RU2080480C1 - Ветроэнергетическая установка - Google Patents
Ветроэнергетическая установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2080480C1 RU2080480C1 RU94032305A RU94032305A RU2080480C1 RU 2080480 C1 RU2080480 C1 RU 2080480C1 RU 94032305 A RU94032305 A RU 94032305A RU 94032305 A RU94032305 A RU 94032305A RU 2080480 C1 RU2080480 C1 RU 2080480C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind
- channel
- wings
- triangular
- wing
- 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
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Abstract
Использование: изображение относится к ветроэнергетике, в частности к ветротурбинным установкам. Сущность изобретения: ветроэнергетическая установка состоит из двух ветротурбин с параллельными вертикальными осями, ветроотражателя, обтекателя и генератора свободных вихрей, выполненного в виде крыльев треугольного профиля. В установке применен криволинейный сужающийся канал, в котором расположены механизированные треугольные крылья, перемещающиеся в канале под действием набегающего потока рабочего тела. 3 ил.
Description
Изобретение относится к энергетике, к ветроэнергетике, в частности к ветротурбинным установкам.
Известна ветроэнергетическая установка, состоящая из двух ветротурбин, ветроотражателя, состоящего из двух створок, угол разворота которых определяется скоростью ветра, и обтекателя [1]
Известно возникновение пары вихрей на острых входных кромках треугольного крыла, увеличивающего мощность потока в 3,2 раза больше мощности однородного потока с такой же осевой скоростью [2]
Признаки аналогов, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: два преобразователя энергии ветра в электрическую (или механическую) энергию; ветроотражатель; обтекатель; вихревой генератор типа треугольного крыла.
Известно возникновение пары вихрей на острых входных кромках треугольного крыла, увеличивающего мощность потока в 3,2 раза больше мощности однородного потока с такой же осевой скоростью [2]
Признаки аналогов, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: два преобразователя энергии ветра в электрическую (или механическую) энергию; ветроотражатель; обтекатель; вихревой генератор типа треугольного крыла.
Причинами, препятствующими получению в известных устройствах требуемого технического результата, являются максимальная эффективность установки только при ламинарных течениях потока, что не позволяет использовать энергию вихрей, и недостаточная эффективность генератора вихрей в замкнутых каналах вследствие замыкания вихрей на стенках канала при переменных скоростях рабочего тела.
Изобретение направлено на решение задачи повышения эффективности ветроэнергетической установки за счет использования криволинейного суживающегося канала подвода рабочего тела к ветротурбинам, в котором расположено треугольное крыло, перемещающееся в канале при изменении скорости потока рабочего тела.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении мощности ветроэнергетической установки без изменения габаритов ветротурбин за счет;
использования энергии пары свободных вихрей, возникающих на острых входных кромках треугольного крыла с геометрией, изменяемой в функции скорости набегающего на крыло потока рабочего тела;
замыкания свободных вихрей на лопастях ветротурбин независимо от изменения скорости ветра в рабочем диапазоне;
использования криволинейного суживающегося канала, что позволяет получить как следствие эффекта А. Коанда изгибаемая воздушная струя засасывает воздух из окружающей среды и его количество может до 20 раз превышать количество воздуха в самой струе дополнительный поток рабочего тела;
сноса вихрей на лопасти ветротурбин основным и дополнительным потоками рабочего тела в криволинейном суживающемся канале.
использования энергии пары свободных вихрей, возникающих на острых входных кромках треугольного крыла с геометрией, изменяемой в функции скорости набегающего на крыло потока рабочего тела;
замыкания свободных вихрей на лопастях ветротурбин независимо от изменения скорости ветра в рабочем диапазоне;
использования криволинейного суживающегося канала, что позволяет получить как следствие эффекта А. Коанда изгибаемая воздушная струя засасывает воздух из окружающей среды и его количество может до 20 раз превышать количество воздуха в самой струе дополнительный поток рабочего тела;
сноса вихрей на лопасти ветротурбин основным и дополнительным потоками рабочего тела в криволинейном суживающемся канале.
Ограничительные признаки: две ветротурбины с параллельными вертикальными осями; ветроотражатель; обтекатель; крыло треугольного профиля.
Отличительные признаки:
криволинейный суживающийся канал подвода рабочего тела (воздуха) к ветротурбинам;
треугольное крыло, перемещающееся в канале под действием и в функции скорости набегающего потока рабочего тела (механизированное крыло).
криволинейный суживающийся канал подвода рабочего тела (воздуха) к ветротурбинам;
треугольное крыло, перемещающееся в канале под действием и в функции скорости набегающего потока рабочего тела (механизированное крыло).
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом заключается в том, что поток воздуха, поступающий в ветроэнергетическую установку, образует на острых входных кромках крыла пару вихрей. Вихри могут замыкаться либо сами на себя, либо на твердых поверхностях. Наиболее полно энергия вихря утилизируется при их замыкании на лопастях ветроэнергетических установок. Для осуществления указанного условия вихри должны образовываться на определенном расстоянии от лопастей ветротурбин и сноситься ветровым потоком на лопасти.
