RU2037641C1 - Устройство для преобразования энергии потока текучей среды в полезную работу - Google Patents
Устройство для преобразования энергии потока текучей среды в полезную работу Download PDFInfo
- Publication number
- RU2037641C1 RU2037641C1 SU915002230A SU5002230A RU2037641C1 RU 2037641 C1 RU2037641 C1 RU 2037641C1 SU 915002230 A SU915002230 A SU 915002230A SU 5002230 A SU5002230 A SU 5002230A RU 2037641 C1 RU2037641 C1 RU 2037641C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- support
- cable
- blade
- attack
- 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
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
-
- 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
Landscapes
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Использование: в гидроэнергетике. Сущность изобретения: лопасти выполнены в виде крыловидных профилей, соединенных между собой несущим элементом. Лопасти расположены параллельно друг другу с возможностью изменения угла атаки и поворота в горизонтальной плоскости. Несущий элемент выполнен в виде троса с зажимами для связи с лопастями. Лопасти снабжены хвостовыми стабилизаторами и синхронизирующей нитью, связанной с их концевыми участками. Трос связан с преобразователем энергии и через упругий элемент с опорой. Трос совмещен с электрическим кабелем. Опора выполнена в виде плавучего средства. 8 з. п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к гидроэнергетике, а также ветроэнергетике и может быть использовано для преобразования энергии потока в полезную работу, например, в условиях открытых морских течений.
Известны способы и устройства, в которых рабочим органом является лопасть или система лопастей, размещенных в жесткой несущей конструкции на разных уровнях параллельно друг другу. При взаимодействии с потоком возбуждаются колебания лопастей, используемые для производства полезной работы (см. например, патенты США N 4915584, N 3995974; авт. св. СССР N 1240949, N 1395849). Разработка подобных агрегатов с лопастями в колебательном режиме вызвана стремлением снизить динамические нагрузки, характерные для множества известных конструкций с лопастями, вращающимися или циркулирующими вокруг оси, направленной вдоль или поперек потока. Аналогом изобретения является гидроэлектрический агрегат по авт. св. СССР N 1150392, содержащий полый корпус и установленную в нем решетку рабочих пластин, жестко закрепленных по задним кромкам и покрытых пьезоэлектрической пленкой, на которой генерируется электроэнергия.
Реализуемая мощность этого и перечисленных выше агрегатов ограничена большими гидромеханическими нагрузками на жесткий несущий корпус и, как следствие этого, значительной материалоемкостью.
Прототипом изобретения являются способ и устройство для его осуществления (патент США N 4347036, кл. F 03 D 5/06, опубл. 1982), в котором кинетическая энергия потока преобразуется в полезную работу с помощью опоры, совокупности лопастей, выполненных в виде тонких крыловидных профилей, соединенных между собой посредством несущего элемента, при этом лопасти расположены параллельно друг другу с возможностью изменения угла атаки и поворота в горизонтальной плоскости, а также преобразователь энергии с электрическим кабелем.
Недостатком прототипа является ограниченность реализуемой мощности вследствие больших гидромеханических нагрузок на несущий орган и, как следствие этого, значительная материалоемкость жесткой несущей конструкции. Кроме того, трудно технически размещать преобразователь энергии вблизи лопасти, т.е. в самом потоке.
Техническим результатом предлагаемого устройства является реализация большей мощности и уменьшение материалоемкости.
Заявленный технический результат достигается тем, что несущий орган выполнен в виде троса с зажимами для связи с лопастями, последние снабжены хвостовыми стабилизаторами и синхронизирующей нитью, связанной с их концевыми участками, при этом трос связан с преобразователем энергии и через упругий элемент с опорой. Опора с роликовым блоком выполнена в виде плавучего средства. Зажимы лопастей расположены перед общим центром масс лопасти и хвостового стабилизатора (включая присоединенную массу среды). Хвостовой стабилизатор установлен с углом атаки большим, чем угол атаки лопасти.
Часть каждой лопасти выполнена с положительной плавучестью, а оставшаяся с отрицательной для вертикального ориентирования каждой лопасти по размаху.
На фиг. 1 изображено устройство с вертикальным расположением несущего троса и опорой в виде плавучего средства; на фиг. 2 устройство с вертикальным расположением несущего троса и опорой в виде якоря; на фиг. 3 устройство с горизонтальным расположением несущего троса и опорой, установленной на берегу.
