RU2075631C1 - Ветродвигатель - Google Patents
Ветродвигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2075631C1 RU2075631C1 RU94012395A RU94012395A RU2075631C1 RU 2075631 C1 RU2075631 C1 RU 2075631C1 RU 94012395 A RU94012395 A RU 94012395A RU 94012395 A RU94012395 A RU 94012395A RU 2075631 C1 RU2075631 C1 RU 2075631C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blades
- wind
- wind wheel
- windwheel
- windwheels
- 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: ветродвигатели относятся в ветроэнергетике. Сущность изобретения: ветродвигатель содержит горизонтальный вал 5 с установленными на нем на расстоянии одно от другого двумя ветроколесами 1, 2, снабженными лопастями. Ветроколеса 1, 2 закреплены на валу 5 жестко, при этом лопасти 1 по направлению ветра ветроколеса 1 смещены относительно лопасти ветроколеса 2 в окружном направлении в сторону вращения ветроколес на угол α, определяемый из соотношения где bmax - хорда лопасти ветроколеса в максимальном его сечении, R-максимальный радиус ветроколеса, а расстояние между ветроколесами 1 и 2 выполнено соответствующим (0,6...1,8) bmax. Лопасти первого ветроколеса 1 выполнены с углами заклинивания, превышающими соответствующие углы заклинивания лопастей второго ветроколеса 2. на 2...10 градусов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в ветроэнергетических установках с горизонтальной осью вращения. Известен ветродвигатель, содержащий горизонтально расположенный вал и установленные на нем два ветроколеса с лопастями. (а.с. N 1286804, кл. F 03 D 7/02, 1985г.)
Недостатком данного ветродвигателя является то, что в нем первое по направлению ветра ветроколесо относительно второго ветроколеса устанавливается произвольно.
Недостатком данного ветродвигателя является то, что в нем первое по направлению ветра ветроколесо относительно второго ветроколеса устанавливается произвольно.
Лопасти второго ветроколеса могут находиться в аэродинамической тени от лопастей первого ветроколеса, отчего сечение двух ветроколес используется неоптимальным образом, что снижает эффективность использования такого известного технического решения и соответственно снижает его мощность.
Так, суммарная мощность, развиваемая таким сдвоенным ветроколесом меньше, чем мощность, развиваемая двумя отдельно установленными ветроколесами.
Цель изобретения состоит в повышении мощности ветродвигателя и коэффициента использования энергии ветра при одновременном уменьшении поперечных габаритов ветроколеса и расширении диапазона рабочих скоростей ветровых потоков.
Поставленная цель достигается за счет того, ветроколеса 1 и 2 закреплены на валу 5 жестко, при этом лопасти первого по направлению ветра ветроколеса 1 смещены относительно лопастей второго ветроколеса 2 в окружном направлении в сторону вращения ветроколес на угол α, определяемый из соотношения
где bmax-хорда лопасти ветроколеса в максимальном его сечении,
R-максимальный радиус ветроколеса,
а расстояние вежду ветроколесами 1 и 2 выполнено составляющим (0,6.1,8) bmax.
где bmax-хорда лопасти ветроколеса в максимальном его сечении,
R-максимальный радиус ветроколеса,
а расстояние вежду ветроколесами 1 и 2 выполнено составляющим (0,6.1,8) bmax.
Лопасти первого ветроколеса 1 выполнены с углами заклинивания, превышающими соответствующие углы заклинивания лопастей второго ветроколеса 2 на 2.10o.
На фиг. 1 схематически представлен общий вид заявленного ветроколеса, на фиг. 2 сечение Б-Б, на фиг. 3 сечение В-В и схема обтекания лопастей ветроколеса воздушным потоком при рабочем режиме вращения ветродвигателя.
Ветродвигатель содержит ветроколеса 1 и 2 с лопастями 3 и 4, вал 5, поворотную гондолу 6 и башню 7.
Ветродвигатель содержит горизонтальный вал 5 с установленными на нем на расстоянии одно от другого двумя ветроколесами 1 и 2, снабженными лопастями. Ветроколеса 1 и 2 закреплены на валу 5 жестко, при этом лопасти первого по направлению ветра ветроколеса 1 смещены относительно лопастей второго ветроколеса 2 в окружном направлении в сторону вращения ветроколес на угол α, определяемый из соотношения
где bmax-хорда лопасти ветроколеса в максимальном его сечении,
R-максимальный радиус ветроколеса,
а расстояние между ветроколесами 1 и 2 выполнено составляющим (0,6.1,8) bmax.
