RU2669625C1

RU2669625C1 - Rotary windmill

Info

Publication number: RU2669625C1
Application number: RU2017124566A
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Литвиненко; Андрей Бориславов Кирилов
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2018-10-12

Abstract

FIELD: power engineering.SUBSTANCE: invention relates to wind power engineering. Rotor windmill contains a rotating base with the shafts with the wind-receivers and the generators mounted on it, and also a guide device, on the gear wheels are mounted on the shafts. Shafts of the generators are made with different heights, and the radii of the rotors of the generators are larger than the radii of the gears, while the rotors are installed with the possibility of overlapping in the lay-out, and the stators are installed in the outer inter-rotor zone.EFFECT: invention is aimed to increase the stator efficiency during reducing its dimensions.1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно, к ветроэлектрическим станциям с роторными ветродвигателями с вертикальной осью.The invention relates to the field of wind energy, namely, to wind power stations with rotary wind turbines with a vertical axis.

Известен ветродвигатель [Пат. РФ №2358147, заявка № 2007135964/06, 27.09.2007, опубл. 10.06.2009, Бюл. №16 / Литвиненко A.M. - Ветродвигатель], который содержит башню, поворотное устройство, несущую конструкцию, установленные на ней воздуховоды, вертикальные валы и вращающиеся в разные стороны ветроколеса с лопастями с вертикально осью вращения.Known wind turbine [Pat. RF №2358147, application No. 2007135964/06, 09/27/2007, publ. 06/10/2009, bull. No. 16 / Litvinenko A.M. - Wind turbine], which contains a tower, a rotary device, a supporting structure, installed on it ducts, vertical shafts and rotating in different directions of the wind wheel with blades with a vertical axis of rotation.

Недостатком данного ветродвигателя является громоздкость конструкции. Данные недостаток частично устранен в наиболее близком аналоге.The disadvantage of this wind turbine is the bulkiness of the design. These flaws are partially eliminated in the closest analogue.

Из всех известных аналогов наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является роторный ветродвигатель [Пат. РФ №2479748, заявка № 2011110598/06, 21.03.2011, опубл. 20.04.2013, Бюл. №11 / Литвиненко A.M. - Роторный ветродвигатель]. Сущность изобретения заключается в том, что в двигателе, который содержит вращающееся основание с установленными на нем валами с ветроприемниками и генераторами, а также направляющим устройством, на валах установлены зубчатые колеса, причем, согласно изобретению на основании установлены колонны, при этом колонны выполнены пустотелыми и снабжены окнами с перемычками, окна расположены на одной стороне колонн, идущей по потолку.Of all the known analogues, the rotary wind turbine [Pat. RF №2479748, application No. 2011110598/06, 03/21/2011, publ. 04/20/2013, Bull. No. 11 / Litvinenko A.M. - Rotary wind turbine]. The essence of the invention lies in the fact that in the engine, which contains a rotating base with shafts mounted on it with wind receivers and generators, as well as a guiding device, gears are installed on the shafts, and, according to the invention, columns are installed on the base, while the columns are hollow and equipped with windows with jumpers, windows are located on one side of the columns running along the ceiling.

Недостатком данного ветродвигателя является низкая технологичность, обусловленная необходимостью использования отдельных заслонок и стабилизаторов.The disadvantage of this wind turbine is its low adaptability, due to the need to use separate dampers and stabilizers.

Изобретение направлено на повышение технологичности устройства, повышение эффективность генераторной системы.The invention is aimed at improving the manufacturability of the device, increasing the efficiency of the generator system.

Это достигается тем, что у роторного ветродвигателя, содержащего вращающееся основание с установленными на нем валами с ветроприемниками и генераторами, а также направляющим устройством, на валах установлены зубчатые колеса, согласно изобретению, валы генераторов выполнены разновысотными, а радиусы роторов генераторов выполнены большими, чем радиусы зубчатых колес, при этом роторы установлены с возможностью перекрытия в плане, а статоры установлены во внешней межроторной зоне.This is achieved by the fact that in a rotary wind turbine containing a rotating base with shafts mounted thereon with wind receivers and generators, as well as a guiding device, gear wheels are installed on the shafts, according to the invention, the shafts of the generators are made of different heights, and the radii of the generators rotors are made larger than the radii gears, while the rotors are installed with the possibility of overlapping in plan, and the stators are installed in the outer inter-rotor zone.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен заявленный ветродвигатель вид спереди, на фиг. 2 - то же, вид сбоку, на фиг. 3 - то же, вид сверху, на фиг. 4 - кинематическая схема генераторной системы, на фиг. 5 - вид статоров со стороны зазора.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the claimed wind turbine front view, in FIG. 2 is the same side view, in FIG. 3 is the same, top view, in FIG. 4 is a kinematic diagram of a generator system; FIG. 5 is a view of the stators from the side of the gap.

