, на внутренней части которого установлена вытяжная труба, в которую помещена турбина, работающая от естественной тяги вертикальным потоком воздуха и имеющая лопасти, установленные под углом 45° относительно оси вала и заключенные в цилиндрический корпус, при этом вертикальный поток воздуха, проходя через турбину, работающую от естественной тяги, входит в турбину, работающую от ветра и представляющую собой цилиндр с закрытым верхом, имеющий боковые окна для выхода воздуха и лопасти, установленные за этими окнами, при этом вертикальный поток воздуха дополнительно надавливает на лопасти турбины, работающей от ветра, причем отбор мощности от вала осуществляется посредством ременной передачи на генератор. Изобретение направлено на упрощение конструкции и эксплуатации. 2 ил.
Description
Изобретение относится к ветряным двигателям и может найти применение для получения электрической энергии при использовании ветровых потоков.
Известно множество видов ветроэнергетических установок, а наиболее применимыми до сих пор оказываются: с горизонтальной осью вращения при размещении на дорогостоящих сложных башенно-мачтовых инженерных сооружениях или с вертикальной осью вращения при размещении на дорогостоящих фундаментах по индивидуальным проектам. С учетом явных преимуществ и развития области композитных материалов, спектр близких к расширенному использованию технических решений ветроэнергетических установок с вертикальной осью вращения теснит классические пропеллерные горизонтально-осевые ветроэнергетические установки.
Известна ветроэнергетическая установка (Пат. США №4084102, опубл. 11.04.1978 г.), в которой используют подъемный газонаполненный шар с подъемно-стабилизирующим крылом.
Известна ветроэнергетическая установка (Пат. США №4165468, опубл. 21.08.1979), в которой используют естественные возвышения рельефа местности с поперечно натянутым леером для подвеса ветрогенераторов с вертикальной осью вращения.
В известных устройствах несущая вантовая система совмещена с рабочим валом ветродвигателей, соединенных с электрогенераторами, установленными на земле.
Недостатками указанных устройств являются сложность практической реализации технических решений и эксплуатации в процессе использования.
Известна ветроустановка (А.с. СССР №1273638, опубл. 30.11.1986), содержащая натянутый между подшипниковыми опорами гибкий вал, расположенные вдоль него ярусы профилированных лопастей ветродвигателя и кинетически связанный с валом через мультипликатор электрогенератор, установленный на тележке.
Недостатками данного решения являются сложность конструкции ветродвигателя, индивидуальность с резервированием расширенного занимаемого пространства под электрогенератор с тележкой при установке, недостаточно высокий КПД за счет дополнительных противодействующих сил натяжения на подшипники и использования мультипликатора, а также трудности эксплуатации ветроустановки в зимних условиях.
Известен ветроэнергетический агрегат Болотова (Пат. РФ №2352809, опубл. 20.04.09), включающий раму с цилиндрическими блоками-статорами, играющими роль направляющих аппаратов для ветра, и роторы, закрепленные в раме, соединенные с электрическим генератором, выполненные с возможностью вращения в противоположных направлениях, преобразующие энергию ветра во вращательное движение их валов трубчатого сечения. Вал одного из роторов агрегата проходит внутри вала другого для соединения с ротором и статором электрогенератора, который выполнен также с подвижным ротором и вращающимся снаружи ротора электрическим статором для увеличения, при работе, их относительной скорости вращения. При практической реализации ветровая роторная турбина Болотова оснащается как мачта, оттяжками (www.eneesis.ru).
Недостатками указанного агрегата являются сложность эксплуатации и изготовления комплектующих: электрического генератора с подвижным ротором и вращающегося снаружи ротора электрического статора, снижающих надежность и ведущих к удорожанию изделия и его эксплуатации.
Известен роторный ветродвигатель (Пат. РФ №2210000, опубл. 10.08.03), содержащий каркас с закрепленным в нем с помощью подшипников валом с рабочими лопастями в виде пластин с переменной толщиной и шириной. Эти лопасти еще и изогнуты в вертикальной плоскости по спирали, а в горизонтальной плоскости - по дуге. Все это обеспечивает обращение лопастей всегда к поступающему потоку воздуха, минимальный стартовый момент и стабильность работы. Для отбора мощности в ветродвигателе предусмотрен второй вал, а сам он выполнен в виде отдельно стоящей конструкции, требующей основательного фундамента.