где bmax-хорда лопасти ветроколеса в максимальном его сечении,
R-максимальный радиус ветроколеса,
а расстояние между ветроколесами 1 и 2 выполнено составляющим (0,6.1,8) bmax.
Лопасти первого ветроколеса 1 выполнены с углами заклинивания, превышающими соответствующие углы заклинивания лопастей второго ветроколеса 2 на 2.10o.
Ветродвигатель работает следующим образом. Ветер, воздействуя на лопасти 3 и 4 ветроколес, вызывая вращение вала 5. В результате воздействия ветра на лопасть 3 первого ветроколеса 1 и вращения лопасти за ней образуются зоны возмущенного потока, который воздействуя на лопасти 4 второго ветроколеса, создает на нем вращающий момент. Положение лопасти 4 ветроколеса 2 выбрано так, чтобы она попадала в зону возмущенного потока с увеличенной скоростью и турбулизованного от лопастей 3 первого ветроколеса 1. При этом зона, в которой наблюдается "дефицит" скорости потока зона аэродинамической тени от лопастей первого ветроколеса смещена относительно положения лопастей второго ветроколеса (см. фиг. 3) и не оказывает негативного воздействия. Второе ветроколесо обтекается слабовозмущенным и частично турбулизованным потоком, что повышает мощность, развиваемую вторым ветроколесом.
Для увеличения мощности, развиваемой вторым ветроколесом углы установки сечений его лопастей относительно плоскости вращения выбираются меньшими углов установки сечений лопастей 3 первого ветроколеса 1, что соответствует оптимальным условиям обтекания лопастей второго ветроколеса 2 потоком, который после взаимодействия с лопастями, первого ветроколеса получает дополнительный разворот (см. фиг.3).
В результате исследований установлено, что для достижения оптимальных режимов обтекания лопастей 4 второго ветроколеса в диапазоне скоростей ветра 2,5.25 м/с лопасти первого ветроколеса 1 должны быть выполнены с углами заклинивания, превышающими соответствующие углы заклинивания лопастей второго ветроколеса 2 на 2.10o
В периферийных зонах лопастей ветроколеса из-за возрастания окружной скорости при увеличении радиуса сечения лопасти изменяется величина и направление суммарного вектора
V=V + Vокр (3)
где: V-скорость невозмущенного потока, Vокр=WR;
R-радиус ветроколеса;
W-угловая скорость вращения ветроколеса.
В периферийных зонах лопастей ветроколеса из-за возрастания окружной скорости при увеличении радиуса сечения лопасти изменяется величина и направление суммарного вектора
V=V + Vокр (3)
где: V-скорость невозмущенного потока, Vокр=WR;
R-радиус ветроколеса;
W-угловая скорость вращения ветроколеса.
Зона 1 зона "дефицита" скорости аэродинамической тени смещается, как показано на фиг. 3, вправо против вращение ветроколеса. Зона 11, в которой необходимо расположить лопасти второго ветроколеса, также смещается вправо.
Величина линейного смещения сечения лопасти второго ветроколеса в тангенциальном направлении при увеличении радиуса сечения должна возрастать, что достигается заданием разворота лопастей второго ветроколеса относительно первого на угол, определяемый соотношением (I): при большой величине радиуса сечения оно получает большее смещение.
Заявляемое решение расширяет диапазон рабочих скоростей ветра и предназначено преимущественно для использования выработки электрической энергии в низкоскоростных потоках воздуха 2,5.6,0 м/с при сохранении в то же время эффективности при высокоскоростных ветропотоках и обеспечивает получение необходимых характеристик прочности при штормовых режимах нагружения.
Заявляемое решение обладает уменьшенным диаметром ветроколеса при равной мощности, что благоприятно сказывается на размерах конструкции ветроустановки и действующих на нее нагрузок и позволяет снизить нагрузки на башню.
При скоростях ветра более расчетных для достижения номинальной мощности для ограничения мощности, отбираемой ветроколесом от потока, лопасти обоих ветроколес синхронно поворачивают, выдерживая указанное соотношение для углов заклинивания первого и второго ветроколес, например, 5 градусов.
