RU2035615C1

RU2035615C1 - Device for power take-off from fluid

Info

Publication number: RU2035615C1
Application number: SU925033282A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Бобров
Original assignee: Анатолий Васильевич Бобров
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1995-05-20

Abstract

FIELD: converting energy of flowing fluid to useful work. SUBSTANCE: device has vertical power take-off shaft provided with cylindrical sections of shaped blades separated with disk holders. The blades are arranged parallel to the shaft in two series over concentric circumferences. The blades are constructed as conjugated arcs of different radius, the arc of grater radius being closer to the shaft. The chords of the arcs are mutually perpendicular and inclined at 45 deg to the radius drawn from the shaft axis to the mostly spaced edge of the blade. EFFECT: simplified design. 3 dwg

Description

Изобретение относится к гидро- и ветроэнергетике, в частности, к устройствам для отбора энергии текучей среды для последующего преобразования ее, например, в электроэнергию. The invention relates to hydro and wind energy, in particular, to devices for selecting the energy of a fluid for its subsequent conversion, for example, into electricity.

Известен русловой агрегат, описанный в авт.св. N 1129403, кл. F 03 B 13/10, 1984, который содержит поперечную турбину с двумя лопастями, соединенную с электрогенератором. Данный агрегат предназначен для отбора энергии у потока текучей среды небольшой мощности и для увеличения энергосъема требует направленной концентрации потока, что усложняет его конструкцию. Known channel unit described in ed.St. N 1129403, CL F 03 B 13/10, 1984, which comprises a transverse turbine with two blades connected to an electric generator. This unit is designed to take energy from a fluid stream of small power and to increase energy removal requires a directed concentration of the stream, which complicates its design.

Наиболее близким к заявленному устройству является двигатель, описанный [1] и содержащий вертикальный вал с закрепленными на нем цилиндрическими секциями, разделенными дисковыми держателями, и профилированные лопасти, установленные параллельно валу и прикрепленные к держателям по крайней мере в два ряда по концентрическим окружностям. Closest to the claimed device is an engine described [1] and comprising a vertical shaft with cylindrical sections fixed thereon, separated by disk holders, and profiled blades mounted parallel to the shaft and attached to the holders at least in two rows along concentric circles.

Недостатком прототипа является то, что лопасти двигателя обладают большим сопротивлением их плоской части при движении навстречу набегающему потоку, что снижает мощность и КПД двигателя. The disadvantage of the prototype is that the engine blades have high resistance to their flat parts when moving towards the incoming flow, which reduces the power and efficiency of the engine.

Целью изобретения является повышение мощности и КПД двигателя путем профилирования лопастей, обеспечивающего наиболее использование энергии набегающего потока вогнутой частью лопастей при уменьшении сопротивления вращения при воздействии потока на их выпуклую часть. The aim of the invention is to increase the power and efficiency of the engine by profiling the blades, providing the most use of the energy of the incoming flow of the concave part of the blades while reducing the resistance to rotation when the flow affects their convex part.

Цель достигается тем, что профилирование каждой лопасти выполнено в виде двух сопряженных дуг разного радиуса, причем дуга большего радиуса размещена ближе к валу, а хорды дуг взаимно перпендикулярны и расположены под углом в 45^о к радиусу, проведенному от оси вала к наиболее удаленной кромке лопасти.The object is achieved in that the profiling of each blade is in the form of two conjugated arcs of different radius, the arc of greater radius is located closer to the shaft, and the chords of the arcs are mutually perpendicular and are arranged at an angle of ⁴⁵ ° to a radius drawn from the axis of the shaft to the outermost edge of the blade .

На фиг.1 представлено устройство для отбора энергии, текучей среды, общий вид; на фиг.2 и 3 изображен профиль лопастей и их размещение на дисковом держателе. In Fig.1 presents a device for the selection of energy, fluid, General view; figure 2 and 3 shows the profile of the blades and their placement on the disk holder.