На фиг. 1 система лопастей 1 соединена несущим тросом 2 с помощью зажимов 3, позволяющих лопастям поворачиваться в горизонтальной плоскости навстречу потоку и отклоняться по углам атаки. Зажимы 3 расположены перед общим центром масс лопасти 1. На каждой лопасти установлен хвостовой стабилизатор 4 для ее поворота навстречу потоку. Стабилизатор 4 установлен с углом атаки большим, чем угол атаки лопасти 1 для ее правильной ориентации по углу атаки. Синфазность совместных отклонений лопасти 1 по углу атаки дополнительно обеспечивается (при малом расстоянии между лопастями) синхронизирующей нитью 5, соединяющей хвостовые стабилизаторы 4. Система лопастей 1 распределяется по глубине поперек потока (по образующейся катенарной кривой) с помощью груза 6 и плавучего средства 7, на которое заводится несущий трос 2 через роликовый блок 8. Несущий трос 2 кинематически связан с валом 9 отбора мощности и элементом 10 упругости, закреплены на плавучем средстве.
На фиг. 2 система лопастей 1 со стабилизаторами 4 соединена тросом 2 с помощью зажимов 3. Расположение системы поперек потока обеспечивается с помощью притопленного буя 11 и якоря 12, на который заводится несущий трос 2 через роликовый блок 8. Несущий трос 2 протягивается далее на берег, где кинематически связывается с валом 9 отбора мощности и элементом 10 упругости. На фиг. 3 система лопастей 1 со стабилизаторами 4 соединена несущим тросом 2 с помощью зажимов 3 и растянута горизонтально поперек потока посредством обычного гидродинамического отводителя 13. Лопасти 1 ориентированы вертикально по размаху, так как их верхняя часть выполнена с положительной плавучестью, а нижняя с отрицательной. Конец несущего троса 2 заводится на берег, где кинематически связывается с валом 9 отбора мощности и элементом 10 упругости.
Работа предлагаемого устройства описывается с помощью, например, фиг. 1 и основана на классической теории Флаттера. Как известно, условием возбуждения флаттерных автоколебаний крыловидного профиля (реализуемым в данном устройстве) является наличие у профиля двух степеней свободы: колебательной перпендикулярно потоку и вращательной вокруг зажима. Колебания по этим степеням свободы взаимосвязаны и осуществляются с постоянным сдвигом фазы. Поведение каждой лопасти сходно с маховыми движениями крыла птицы. При определенных параметрах системы и превышении критической скорости потока возбуждается флаттер, кинетическая энергия поглощается из потока с помощью несущего троса и часть ее используется для выполнения полезной работы. В предложенном устройстве на несущем тросе суммируются подъемные силы отдельных лопастей, причем смещения троса синхронизируют их колебания. Если лопасти расположены слишком близко (порядка длины хорды) или находятся в потоке с неоднородными скоростями, дополнительно используется синхронизирующая нить, связывающая концы хвостовых стабилизаторов.
Использование изобретения позволит в условиях медленных речных и морских течений (в т. ч. приливно-отливных) получать недорогую электроэнергию без больших начальных затрат, без существенных нарушений экологии в тех районах, где другие известные устройства неприменимы.