В случае отсутствия необходимости ограничения мощности углы заклинивания новки сечений задают из оптимальности режимов обтекания, пользуясь для этого известными приемами с соблюдением заданных выше различий в величинах углов установки сечений первого и второго ветроколес.
Таким образом, поставленная цель изобретения достигается.
Применение заявляемого устройства ориентировано прежде всего для центрально-материковых районов России и других стран, в которых среднегодовые скорости ветра лежат в диапазоне 3,0.4,6 м/с и увеличения при этом выработки электроэнергии.
Claims (2)
1. Ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал с установленными на нем на расстоянии одно от другого двумя ветроколесами, снабженными лопастями, отличающийся тем, что ветроколеса закреплены на валу жестко, при этом лопасти первого по направлению ветра ветроколеса смещены относительно лопастей второго ветроколеса в окружном направлении в сторону вращения ветроколес на угол
где bm a x хорда лопасти ветроколеса в максимальном его сечении;
R максимальный радиус ветроколеса,
а расстояние между ветроколесами составляет (0,6 - 1,8)bm a x.
где bm a x хорда лопасти ветроколеса в максимальном его сечении;
R максимальный радиус ветроколеса,
а расстояние между ветроколесами составляет (0,6 - 1,8)bm a x.
2. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что лопасти первого ветроколеса выполнены с углами заклинивания, превышающими соответствующие углы заклинивания лопастей второго ветроколеса на 2 10o.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94012395A RU2075631C1 (ru) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | Ветродвигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94012395A RU2075631C1 (ru) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | Ветродвигатель |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94012395A RU94012395A (ru) | 1995-12-20 |
RU2075631C1 true RU2075631C1 (ru) | 1997-03-20 |
Family
ID=20154481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94012395A RU2075631C1 (ru) | 1994-04-07 | 1994-04-07 | Ветродвигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2075631C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009109028A1 (ru) * | 2008-03-03 | 2009-09-11 | ВОРОБЬЕВ, Олег Александрович | Ветроэнергетическая установка |
-
1994
- 1994-04-07 RU RU94012395A patent/RU2075631C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1266804, кл.F 03D 7/02, 1985. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009109028A1 (ru) * | 2008-03-03 | 2009-09-11 | ВОРОБЬЕВ, Олег Александрович | Ветроэнергетическая установка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3882162B2 (ja) | 縦軸型風力発電装置 | |
AU2009277220B2 (en) | Vertical shaft type Darius windmill | |
US20100296913A1 (en) | Wind power generating system with vertical axis jet wheel turbine | |
US5553996A (en) | Wind powered turbine | |
US8648483B2 (en) | Vertical axis wind turbine system | |
US4142822A (en) | Panemone windmill | |
EP2507510B1 (en) | Turbine | |
US9989033B2 (en) | Horizontal axis wind or water turbine with forked or multi-blade upper segments | |
WO2009072116A2 (en) | Turbine blade constructions particular useful in vertical-axis wind turbines | |
US20140356163A1 (en) | Turbomachine | |
EP3613980A1 (en) | Vertical-shaft turbine | |
US9046075B2 (en) | Wind turbine generator | |
JP6954739B2 (ja) | 発電機用のロータ | |
JP4184847B2 (ja) | 風車装置及びそれを用いた風力発電装置 | |
AU2008235238B2 (en) | Wind wheel | |
JPH1162813A (ja) | サボニウス型風車及びサボニウス型風車を利用した風力発電装置 | |
RU2075631C1 (ru) | Ветродвигатель | |
CN116745518A (zh) | 能够设置于移动体的风力发电装置 | |
KR101566501B1 (ko) | 휘어진 블레이드 팁을 갖는 다운윈드 풍력 발전 장치 | |
RU2716635C1 (ru) | Ветроэнергетическая установка ортогонального типа | |
US20130341933A1 (en) | System for Generating Electrical Energy from Low Speed Wind Energy by Means of Two Systems of Drive Blades | |
RU191762U1 (ru) | Ветроэнергетическая установка ортогонального типа | |
RU2059105C1 (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
JP2003222071A (ja) | 発電機を複数設置したダリウス型風力発電装置と風の収集パネルを取り付ける発明。 | |
KR20020005538A (ko) | 비행기 날개형상 댐퍼부착 반타원관형 수직축 풍력회전날개 |