RO127313B1

RO127313B1 - Turbină eoliană

Info

Publication number: RO127313B1
Application number: ROA201101265A
Authority: RO
Inventors: Constantin Sergiu Tănase; Dan Căvescu
Original assignee: Constantin Sergiu Tănase; Dan Căvescu
Priority date: 2011-11-29
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2014-01-30
Also published as: RO127313A0; WO2014003593A1

Description

Invenția se referă la o turbină eoliană cu două rotoare coaxiale, contrarotative, destinată producerii energiei electrice atâtîn sistemul energetic național, dar și pentru consumatori casnici sau izolați.

Este cunoscută o turbină eoliană cu două rotoare coaxiale, prezentată în cererea de brevet GB 2413159 A1, care are o elice stânga și o elice dreapta, ambele elice fiind coaxiale și contrarotative, montate pe un arbore interior, respectiv, pe un arbore exterior, care sunt coaxiali și care acționează un generator de curent.

Este cunoscut, de asemenea, un rotor eolian, utilizat la turbine eoliene pentru vânt cu intensitate redusă, prezentat în brevetul R0 122051, ale cărui pale sunt înclinate cu niște unghiuri a+ și a- cu valori cuprinse între 5 și 15° și un unghi β cu valori cuprinse între 5 și 40°.

Problema tehnică pe care o rezol vă invenția constă în creșterea cantității de aer care acționează cea de-a doua elice.

Turbina eoliană cu două rotoare coaxiale, conform invenției, având o elice stânga și o elice dreapta, contrarotative, prevăzute pe un arbore interior și pe un arbore exterior, o nacelă, un pilon și un generator electric, este prevăzută cu un ansamblu deflector-confuzor și niște nervuri profilate, pentru fixarea pe nacela turbinei prin intermediul unei flanșe de susținere, pe arborele interior fiind prevăzută o flanșă de prindere, ansamblul deflector-confuzor este constituit dintr-un deflector anterior și un confuzor posterior, care au forma unui segment sferic, confuzorul posterior având diametrul mai mare decât deflectorul anterior.

Turbina eoliană cu două rotoare coaxiale, conform invenției, prezintă următoarele avantaje:

- asigură o eficientizare în funcționarea celei de-a două elice;

- ansamblul deflector-confuzor permite o Întreținere și o înlocuire facilă a părților componente ale turbinei;

- randament de conversie îmbunătățit;

- moment de rotație mărit la arborele de rotație, chiar și la viteze mici ale vântului, de circa 2...2,5 m/s;

- execuție, întreținere și înlocuire ușoară a părților componente ale turbinei;

- cantitatea de energie electrică produsă este cu 60...70% mai mare decât energia electrică produsă de o turbină eoliană cu o singură elice;

- suprafață ocupată de turbina conform invenției este de două ori mai mică decât suprafața ocupată de două turbine eoliane clasice, dotate cu câte o singură elice;

- costurile globale pentru o turbină eoliană cu ax orizontal, conform invenției, sunt cu mult mai mici decât costurile aferente a două turbine eoliene clasice;

- poate debita în sistem energie electrică atât în regim separat, cât și în regim cumulat.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu fig. 1 ...8, care reprezintă:

- fig. 1, vedere laterală cu secțiune longitudinală, parțială, a turbinei;

- fig. 2, vedere frontală a turbinei;

- fig. 3, vedere laterală a elicei;

- fig. 4, vedere frontală a elicei;

- fig. 5, vedere laterală a ansamblului deflector-confuzor;

- fig. 6, vedere frontală a ansamblului deflector-confuzor;

- fig. 7, secțiune longitudinală prin generatorul electric;

- fig. 8, secțiune transversală prin generatorul electric.