Claims (9)
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ПОТОКА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ В ПОЛЕЗНУЮ РАБОТУ, содержащее опору, совокупность лопастей, выполненных в виде крыловидных профилей, соединенных между собой посредством несущего элемента, при этом лопасти расположены параллельно одна другой с возможностью изменения угла атаки и поворота в горизонтальной плоскости, а также преобразователь энергии с электрическим кабелем, отличающееся тем, что несущий элемент выполнен в виде троса с зажимами для связи с лопастями, последние снабжены хвостовыми стабилизаторами и синхронизирующей нитью, связанной с их концевыми участками, при этом трос связан с преобразователем энергии и через упругий элемент с опорой.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трос совмещен с электрическим кабелем.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что опора выполнена в виде плавучего средства.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что опора выполнена в виде якоря.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опора установлена на берегу.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на опоре закреплен роликовый блок, через который перекинут трос.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зажимы лопастей расположены перед общим центром масс лопасти и хвостового стабилизатора.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что часть лопасти выполнена с положительной плавучестью, а оставшаяся с отрицательной.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что хвостовой стабилизатор установлен с углом атаки, большим угла атаки лопасти.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU915002230A RU2037641C1 (ru) | 1991-08-14 | 1991-08-14 | Устройство для преобразования энергии потока текучей среды в полезную работу |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU915002230A RU2037641C1 (ru) | 1991-08-14 | 1991-08-14 | Устройство для преобразования энергии потока текучей среды в полезную работу |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2037641C1 true RU2037641C1 (ru) | 1995-06-19 |
Family
ID=21585173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU915002230A RU2037641C1 (ru) | 1991-08-14 | 1991-08-14 | Устройство для преобразования энергии потока текучей среды в полезную работу |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2037641C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL2003790C2 (en) * | 2009-05-20 | 2010-11-23 | Erwin Johan Croughs | The slow mill. |
RU2492356C1 (ru) * | 2012-05-02 | 2013-09-10 | Константин Серафимович Павлович | Способ преобразования энергии течения воздушных или водных потоков и энергоустановка для его осуществления |
WO2017153785A3 (en) * | 2016-03-11 | 2017-11-30 | Animal Dynamics Limited | A power generation system using hydrofoils |
-
1991
- 1991-08-14 RU SU915002230A patent/RU2037641C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США N 4347036, кл F 03D 5/06, опублик. 1982. * |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL2003790C2 (en) * | 2009-05-20 | 2010-11-23 | Erwin Johan Croughs | The slow mill. |
WO2010134809A1 (en) * | 2009-05-20 | 2010-11-25 | Erwin Johan Croughs | System and method for generating energy from a streaming fluid |
AU2010250160B2 (en) * | 2009-05-20 | 2016-04-14 | Slow Mill Sustainable Power B.V. | System and method for generating energy from a streaming fluid |
RU2492356C1 (ru) * | 2012-05-02 | 2013-09-10 | Константин Серафимович Павлович | Способ преобразования энергии течения воздушных или водных потоков и энергоустановка для его осуществления |
WO2013165271A1 (ru) * | 2012-05-02 | 2013-11-07 | Pavlovich Konstantin Serafimovich | Способ и энергоустановка преобразования энергии воздушных или водных потоков |
WO2017153785A3 (en) * | 2016-03-11 | 2017-11-30 | Animal Dynamics Limited | A power generation system using hydrofoils |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100583934B1 (ko) | 유체흐름의 운동에너지를 유용한 일로 변환하는 방법 및 장치 | |
US6731018B1 (en) | Water generator oscillating due to rapid flow of fluid | |
US7541688B2 (en) | Floating apparatus for deploying in marine current for gaining energy | |
US8206113B2 (en) | Method and apparatus for converting marine wave energy by means of a difference in flow resistance form factors into electricity | |
US4383182A (en) | Underwater power generator | |
US8994203B2 (en) | Hydrokinetic energy conversion system | |
US20110115230A1 (en) | Power Generator | |
EP2066901B1 (en) | An orientation device for water current power generating apparatus | |
JP2007503548A (ja) | 沖合で使用される風力タービン | |
US10378507B2 (en) | Fluid flow induced oscillating energy harvester with variable damping based upon oscillation amplitude | |
US10151294B2 (en) | Buoyant housing device enabling large-scale power extraction from fluid current | |
US10294916B2 (en) | Fluid flow induced oscillating energy harvester maximizing power output through off-center mounted toggling bluff body and/or suspension stiffening mechanism | |
RU2037641C1 (ru) | Устройство для преобразования энергии потока текучей среды в полезную работу | |
JP2001221142A (ja) | 水力、波力、および、風力のエネルギー変換装置 | |
JPH0526031B2 (ru) | ||
JP2002202042A (ja) | 水力装置 | |
WO1993015315A1 (en) | Power generation, preferably by utilisation of wave energy | |
GB2281761A (en) | Wind or water turbine having feathering vanes. | |
JPS6229769A (ja) | 水力発電装置 | |
JPS6229768A (ja) | 水力装置 | |
CA1108032A (en) | Apparatus for utilization of energy from fluids | |
KR20230163314A (ko) | 조류발전용 다단 나선형 돛 가변익 터빈 | |
JPS60190677A (ja) | 水没型ダリウス形水車発電装置 |