Устройство для отбора энергии текучей среды содержит вертикальный вал 1 с закрепленными на нем цилиндрическими секциями 2 и лопасти 3, установленные между дисковыми держателями 4, причем нижний держатель 4 выполнен более прочным. A device for selecting energy of a fluid comprises a vertical shaft 1 with cylindrical sections 2 fixed thereon and blades 3 mounted between the disk holders 4, the lower holder 4 being made more durable.

Работает устройство для отбора энергии текучей среды следующим образом. A device for selecting the energy of the fluid as follows.

В зависимости от необходимой мощности определяется количество секций. При воздействии потока воды или ветра на секции 2 устройства вал 1 имеет однонаправленное вращение. Для смены направления вращения достаточно перевернуть устройство. Крутящий момент на валу 1 определяется давлением потока на вогнутые части лопастей 3, при этом сопротивление выпуклых частей уменьшено благодаря приданию им обтекаемой формы в виде полуовала и ориентированию на держателях 4 хорд его дуг под углом 45^о к радиусу, проведенному от оси вала к наиболее удаленным кромкам лопастей 3, причем дуга большего радиуса полуовала размещена ближе к валу 1, что позволяет оптимизировать динамические характеристики при рабочем ходе лопастей 3. При этом конструкция устройства имеет жесткую форму, что повышает надежность ее работы.Depending on the required power, the number of sections is determined. When exposed to a stream of water or wind on section 2 of the device, shaft 1 has unidirectional rotation. To change the direction of rotation, just flip the device. The torque on the shaft 1 is determined by the flow pressure on the concave side of the blades 3, wherein the resistance of convex parts is reduced through giving them a streamline shape as a half-oval and orientation on the holders 4 chords its edges 45 ^on the radius drawn from the axis of the shaft to the outermost the edges of the blades 3, and the arc of a larger radius semi-axis is located closer to the shaft 1, which allows to optimize the dynamic characteristics during the working stroke of the blades 3. Moreover, the design of the device has a rigid shape, which increases the reliability of her work.

Эти преимущества устройства для использования энергии текучей среды позволяют считать его перспективным для использования в гидроагрегатах, размещаемых в воде ниже устанавливающего зимой льда вплотную друг к другу в равнинных и низинных реках, для отбора энергии перепада их воды от верховьев до устья, а также в зонах приливов и отливов. При этом электрогенераторы должны быть размещены в герметичных капсулах и синхронизированы с сетью, которую они подпитывают. These advantages of the device for using the energy of the fluid allow it to be considered promising for use in hydraulic units located in water below the ice setting in the winter in close to each other in the lowland and lowland rivers, for the selection of the energy of the difference of their water from the upper to the mouth, as well as in tidal zones and low tides. In this case, the electric generators should be placed in sealed capsules and synchronized with the network they feed.

Кроме того, описанное устройство может найти применение и для отбора энергии ветра, вместе с генераторами они могут размещаться вплотную друг к другу на возвышенностях и даже крышах домов, так как имеют незначительную парусность. In addition, the described device can find application for the selection of wind energy, together with generators they can be placed close to each other on hills and even roofs of houses, since they have a slight windage.

Преимуществом изобретения является полная экологическая чистота, несложная и надежная конструкция, а также возможность объединения (суммирования) энергии многих агрегатов при отборе с их помощью энергии ветра и практически всех водных потоков без строительства дорогостоящих плотин на реках и затопления земли. The advantage of the invention is complete environmental cleanliness, simple and reliable design, as well as the possibility of combining (summing) the energy of many units when taking with them wind energy and almost all water flows without building expensive dams on rivers and flooding the earth.

Claims

DEVICE FOR SELECTING ENERGY OF FLUID, comprising a vertical shaft with cylindrical sections fixed on it, separated by disk holders, and profiled blades mounted parallel to the shaft and attached to the holders at least in two rows along concentric circles, characterized in that the profiling of each blade is made in the form of two conjugate arcs of different radius, and the arc of a larger radius is located closer to the shaft, and the chords of the arcs are mutually perpendicular and are located at an angle of 45 ^o to the radius, prov ed from the shaft axis to the farthest edge of the blade.