Недостатками такого устройства являются необходимость применения жесткого каркаса для установки в нем ротора ветродвигателя и устройства отбора мощности или электрогенератора, а также прочного фундамента.
Известна ветроэнергетическая установка профессора Меркулова (Пат. РФ №2384730, опубл. 20.03.10), содержащая ветрогенераторы, состоящие из лопастей и связанных с ними электромеханических преобразователей, использующих суммарное, комбинированное воздействие энергии ветра, при размещении их, для эффективного применения энергии поступательного движения площади ветрового потока, в ячейках сетки, вывешенной с помощью мачт и растяжек.
Недостатками такой ветроэнергетической установки являются сложность конструкции и эксплуатации, как отдельных устройств, так и групп и в группах, в подвешенном положении, влекущем дополнительную регулировку для обеспечения их соответствия требуемому положению.
Известна ветроустановка (Пат. РФ 1550207, опубл. 15.03.1990), в которой используют подъемный аэростат, связанный с землей при помощи троса, на котором установлены ветродвигатели, совмещенные с электрогенераторами и соединенные с потребителями спускающимся по тросу кабелем.
Недостатками известной ветроустановки являются как сложность практической реализации технических решений и эксплуатации в процессе использования, так и снижение КПД из-за использования опорно-поворотных устройств подвеса и крепления при связи с элементами подвеса и землей.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в упрощении конструкции и эксплуатации, универсальности и сокращении занимаемого пространства при размещении.
Технический результат достигается турбогенератором, устанавливаемым на крыше дома или котельных трубах, состоящим из двух турбин, смонтированных на едином вертикальном валу, который закреплен в подшипниках, установленных на перекладинах основания, на внутренней части которого установлена вытяжная труба, в которую помещена турбина, работающая от естественной тяги вертикальным потоком воздуха и имеющая лопасти, установленные под углом 45° относительно оси вала и заключенные в цилиндрический корпус, при этом вертикальный поток воздуха, проходя через турбину, работающую от естественной тяги, входит в турбину, работающую от ветра и представляющую собой цилиндр с закрытым верхом, имеющий боковые окна для выхода воздуха и лопасти, установленные за этими окнами, при этом вертикальный поток воздуха дополнительно надавливает на лопасти турбины, работающей от ветра, причем отбор мощности от вала осуществляется посредством ременной передачи на генератор.
Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, где показан заявляемый турбогененератор: фиг. 1 - вид сбоку, фиг. 2 - вид сверху.
На чертежах обозначено:
1 - общий вертикальный вал;
2 - подшипники;
3 - лопасти турбин;
4 - воздуховод - вытяжная труба;
5 - основание турбогенератора;
6 - шкив вала отбора мощности;
7 - цилиндр турбины, работающей от естественной тяги (турбина №1);
8 - цилиндр турбины с закрытым верхом (турбина №2);
9 - крепление подвески к корпусу;
Р - ремень привода;
Г - генератор
А - аккумулятор
Турбогенератор работает следующим образом.
Турбогенератор «Поток» представляет собой вертикально осевой ветрогенератор из двух турбин, смонтированных на одном валу.
Турбина №1, установленная на едином валу и помещенная в воздуховод (вытяжную трубу), приводится в действие за счет естественной тяги под атмосферным давлением, которая воздействует на лопасти турбины №1, установленные под углом 45° и заключенные в цилиндрический корпус. Лопасти турбины установлены таким образом, чтобы в горизонтальной плоскости верхняя часть одной лопасти перекрывалась нижней частью следующей лопасти.
Поток движущегося по вертикали воздуха под атмосферным давлением по трубе (воздуховоду) приводит в движение турбину №1, надавливая на лопасти, установленные под углом 45° относительно оси вала, далее пройдя через цилиндрический корпус турбины в воздуховоде, переходит в цилиндр (корпус) турбины №2 и, проходя через боковые окна (проемы), вырезанные вертикально, приводит в движение турбину №2.
Кроме этого, турбина №2 приводится во вращательное движение от наружного потока воздуха, независимо от направления ветра, причем не требуются ни флюгер, ни что-то ему подобное.