Роторный ветродвигатель включает в себя башню 1, вращающееся основание 2 с ветроприемниками (роторы) 3 и 4, центральный обтекатель 5, направляющее устройство (стабилизатор) 6. Синхронизирующий механизм включает в себя два зубчатых колеса 7 и 8. Валы 9 и 10 генераторов выполнены разновысотными, например, вал 9 выше вала 10, так что ротор 11 расположен частично над ротором 12. При этом, как видно из фиг. 4, радиусы зубчатых колес 7 и 8 меньше, чем радиусы роторов 11 и 12.The rotor wind turbine includes a tower 1, a rotating base 2 with wind receivers (rotors) 3 and 4, a central fairing 5, a guiding device (stabilizer) 6. The synchronizing mechanism includes two gear wheels 7 and 8. The shafts 9 and 10 of the generators are made of different heights for example, the shaft 9 is higher than the shaft 10, so that the rotor 11 is partially located above the rotor 12. Moreover, as can be seen from FIG. 4, the radii of the gears 7 and 8 are smaller than the radii of the rotors 11 and 12.

Габариты генераторной системы (статоры) показаны на фиг. 4 пунктиром. Предполагается, что роторы снабжены ферромагнитными зубцами, как у всех индукторных генераторов. Устройство статора (например, правого) подробнее показано на фиг. 3 и фиг. 5. Он имеет центральный магнитопровод 13, находящийся в магнитом контакте с обоими роторами, источник возбуждения 14 (например, постоянный магнит), рабочие катушки 15, охватывающие источник возбуждения, и боковые магнитопроводы 16 и 17, контактирующие в магнитном отношении каждый со своим ротором.The dimensions of the generator system (stators) are shown in FIG. 4 dotted line. It is assumed that the rotors are equipped with ferromagnetic teeth, as in all inductor generators. The stator device (for example, the right one) is shown in more detail in FIG. 3 and FIG. 5. It has a central magnetic circuit 13, which is in magnetic contact with both rotors, an excitation source 14 (for example, a permanent magnet), working coils 15 covering the excitation source, and side magnetic circuits 16 and 17, magnetically contacting each with its own rotor.

Работа устройства. При набегании ветрового потока роторы 3 и 4 приходят во вращение, передавая тем самым энергию ветра на валы 9 и 10, а далее - на роторы 11 и 12. Роторы модулируют магнитный поток источников возбуждения, что приводит к появлению напряжения на рабочих катушках. Таким образом, статоры установлены во внешней межроторной зоне, а точнее, в зоне перекрытия роторов в плане (см. фиг. 3), центр фигуры. Синхронизация роторов осуществляется зубчатыми колесами 7 и 8, в результате чего лопасти роторов не контактируют между собой.The operation of the device. When the wind flow is on, the rotors 3 and 4 come into rotation, thereby transmitting wind energy to the shafts 9 and 10, and then to the rotors 11 and 12. The rotors modulate the magnetic flux of the excitation sources, which leads to the appearance of voltage on the working coils. Thus, the stators are installed in the outer inter-rotor zone, and more precisely, in the overlapping area of the rotors in plan (see Fig. 3), the center of the figure. The synchronization of the rotors is carried out by gears 7 and 8, as a result of which the rotor blades do not contact each other.

Технико-экономическим преимуществом данного ветродвигателя является то, что статор генератора имеет значительно меньшие габариты, по сравнению со статорами, размещенными у каждого ротора, если бы роторы были выполнены без перекрытия. Кроме этого, появляется возможность при размещении источника возбуждения с рабочей катушкой на центральном магнитопроводе вертикально, вдвое увеличить площадь воздушного зазора, что повышает производительность системы статоров при одновременном уменьшении его габаритов.The technical and economic advantage of this wind turbine is that the generator stator has significantly smaller dimensions, compared with the stators located at each rotor, if the rotors were made without overlapping. In addition, it becomes possible, when placing the excitation source with the working coil on the central magnetic circuit vertically, to double the air gap, which increases the performance of the stators system while reducing its dimensions.

Claims

A rotary wind turbine containing a rotating base with shafts mounted thereon with wind receivers and generators, as well as a guiding device, gears are installed on the shafts, characterized in that the shafts of the generators are made of different heights, and the radii of the generators rotors are made larger than the radii of the gears, the rotors are installed with the possibility of overlapping in plan, and the stators are installed in the outer inter-rotor zone.