RU2169858C1

RU2169858C1 - Planetary windmill electric generating plant

Info

Publication number: RU2169858C1
Application number: RU2000102870A
Authority: RU
Inventors: Л.В. Михненков; Г.А. Маркотенко
Original assignee: Михненков Лев Владимирович; Маркотенко Галина Александровна
Priority date: 2000-02-09
Filing date: 2000-02-09
Publication date: 2001-06-27

Abstract

FIELD: wind-power engineering. SUBSTANCE: proposed planetary windmill electric generating plant has drive shaft coupled with rotor and windwheel with planet pinions. According to invention, windwheel is made in form of planetary mechanism with device providing positive rotation of planet pinions. EFFECT: improved specific characteristics of plant and increased wind power utilization factor. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к экологически чистым энергетическим устройствам, в частности к установкам, использующим энергию ветра. The invention relates to environmentally friendly energy devices, in particular to installations using wind energy.

Известно устройство, преобразующее энергию ветра во вращение приводного вала, включающее основание с вертикальной осью, на которой установлена с возможностью поворота в горизонтальной плоскости рама с приводным валом, на котором закреплено ветроколесо (Политехнический словарь, М., Советская энциклопедия, 1976 г., стр.74). A device is known that converts wind energy into rotation of a drive shaft, including a base with a vertical axis, on which a frame with a drive shaft, on which a wind wheel is mounted, can be mounted in a horizontal plane (Polytechnical Dictionary, M., Soviet Encyclopedia, 1976, p. .74).

К недостаткам известного устройства следует отнести громоздкость и высокую материалоемкость конструкции, а также низкий коэффициент использования энергии ветра. The disadvantages of the known devices include the bulkiness and high material consumption of the structure, as well as the low utilization of wind energy.

Известен ветроэнергетический агрегат, включающий основание с осью, на которой установлена рама с поворотным статором и ветроколесом в виде закрепленного на приводном валу репеллера (Политехнический словарь, М., Советская энциклопедия, 1976 г., стр. 74). A wind power unit is known, including a base with an axis on which a frame with a rotary stator and a wind wheel is mounted in the form of a repeller fixed to the drive shaft (Polytechnical Dictionary, M., Soviet Encyclopedia, 1976, p. 74).

Недостатком такой конструкции являются низкий коэффициент использования энергии ветра и высокая материалоемкость на единицу вырабатываемой энергии. The disadvantage of this design is the low utilization of wind energy and high material consumption per unit of generated energy.

Наиболее близким техническим решением к изобретению служит ветроэнергетический агрегат, включающий приводной вал, связанный с ротором, и ветродвигатель с центральным ветроколесом и сателлитами (SU 1188365 МКИ F 03 D 3/02, 30.10.1985). The closest technical solution to the invention is a wind power unit, including a drive shaft connected to the rotor, and a wind turbine with a central wind wheel and satellites (SU 1188365 MKI F 03 D 3/02, 10/30/1985).

К недостаткам известного устройства следует отнести высокую сложность, громоздкость и материалоемкость конструкции, а также низкий коэффициент полезного действия. The disadvantages of the known devices include high complexity, bulkiness and material consumption of the structure, as well as low efficiency.

Задачей настоящего изобретения служит повышение коэффициента использования энергии ветра и улучшение удельных характеристик установки, таких как материалоемкость и габаритные размеры на единицу вырабатываемой энергии. The objective of the present invention is to increase the utilization of wind energy and improve the specific characteristics of the installation, such as material consumption and overall dimensions per unit of energy generated.

Поставленная задача решается тем, что ветроколесо ветроэнергетического агрегата выполнено в виде планетарного механизма с устройством принудительного вращения сателлитов, которые имеют цилиндрическую и/или коническую форму, причем оси вращения сателлитов расположены под углом к оси вращения ротора ветроколеса. The problem is solved in that the wind wheel of the wind power unit is made in the form of a planetary mechanism with a device for the forced rotation of the satellites, which have a cylindrical and / or conical shape, and the axis of rotation of the satellites is at an angle to the axis of rotation of the rotor of the wind wheel.

Указанные отличительные признаки существенны. These distinguishing features are significant.

Выполнение ветроколеса в виде планетарного механизма с вращающимися вокруг своей оси цилиндрическими и/или коническими сателлитами позволяет использовать аэродинамический эффект Магнуса для вращения ветроколеса. Использование эффекта Магнуса позволяет существенно увеличить коэффициент использования энергии ветра. The implementation of the wind wheel in the form of a planetary mechanism with cylindrical and / or conical satellites rotating around its axis allows the aerodynamic Magnus effect to be used to rotate the wind wheel. Using the Magnus effect can significantly increase the utilization of wind energy.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема агрегата. In FIG. 1 shows a schematic diagram of the unit.

На фиг. 2 - схема планетарного механизма. In FIG. 2 is a diagram of a planetary mechanism.

Планетарный ветроэнергетический агрегат состоит из опоры 1 с вертикальной поворотной осью 2, на которой смонтирована рама 3 с поворотным статором 4 и электрогенератором 5. На валу 6 последнего закреплено ветроколесо в виде планетарного механизма 7, сателлиты 8 которого имеют вид цилиндра и/или конуса. Сателлиты 8 имеют устройства их принудительного вращения в виде электродвигателей 9, корпуса 10 которых соединены с ротором 11, закрепленным на валу 6. Перед сателлитами 8 установлен направляющий аппарат 12. Оси вращения 13 сателлитов 8 расположены под острым или тупым углом к оси вращения 14 ротора 11. The planetary wind energy unit consists of a support 1 with a vertical rotary axis 2, on which a frame 3 with a rotary stator 4 and an electric generator 5 is mounted. A wind wheel in the form of a planetary mechanism 7, the satellites 8 of which are in the form of a cylinder and / or cone, is mounted on the shaft 6 of the latter. Satellites 8 have devices for their forced rotation in the form of electric motors 9, the housings 10 of which are connected to the rotor 11 mounted on the shaft 6. In front of the satellites 8, a guide apparatus 12 is installed. .

Агрегат работает следующим образом. The unit operates as follows.

Поворотный статор 4 устанавливает ветроколесо против направления ветра. Включают электродвигатели 9, приводящие во вращение сателлиты 8. Потоки воздуха, проходя через направляющий аппарат 12, отклоняются и обтекают вращающиеся сателлиты 8. Создаваемое эффектом Магнуса боковое давление на сателлиты 8 заставляет вращаться ветроколесо. Крутящий момент через ротор 11 и вал 6 передается электрогенератору 5, который вырабатывает электроэнергию. The rotary stator 4 sets the wind wheel against the direction of the wind. They include electric motors 9, which rotate the satellites 8. Air flows passing through the guide apparatus 12 are deflected and flow around the rotating satellites 8. The lateral pressure on the satellites 8 created by the Magnus effect causes the wind wheel to rotate. Torque through the rotor 11 and the shaft 6 is transmitted to the generator 5, which generates electricity.

Такое устройство делает конструкцию агрегата компактной, а использование эффекта Магнуса повышает коэффициент использования энергии ветра. Such a device makes the design of the unit compact, and the use of the Magnus effect increases the utilization of wind energy.

Claims

1. Planetary wind power unit, including a drive shaft connected to the rotor and a wind wheel with satellites, characterized in that the wind wheel is made in the form of a planetary mechanism with a device for the forced rotation of the satellites.

2. The planetary wind energy unit according to claim 1, characterized in that the satellites have a cylindrical and / or conical shape.

3. The planetary wind energy unit according to claim 1, characterized in that the axis of rotation of the satellites are located at an angle to the axis of rotation of the rotor.