RU120725U1

RU120725U1 - WIND POWER PLANT

Info

Publication number: RU120725U1
Application number: RU2012113375/28U
Authority: RU
Inventors: Сергей Юрьевич Дудников; Рудольф Александрович Измайлов; Александр Анатольевич Лебедев; Георгий Константинович Лёзов; Евгений Николаевич Хорошев
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Оптифлейм Солюшенз"
Priority date: 2012-04-06
Filing date: 2012-04-06
Publication date: 2012-09-27

Abstract

Ветроэнергетическая установка, включающая центральное тело, состоящее из лобового обтекателя, средней части, выполненной в виде осевой турбинной ступени, состоящей из направляющего аппарата с лопатками и вращающегося рабочего колеса турбины с лопатками, и хвостового обтекателя; кольцевого обтекателя с сечением формы несимметричного профиля крыла, выпуклая часть которого является образующей его внутренней поверхности, а отношение максимального диаметра центрального тела к внешнему диаметру турбины составляет 0,45-0,55, отличающаяся тем, что лопатки направляющего аппарата и вращающегося рабочего колеса турбины в плоскости, соответствующей минимальному внутреннему диаметру кольцевого обтекателя, установлены под углом к оси вращения турбины с отклонением по потоку. Wind power plant, including a central body, consisting of a front fairing, a middle part made in the form of an axial turbine stage, consisting of a guide vanes and a rotating turbine impeller with blades, and a tail fairing; an annular fairing with a cross-section of the shape of an asymmetric wing profile, the convex part of which is the generatrix of its inner surface, and the ratio of the maximum diameter of the central body to the outer diameter of the turbine is 0.45-0.55, characterized in that the blades of the guide vanes and the rotating impeller of the turbine in the planes corresponding to the minimum inner diameter of the annular fairing are set at an angle to the turbine rotation axis with a flow deflection.

Description

Предлагаемая конструкция ветроэнергетической установки (ВЭУ) предназначена для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию.The proposed design of a wind energy installation (wind turbine) is designed to convert the kinetic energy of the wind into electrical energy.

Широко известны ветродвигатели, содержащие центральное тело и рабочие лопатки пропеллерного типа. Такие ветродвигатели не рассчитаны на работу при малых скоростях ветра, как правило, они входят в виде модуля в состав ветроэнергетических установок. Эти ветродвигатели устанавливают вдали от жилых домов, поскольку результатом их работы является эрозия почвы, а также гибель птиц, насекомых, попадающих во вращающиеся лопатки пропеллерного типа.Widely known are wind turbines comprising a central body and propeller blades. Such wind turbines are not designed to operate at low wind speeds, as a rule, they are included as a module in the composition of wind power plants. These wind turbines are installed far from residential buildings, as the result of their work is soil erosion, as well as the death of birds, insects falling into the rotating blades of the propeller type.

Наиболее близким к предлагаемой конструкции ВЭУ по технической сущности и достигаемому результату является известный ветродвигатель, включающий центральное тело, состоящее из лобового обтекателя, средней части и хвостового обтекателя, осевую турбинную ступень, состоящую из неподвижной лопаточной решетки профилей, а также вращающейся турбинной лопаточной решетки, кольцевой обтекатель с сечением формы несимметричного профиля крыла (см. RU 106674 опубликованный 20.07.2011), причем лобовой обтекатель выполнен в форме полусферы, выпуклая часть кольцевого обтекателя является образующей его внутренней поверхности, средняя часть центрального тела выполнена в виде осевой турбины с лопатками, установленными за направляющим аппаратом, а отношение максимального диаметра центрального тела к внешнему диаметру турбины составляет 0,45-0,55.The closest to the proposed design of a wind turbine in terms of technical nature and the achieved result is a well-known wind turbine, including a central body consisting of a frontal fairing, a middle part and a tail fairing, an axial turbine stage, consisting of a fixed blade structure of the profiles, as well as a rotating turbine blade structure, an annular a fairing with a cross-section of the shape of an asymmetric wing profile (see RU 106674 published July 20, 2011), the frontal fairing being made in the form of a hemisphere, the convex part of the face cowl is the generatrix of its inner surface, the middle part of the central body is made in the form of an axial turbine with blades mounted behind the guide apparatus, and the ratio of the maximum diameter of the central body to the outer diameter of the turbine is 0.45-0.55.

Технический результат предлагаемой полезной модели состоит в увеличении вырабатываемой мощности ВЭУ при сохранении ее внешних габаритов.The technical result of the proposed utility model is to increase the generated power of a wind turbine while maintaining its external dimensions.