RO 127313 Β1

Turbina eoliană cu ax orizontal, cu două rotoare coaxiale contrarotative, cu deflector-con- 1 fuzor, conform invenției, este alcătuită dintr-un ansamblu 1 deflector-confuzor, o elice 2 stânga și o elice 3 dreapta, coaxiale și contrarotative, care sunt prevăzute cu un arbore 7 interior și 3 un arbore 10 exterior. Turbina are și o nacelă 13 a turbinei, un pilon 14, un generatorul 15 electric, o flanșă 22 de prindere și flanșa 20 de susținere. 5

Ansamblul 1 deflector-confuzor estecompus dintr-un deflector4 anterior, unconfuzor posterior și niște nervuri 6 profilate, care au rolul, pe de o parte, de a asigura concentrici- 7 tatea și coaxialitatea între deflectorul 4 anterior și confuzorul 5 posterior și, pe de altă parte, de a asigura fixarea rigidă, prin intermediul flanșei 20 de susținere, de corpul nacelei 13 a 9 turbinei.

Deflectorul 4 anterior are forma unui segment sferic cu două baze, având marginile 11 părții frontale rotunjite.

Confuzorul 5 posterior are forma unui segment sferic cu două baze. 13

Deflectorul 4 anterior, care servește la producerea deflexiunii, este un dispozitiv utilizat pentru modificarea direcției inițiale de curgere a vântului, fiind o aplicație a efectului 15 Coandă, rezultat prin devierea jeturilor de fluid în apropierea suprafețelor curbe.

Confuzorul 5 posterior, având un diametru mai mare decât deflectorul 4 anterior, este 17 montat, prin intermediul nervurilor 6 profilate, pe exteriorul deflectorului 4 anterior, în partea posterioare, și servește la micșorarea continuă, progresivă, a secțiunii de trecere fluidului, 19 în care debitul se menține constant.

Ansamblul 1 deflector-confuzor poate fi confecționat din rășină epoxi cu fibră de 21 sticlă, fibră de carbon, tablă de aluminiu, materiale compozite sau materiale plastice, cu rugozitate mică. 23

Elicea 3 dreapta este fixată prin intermediul flanșei 22 de prindere de arborele 7 interior. 25

Elicea 2 stânga acționează, prin intermediul axului 7 interior, un rotor 17, iar elicea 3 dreapta, prin intermediul arborele 10 exterior, acționeză un rotor 16. Fiecare dintre 27 rotoarele 16 și 17 funcționeză independent, atât din punct de vedere al mișcării de rotație, cât și din punct de vedere electromagnetic, ele fiind cuplate în acest sens cu niște statoare 29 18, respectiv, 19, independente.

Elicea 2 stânga și elicea 3 dreapta sunt montate pe arborele 7 interior, respectiv, pe 31 arborele exterior 10, într-un mod în sine cunoscut, cum ar fi, de exemplu, cu ajutorul unei pene.

Arborele 7 interior este lăgăruit la un capăt pe un rulment 8 , iar la celălalt capăt pe 33 un rulment 9, amplasat la capătul opus al arborelui 10 exterior.

Arborele 10 exterior este lăgăruit prin intermediul unor rulmenți 11 și 12, acesta din 35 urmă fiind fixat astfel încât să asigure poziționarea arborelui exterior 10 în nacela 13a turbinei, sprijinită la rândul său pe pilonul 14 de susținere. 37

De menționat că asigurarea coaxial ități i între arborele 7 interior și arborele 10 exterior se realizează prin intermediul rulmenților 8, 9 și 11. 39 în interiorul nacelei 13 a turbinei, este amplasat generatorul 15 electric, care este prevăzut cu niște rotoare 16 și 17 coaxiale, contrarotative, care funcționeză independent 41 electromagnetic, cu statoarele 18 și 19 ale generatorului.

Nacela 13 a turbinei poate fi prevăzută și cu un sistem de rotire și orientare după 43 direcția vântului, în sine cunoscut.

Pilonul 14 de susținere are rolul de a susține componentele principale ale turbinei, 45 dar și acela de a permite accesul în vederea exploatării și executării operațiilor de mentenanță.

