RU2006663C1 - Ветродвигатель - Google Patents
Ветродвигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2006663C1 RU2006663C1 SU5007012A RU2006663C1 RU 2006663 C1 RU2006663 C1 RU 2006663C1 SU 5007012 A SU5007012 A SU 5007012A RU 2006663 C1 RU2006663 C1 RU 2006663C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diffuser
- diameter
- neck
- wind turbine
- wind
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Использование: в ветроэнергетике. Сущность изобретения: ветродвигатель снабжен экраном, закрепленным на торце диффузора при помощи пилонов, а размеры элементов ветродвигателя выбраны из определенных соотношений. 2 ил.
Description
Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветродвигателям.
Известен ветродвигатель, содержащий корпус с входным конфузором, горловиной и выходным диффузором, размещенный в корпусе вал, закрепленную на нем в зоне горловины турбину и лопастный ротор, установленный на конце вала перед конфузором и имеющий наружный диаметр, превышающий входной диаметр конфузора [1] . Конфузор снабжен направляющими лопатками. Ротор установлен с возможностью вращения относительно вала и выполнен в виде размещенной на нем втулки с вентиляторными лопатками. Концы лопаток связаны кольцевым ободом с диаметром, равным входному диаметру конфузора. Лопасти ротора закреплены на наружной поверхности обода. Соосно лопастному ротору на валу установлен второй лопастной ротор, выполненный аналогично первому с возможностью вращения в противоположную сторону. Ободы роторов размещены относительно друг друга с образованием кольцевой эжектирующей щели, наклоненной к валу под углом, вершина которого расположена со стороны корпуса.
Недостатками этого ветродвигателя являются то, что он имеет неоправданно сложную конструкцию, дорог в изготовлении и ненадежен в работе.
Известен ветродвигатель, содержащий корпус с входным конфузором и выходным диффузором, обтекатель, размещенный в корпусе и связанный с конфузором при помощи направляющих лопаток, лопастное колесо, расположенное за обтекателем (в горловине), и конус, установленный в диффузоре и связанный с ним при помощи радиальных перемычек [2] . Поверхность диффузора выполнена гофрированной в окружном направлении с образованием внутренних и наружных клинообразных лотков. Конус связан с диффузором в зоне наружных клинообразных лотков.
Недостатком ветродвигателя является то, что при достаточно сложной конструкции он имеет низкий коэффициент использования энергии ветра.
Целью изобретения является повышение коэффициента использования энергии ветра и упрощение конструкции.
Для этого выходной диффузор выполнен с углом раскрытия φ = 14-20о и заканчивается раструбом, имеющим радиус скругления h = 0,5-1,0 и внешний диаметр Dр = 2-3 от диаметра горловины Dо, а за раструбом на расстоянии h = 0,2-0,4Dо установлен на пилонах круглый экран диаметром Dэ = 0,9-0,95Dр.
Поскольку при дополнительном поиске не были обнаружены аналоги с признаками, отличающими предложенное решение от прототипа, делается вывод о соответствии заявляемого решения критериям новизны и существенных отличий.
На фиг. 1 приведена схема ветродвигателя; на фиг. 2 - график зависимости относительного коэффициента использования энергии ветра от относительной площади раструба.
Ветродвигатель содержит корпус 1 с входным конфузором 2, горловиной 3 и выходным диффузором 4 с углом раскрытия 14-20о. В горловине 3 расположен лопастной ротор 5. На выходе из диффузора 4 выполнен раструб 6, внешний диаметр которого составляет 2-3 диаметра Dогорловины 3. Радиус скругления поверхности раструба 6 составляет 0,5-1,0 от диаметра горловины 3. За раструбом 6 на расстоянии h = 0,2-0,4Dо с помощью пилонов 7 установлен круглый экран диаметром 0,9-0,95 от диаметра раструба Dр.
Принцип работы ветродвигателя заключается в следующем.
При обтекании ветродвигателя ветром со скоростью vн (сила ветра) на внешней кромке раструба 6 происходит отрыв потока (см. фиг. 1). В зоне отрыва возникает разрежение с коэффициентом давления Ср = (Pотр-Pн)/(1/2πV ) = -0,5-0,6, вследствие чего увеличивается расход воздуха через ветродвигатель. При этом пропорционально расходу в кубе возрастает коэффициент использования энергии ветра.
Приведенные на фиг. 2 результаты экспериментальных исследований показывают, что при относительной площади раструба (Dp/Do)2 = 4-9 коэффициент использования энергии ветра N/No увеличивается на 30-90% по сравнению с исходным вариантом без раструба и экрана, где Nо - мощность исходного ветродвигателя с диффузором, φ = 6о и относительной площадью D /D = 2,56).