Данный технический результат достигается ветроэнергетической установкой, включающей центральное тело, состоящее из лобового обтекателя, средней части, выполненной в виде осевой турбинной ступени состоящей из направляющего аппарата с лопатками и вращающегося рабочего колеса с лопатками, и хвостового обтекателя; кольцевого обтекателя с сечением формы несимметричного профиля крыла, причем выпуклая часть кольцевого обтекателя является образующей его внутренней поверхности, а отношение максимального диаметра центрального тела к внешнему диаметру турбины составляет 0,45-0,55, при этом, согласно полезной модели, лопатки направляющего аппарата и вращающегося рабочего колеса турбины в плоскости, соответствующей минимальному внутреннему диаметру кольцевого обтекателя установлены под углом к оси вращения турбины с отклонением по потоку.This technical result is achieved by a wind power installation, including a central body consisting of a frontal fairing, a middle part made in the form of an axial turbine stage consisting of a guiding apparatus with blades and a rotating impeller with blades, and a tail fairing; an annular fairing with a cross section of the shape of an asymmetric wing profile, the convex part of the annular fairing being its inner surface, and the ratio of the maximum diameter of the central body to the outer diameter of the turbine is 0.45-0.55, while, according to a utility model, the vanes of the guide vane and a rotating impeller of the turbine in a plane corresponding to the minimum inner diameter of the annular cowl mounted at an angle to the axis of rotation of the turbine with a deviation in flow.

Сущность заявленной конструкции ВЭУ поясняется прилагаемыми чертежами.The essence of the claimed design of a wind turbine is illustrated by the attached drawings.

На Рис.1 представлен общий вид ВЭУ.Figure 1 shows a general view of a wind turbine.

На Рис.2 представлена общая схема ВЭУ.Figure 2 shows the general scheme of wind turbines.

На Рис.3 представлено рабочее колесо ВЭУ.Figure 3 shows the impeller of a wind turbine.

ВЭУ состоит из лобового обтекателя 1 средней части и хвостового обтекателя 2 образующих центральное тело, лопаток направляющего аппарата 3, лопаток рабочего колеса 4 и кольцевого обтекателя 5 с сечением формы несимметричного профиля крыла. Выпуклая часть кольцевого обтекателя является образующей его внутренней поверхности, средняя часть центрального тела выполнена в виде осевой турбины с лопатками, установленными за направляющим аппаратом. Направляющий аппарат с лопатками установлен в плоскости, соответствующей минимальному внутреннему диаметру кольцевого обтекателя. Отношение максимального диаметра центрального тела к внешнему диаметру турбины составляет 0,45-0,55. Неподвижные лопатки направляющего аппарата и лопатки вращающейся турбины установлены стреловидно, т.е. с отклонением по потоку. Вращение же турбины происходит по-прежнему, в плоскости перпендикулярной оси вращения, совпадающей с направлением набегающего потока воздуха. Это изменение конструкции дает увеличение площади лопаток турбины за счет удлинения лопаток при угле стреловидности 45 град это удлинение составит 1,4 от длины перпендикулярно установленных лопаток. Таким образом, увеличивается величина крутящего момента на каждой лопатке турбины и соответственно, как показали эксперименты, увеличивается аэромеханическая мощность, снимаемая с турбины, при сохранении внешних габаритов ВЭУ.A wind turbine consists of a frontal fairing 1 of the middle part and a tail fairing 2 forming the central body, vanes of the guide apparatus 3, vanes of the impeller 4 and the annular fairing 5 with a cross section of the shape of the asymmetric wing profile. The convex part of the annular fairing is forming its inner surface, the middle part of the central body is made in the form of an axial turbine with blades mounted behind the guide apparatus. A guide van with blades is mounted in a plane corresponding to the minimum inner diameter of the annular cowl. The ratio of the maximum diameter of the central body to the outer diameter of the turbine is 0.45-0.55. The fixed vanes of the guide vane and the vanes of the rotating turbine are mounted swept, i.e. with deviation downstream. The rotation of the turbine, as before, occurs in the plane perpendicular to the axis of rotation, which coincides with the direction of the incoming air flow. This design change gives an increase in the area of the turbine blades due to the elongation of the blades at a sweep angle of 45 degrees, this elongation will be 1.4 of the length of the perpendicularly mounted blades. Thus, the magnitude of the torque on each blade of the turbine increases and, accordingly, experiments have shown that the aeromechanical power removed from the turbine increases, while maintaining the external dimensions of the wind turbine.

Claims

A wind power installation, including a central body, consisting of a frontal fairing, a middle part made in the form of an axial turbine stage, consisting of a guiding apparatus with blades and a rotating impeller of the turbine with blades, and a tail fairing; an annular cowl with a cross section of the shape of an asymmetric wing profile, the convex part of which is the inner surface forming it, and the ratio of the maximum diameter of the central body to the outer diameter of the turbine is 0.45-0.55, characterized in that the blades of the guide apparatus and the rotating impeller of the turbine are the plane corresponding to the minimum inner diameter of the annular fairing installed at an angle to the axis of rotation of the turbine with a deviation in flow.