Воздуховод (вытяжная труба), имеющий на выходе конусообразную форму, направляет поток воздуха вовнутрь турбины №2, представляющей из себя цилиндр такого же диаметра, что и турбина №1, но с закрытым верхом. Высота цилиндра турбины №2 больше его диаметра в 1,5 раза. Цилиндр имеет четыре боковых окна для выхода воздуха и четыре лопасти, установленные за этими окнами (проемами), которые усиливают вращение единого вала, приведенного в движение турбиной №1. Причем, при достаточном наружном потоке воздуха турбина №2 работает самостоятельно, также усиливая вращение единого вала. Отбор мощности от единого вала осуществляется посредством ременной передачи на генератор.
Турбина №1 работает за счет давления естественной тяги, возникающей в трубе, а турбина №2 за счет силы ветра, обдувающего турбину с различных сторон, причем обе турбины располагаются в одной рабочей камере на едином валу, что обеспечивает взаимодействие различных рабочих сил и дает возможность непрерывного вырабатывания электроэнергии.
За счет разности в плотностях столбов атмосферного воздуха на различных высотах, в трубе образуется естественная тяга, которая, воздействуя на лопасти турбины №1, приводит ее во вращательное движение. Далее, проходя через конус (юбку) вовнутрь турбины №2, через проем турбины перед лопастями, воздух оказывает давление на лопасти турбины №2, также придавая ей вращательное движение. При наличии ветра, наружный поток воздуха, оказывая давление на лопасти турбины №2, придает ей дополнительные силы вращения, что влечет за собой увеличение скорости вращения единого вала, на котором расположены турбины.
Для использования естественной тяги необходимо, чтобы высота трубы составляла не менее 6-ти метров. С увеличением ее высоты вытяжные силы естественного потока воздуха будут увеличиваться.
На схеме стрелкой указано направление движения естественного потока воздуха через трубу.
Описанную выше установку можно вмонтировать на крыше дома, объединив ее с вытяжной вентиляцией бытовых помещений, на крышах производственных цехов и ферм. Возможно использование котельных труб или шахт лифтов.
Предлагаемое изобретение расширяет парк ветроэнергетических установок с вертикальной осью вращения в направлении упрощения, мобильности и снижения требований, как к размещению, так и к уменьшению занимаемого пространства.
Claims (1)
- Турбогенератор, устанавливаемый на крыше дома или котельных трубах, состоит из двух турбин, смонтированных на едином вертикальном валу, который закреплен в подшипниках, установленных на перекладинах основания, на внутренней части которого установлена вытяжная труба, в которую помещена турбина, работающая от естественной тяги вертикальным потоком воздуха и имеющая лопасти, установленные под углом 45° относительно оси вала и заключенные в цилиндрический корпус, при этом вертикальный поток воздуха, проходя через турбину, работающую от естественной тяги, входит в турбину, работающую от ветра и представляющую собой цилиндр с закрытым верхом, имеющий боковые окна для выхода воздуха и лопасти, установленные за этими окнами, при этом вертикальный поток воздуха дополнительно надавливает на лопасти турбины, работающей от ветра, причем отбор мощности от вала осуществляется посредством ременной передачи на генератор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017110641A RU2663928C1 (ru) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Турбогенератор "Поток" |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017110641A RU2663928C1 (ru) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Турбогенератор "Поток" |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2663928C1 true RU2663928C1 (ru) | 2018-08-13 |
Family
ID=63177260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017110641A RU2663928C1 (ru) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Турбогенератор "Поток" |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2663928C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2791360C1 (ru) * | 2022-11-15 | 2023-03-07 | Василий Васильевич Байковский | Вертикальная ветроэнергетическая установка |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU3697A1 (ru) * | 1925-12-24 | 1927-09-30 | В.С. Матюков | Горизонтальный ветр ный двигатель |