RO 127313 Β1

Fiecare pală 21 ale elicei 2 stânga, respectiv, a elicei 3 dreapta, este realizată din materiale rezistente și în același timp flexibile, și este înclinată cu un unghi a, cu valori 3 cuprinse între 5+ 35°, având un profil de aripă delta gotic, cu muchiile rotunjite.

Elicea 3 dreaptă este identică, din punct de vedere geometric și aerodinamic, cu elicea 5 2 stânga, dar realizată în oglindă.

Elicea 2 stânga și elicea 3 dreapta, coaxiale și contrarotative, au în exemplul de față 7 câte șase pale fiecare și dezvoltă cupluri motoare sporite la viteze mici de rotație, fiind destinate pentru viteze reduse ale vântului 3 + 8 m/s.

Palele 21 ale elicei 2 stânga, respectiv, ale elicei 3 dreapta, prezintă o suprafață portantă mare, atât spre exteriorul, cât și în interiorul rotorului, care are ca efect crearea unui 11 cuplu la ax de 2,5 + 3 ori mai mare decât la o turbină eoliană clasică.

Turbina eoliană, conform invenției, poate fi folosită pentru producerea unei puteri 13 electrice cuprinse în intervalul 0,5 + 50 KW.

Claims

Revendicări

1. Turbină eoliană cu două rotoare coaxiale, având o elice stânga și o elice dreapta 3 contrarotative, prevăzute pe un arbore interior și pe un arbore exterior, o nacelă a turbinei, un pilon de susținere și un generator electric, caracterizată prin aceea că este prevăzută 5 cu un ansamblu (1) deflector-confuzor și niște nervuri (6) profilate, pentru fixarea pe nacela (13) turbinei prin intermediul unei flanșe (20) de susținere, pe arborele (7) interior fiind 7 prevăzută o flanșă (22) de prindere.
2. Turbină eoliană, conform revendicării 1, caracterizată prin aceea că elicea (2)9 stânga și elicea (3) dreapta contrarotative au palele (21) configurate în profil de aripă delta gotic, cu un unghi a cuprins între 5 și 35°.11
3. Turbină eoliană, conform revendicărilor 1 și 2, caracterizată prin aceea că ansamblul (1) deflector-confuzor este constituit dintr-un deflector (4) anterior și un confuzor (5) poște-13 rior, care au forma unui segment sferic, confuzorul (5) posterior având diametrul mai mare decât defiectorul (4) anterior.15
4. Turbină eoliană, conform revendicărilor de la 1 la 3, caracterizată prin aceea că elicea (2) stânga este amplasată în interiorul deflectorului (4) anterior, iar elicea (3) dreapta 17 este amplasată într-un plan paralel, în spatele confuzorului (5) posterior și în interiorul (6) nervurilor profilate. 19
5. Turbină eoliană, conform revendicărilor de la 1 la 4, caracterizată prin aceea că generatorul electric (15) este constituit din două rotoare coaxiale, contrarotative (16 și 17),21 care funcționeză independent electromagnetic, în tandem cu statoarele aferente (18 și 19).
6. Turbină eoliană, conform revendicărilor de la 1 la 5, caracterizată prin aceea că 23 elicea (2) stânga, respectiv, elicea (3) dreapta, antrenează un rotor (17), respectiv, un rotor (16) al generatorului (15) electric.25
7. Turbină eoliană, conform revendicărilor de la 1 la 6, caracterizată prin aceea că axul (7) interior este lăgăruit la un capăt pe un rulment (8), iar la celalalt capăt pe un alt rulment27 (9), amplasat la capătul opus al arborelui (10) exterior.
8. Turbină eoliană, conform revendicărilor de la 1 la 7, caracterizată prin aceea că 29 axul exterior (10) este lăgăruit prin intermediul unui rulment (11) și al unui alt rulment (12).