Из фиг. 2 видно, что уменьшение относительного диаметра раструба Dp= Dp/Do меньше 2 нецелесообразно, так как при этом резко падает (круче, чем по линейной зависимости) эффективность ветродвигателя. Видно также, что и увеличение диаметра раструба свыше 3 практически не дает прироста мощности, однако приводит к существенному увеличению внешней нагрузки, которая растет пропорционально (Dp/Do)2. Таким образом, оптимальные значения Dр соответствуют диапазону 2-3. Наличие экрана позволяет увеличить угол раскрытия диффузора φ до 14-20обез возникновения отрыва, а значит, и без увеличения гидравлических потерь. Это в 2-3 раза больше оптимального угла обычного безотрывного диффузора. Примерно во столько же раз сокращается и длина предлагаемого устройства. Величина зазора R = 0,2-0,4Dо и диаметр экрана Dэ = 0,9-0,95Dр получаются из уравнения расхода при условии поворота потока без изменения площади струи. Форма раструба и величина радиуса скругления его поверхности R определены из точного решения, полученного путем наложения бесконечного потока на течение около пространственного стока. В этом течении уравнение линий тока имеет вид r = (см. фиг. 1). Для рассматриваемого случая функция тока Ψ составляет -0,005 и 0 (для раструба и экрана соответственно).
Предлагаемый ветродвигатель позволяет повысить коэффициент использования энергии ветра при более упрощенной конструкции по сравнению с прототипом. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1590626, кл. F 03 D 1/04, 1990.
2. Авторское свидетельство СССР N 1592573, кл. F 03 D 1/04, 1990.
Claims (1)
- ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий корпус с входным конфузором, горловиной, переходным участком, выходным диффузором и лопастной ротор, размещенный в горловине, отличающийся тем, что, выходной диффузор снабжен экраном, закрепленным на торце диффузора при помощи пилонов, внутренняя поверхность горловины выполнена в виде конуса, обращенного меньшим основанием к входному конфузору и имеющего угол раскрытия 14o - 20o, причем радиус округления переходного участка и внешний диаметр диффузора составляет соответственно 0,5 - 1,0 и 2,0 - 3,0 диаметра меньшего основания конуса, расстояние от диффузора до экрана выполнено равным 0,2 - 0,4 диаметра меньшего основания конуса, а диаметр экрана составляет 0,9 - 0,95 внешнего диаметра диффузора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5007012 RU2006663C1 (ru) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | Ветродвигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5007012 RU2006663C1 (ru) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | Ветродвигатель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006663C1 true RU2006663C1 (ru) | 1994-01-30 |
Family
ID=21587706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5007012 RU2006663C1 (ru) | 1991-10-09 | 1991-10-09 | Ветродвигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2006663C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8794903B2 (en) | 2006-12-21 | 2014-08-05 | Green Energy Technologies, Llc | Shrouded wind turbine system with yaw control |
US20150130188A1 (en) * | 2012-07-22 | 2015-05-14 | Leonid Goldstein | Airborne wind energy conversion system with ground generator and unorthodox power capture or transfer |
US9194362B2 (en) | 2006-12-21 | 2015-11-24 | Green Energy Technologies, Llc | Wind turbine shroud and wind turbine system using the shroud |
-
1991
- 1991-10-09 RU SU5007012 patent/RU2006663C1/ru active
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8794903B2 (en) | 2006-12-21 | 2014-08-05 | Green Energy Technologies, Llc | Shrouded wind turbine system with yaw control |
US9194362B2 (en) | 2006-12-21 | 2015-11-24 | Green Energy Technologies, Llc | Wind turbine shroud and wind turbine system using the shroud |
US20150130188A1 (en) * | 2012-07-22 | 2015-05-14 | Leonid Goldstein | Airborne wind energy conversion system with ground generator and unorthodox power capture or transfer |
US9239041B2 (en) * | 2012-07-22 | 2016-01-19 | Leonid Goldstein | Airborne wind energy conversion system with ground generator and unorthodox power capture or transfer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU857516A1 (ru) | Выхлопной патрубок осевой турбины | |
US4320304A (en) | Apparatus for increasing the flow speed of a medium and for recovering its kinetic energy | |
US7094018B2 (en) | Wind power generator | |
US4159191A (en) | Fluid rotor | |
US2991927A (en) | Apparatus for moving fluids | |
EP0267725B1 (en) | Axial flow fan | |
RU98104527A (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
EP0068002B1 (fr) | Etage de turbine | |
ES468539A1 (es) | Rotor para una turbina. | |
JPS5936119B2 (ja) | 遠心コンプレツサ用デイフユ−ザ | |
JPS60501910A (ja) | 軸流フアン | |
KR920002084A (ko) | 전기청소기 및 전기청소기에 사용되는 송풍기 어셈블리와 임펠러 | |
US20110085901A1 (en) | Shrouded wind turbine with scalloped lobes | |
RU2006663C1 (ru) | Ветродвигатель | |
US20110135460A1 (en) | Fluid turbine with ejector shroud | |
KR930023603A (ko) | 비정형 단면을 갖는 압축기의 콜렉터 | |
US4863350A (en) | Air turbine | |
EP0167554A1 (en) | Fluid impeller diffuser and method of operation | |
US20180100483A1 (en) | Vertical Axis Wind Turbine | |
US4172361A (en) | Gas turbine stator structure | |
SU572586A1 (ru) | Лопаточный диффузор центробежного компрессора | |
SE8601577L (sv) | Diffusorsystem foe en centrifugalkompressor och forfarande for tillverkning av densamma | |
GB2234316A (en) | A diffuser for a compressor. | |
US20110229315A1 (en) | High efficiency rotor blades for a fluid turbine | |
US2810545A (en) | Diffusers |