RU2038511C1 (ru) * | 1991-08-01 | 1995-06-27 | Анатолий Серафимович Рачков | Башенный ветродвигатель |
RU2093702C1 (ru) * | 1996-01-22 | 1997-10-20 | Рудольф Анатольевич Серебряков | Вихревая ветроустановка |
UA27791U (en) * | 2007-07-23 | 2007-11-12 | Mykola Ivanovych Tolstiak | Vortex windmill |
RU103857U1 (ru) * | 2010-11-25 | 2011-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Волговинт" | Ветроэнергетическая установка турбинного типа |
RU2426004C1 (ru) * | 2009-11-17 | 2011-08-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донской государственный аграрный университет" | Ветроэлектрическая станция для многоэтажных зданий и сооружений |
UA95740C2 (ru) * | 2010-08-06 | 2011-08-25 | Леонид Александрович Дименко | Эжекционная ветровая электростанция дименко |
RU136100U1 (ru) * | 2013-07-18 | 2013-12-27 | Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение "Лицей № 145" Авиастроительного района города Казани | Комбинированный ветродвигатель |
WO2015101761A1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-07-09 | Global Vtech Limited | A turbine with outer and inner rotor being contra-rotating |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU71945A1 (ru) * | 1947-04-30 | 1947-11-30 | С.А. Вольберг | Скреперна установка дл разгрузки вагонов |
-
2017
- 2017-03-29 RU RU2017110641A patent/RU2663928C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU3697A1 (ru) * | 1925-12-24 | 1927-09-30 | В.С. Матюков | Горизонтальный ветр ный двигатель |
RU2038511C1 (ru) * | 1991-08-01 | 1995-06-27 | Анатолий Серафимович Рачков | Башенный ветродвигатель |
RU2093702C1 (ru) * | 1996-01-22 | 1997-10-20 | Рудольф Анатольевич Серебряков | Вихревая ветроустановка |
UA27791U (en) * | 2007-07-23 | 2007-11-12 | Mykola Ivanovych Tolstiak | Vortex windmill |
RU2426004C1 (ru) * | 2009-11-17 | 2011-08-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донской государственный аграрный университет" | Ветроэлектрическая станция для многоэтажных зданий и сооружений |
UA95740C2 (ru) * | 2010-08-06 | 2011-08-25 | Леонид Александрович Дименко | Эжекционная ветровая электростанция дименко |
RU103857U1 (ru) * | 2010-11-25 | 2011-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Волговинт" | Ветроэнергетическая установка турбинного типа |
RU136100U1 (ru) * | 2013-07-18 | 2013-12-27 | Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение "Лицей № 145" Авиастроительного района города Казани | Комбинированный ветродвигатель |
WO2015101761A1 (en) * | 2013-12-30 | 2015-07-09 | Global Vtech Limited | A turbine with outer and inner rotor being contra-rotating |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2791360C1 (ru) * | 2022-11-15 | 2023-03-07 | Василий Васильевич Байковский | Вертикальная ветроэнергетическая установка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8192138B2 (en) | Method and device for using wind energy | |
AU2013313164B2 (en) | Buildings with wind-energy-conversion systems | |
US4070131A (en) | Tornado-type wind turbine | |
US7679209B2 (en) | Wind powered electricity generating system | |
AU2010359619B2 (en) | Vertical axis turbine | |
GB2425153A (en) | Wind turbine(s) mounted on a lattice tower | |
EP2143938A1 (en) | Wind-driven power plant | |
US20100215488A1 (en) | Fluid flow energy concentrator | |
US9546644B2 (en) | Wind turbine for installation in buildings | |
JP2010065676A (ja) | 風力エネルギーシステム、風力エネルギー変換システム及び風トンネルモジュール | |
US20150361953A1 (en) | Horizontally channeled vertical axis wind turbine | |
KR101488220B1 (ko) | 풍력, 수력 및 조력발전터빈의 효율 개선장치 | |
RU132141U1 (ru) | Ветроэлектростанция | |
RU2663928C1 (ru) | Турбогенератор "Поток" | |
AU2010264534B2 (en) | Wind turbine | |
RU2340789C1 (ru) | Комплекс ветроэнергетический | |
RU2425249C1 (ru) | Роторная ветроэлектростанция | |
RU2484295C2 (ru) | Вантовая ветроэнергетическая установка | |
KR20110079794A (ko) | 수평바람을 수직기류로 바꾸는 집풍관 이용 풍력발전장치 | |
KR20060113808A (ko) | 터보 풍력 발전 시스템 | |
RU193554U1 (ru) | Модуль выработки электроэнергии | |
Fazlizan et al. | Wind tunnel testing of 5-bladed H-rotor wind turbine with the integration of the omni-direction-guide-vane | |
RU2387870C2 (ru) | Ветродвигатель с ветроколесом крыльчатого типа | |
KR20090040190A (ko) | 빌딩형 풍력 발전 시스템, | |
RU2263817C1 (ru) | Воздушная ловушка |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190330 |