Изменение скорости ветра вызывает как изменение характеристик вихрей, так и характеристик сноса вихрей с поверхностей крыла. Для управления этими характеристиками необходимы организация и управление потоком рабочего тела, поступающего к ветротурбинам. Для организации потока использован канал подвода рабочего тела к ветротурбинам, а для управления потока крыло, перемещающееся в канале пропорционально скорости потока рабочего тела.
Оптимальные геометрия и удаление крыла и канала от ветротурбины при max и min скорости ветра определяется экспериментально. Существенное влияние на использование энергии вихря оказывает профиль лопастей ветротурбин, в частности благоприятные результаты дает применение разрезных роторов Савониуса и роторов Дарье.
Применение криволинейного суживающегося канала, образуемого ветроотражателем, обечайкой и ограничителями потока установки, при экспериментально подобранных соотношениях параметров канала позволяет использовать эффект А. Коанда, а именно увеличить расход воздуха без увеличения габаритов канала. В частности, эксперимент заявителя на физической модели ветроустановки с двумя роторами Савониуса рабочим радиусом 100 мм каждый показал увеличение расхода воздуха при употреблении криволинейного канала на 35% а увеличение мощности модели установки при использовании совокупности отличительных признаков составила от 10 до 70% в зависимости от скорости ветра.
Таким образом, использование суживающегося криволинейного канала позволяет разогнать поток и увеличить массу рабочего тела, проходящего через канал в единицу времени и, как следствие, увеличить общую кинетическую энергию ветрового потока.
На фиг. 1 представлен схематично вид сверху на ветроэнергетическую установку (со снятыми концевыми шайбами и ограничителями); на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 вид по стрелке Б на фиг. 1.
Ветроэнергетическая установка содержит ветроотражатель 1, крылья треугольного профиля 2, обечайку 3, два ротора Савониуса 4, обтекатель 5, флюгер 6, опоры 7 роторов в ограничителях, межроторную силовую связь 8, верхний 9 и нижний 12 ограничители, платформу 10, энергоприемник 11, упругий элемент 13, закрылки 14 с тягами перемещения крыльев 15, верхнюю 16 и нижнюю 17 опоры.
Ветроэнергетическая установка, расположенная на поворотной платформе 10, работает следующим образом.
Ветровой поток попадает в суживающийся криволинейный канал, образованный ветроотражателем 1, обечайкой 3, верхним 9 и нижним 12 ограничителями потока, где разгоняется с возрастанием кинетической энергии. Изгибаемая воздушная струя как следствие эффекта А. Коанда всасывает дополнительное количество воздуха, обеспечивая дополнительную массу и, следовательно, энергию воздушного потока.
При обтекании острых входных кромок треугольного крыла 2, расположенного в канале, возникает пара свободных вихрей, энергия которых совместно с кинетической энергией набегающего потока преобразуется в механическую энергию ветротурбинами 4 (например, роторами Савониуса) и поступает к энергоприемнику 11.
Максимальная мощность ветротурбин, обтекаемых вихревым потоком, обеспечивается замыканием вихрей на твердых поверхностях лопастей турбин, для чего вихри сносятся основными и дополнительными воздушными потоками по длине канала с кромок крыльев до лопастей турбин (роторов). Угол заострения, угол атаки треугольного в плане крыла и его отстояние от ветротурбин находятся экспериментально. Для постоянного поддержания отработанная часть рабочего тела удаляется из рабочих каналов ветротурбин вдоль обтекателя 5, служащего для уменьшения вихревой дорожки попутного следа. Изменение скорости ветра вызывает изменение сил, действующих на закрылки 14, что приводит к перемещению и, как следствие, изменению геометрии крыльев 2 посредством тяг 15, движущихся в прорезях ветроотражателя 1. Возвратное перемещение крыльев 2 осуществляется упругим элементом 13, например, пакетом пружин. Крепление крыла в направляющих и взаимное расположение упругого элемента и тяг обеспечивают перемещение и поворот крыльев. Перемещение крыла влечет изменение расстояния линии схода вихрей от осей ветротурбин и угла атаки крыла, обеспечивая замыкание вихрей на лопастях ветротурбин. Изменение направления ветра вызывает появление неуравновешенных сил, действующих на флюгер 6, что влечет разворот ветроэнергетической установки "на ветер" путем поворота платформы 10, в опорах 16 и 17. Межроторная силовая связь 8 обеспечивает передачу энергии обеих ветротурбин (роторов) на общий энергоприемник 11, размещенный на платформе 10.
Claims (1)
- Ветроэнергетическая установка, состоящая из двух ветротурбин с параллельными вертикальными осями, ветроотражателя, обтекателя и генератора свободных вихрей, выполненного в виде крыльев треугольного профиля, отличающаяся тем, что применен криволинейный сужающийся канал, в котором расположены механизированные треугольные крылья, перемещающиеся в канале под действием набегающего потока рабочего тела.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94032305A RU2080480C1 (ru) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | Ветроэнергетическая установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94032305A RU2080480C1 (ru) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | Ветроэнергетическая установка |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94032305A RU94032305A (ru) | 1996-08-20 |
RU2080480C1 true RU2080480C1 (ru) | 1997-05-27 |
Family
ID=20160230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94032305A RU2080480C1 (ru) | 1994-09-05 | 1994-09-05 | Ветроэнергетическая установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2080480C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2462606C2 (ru) * | 2006-09-08 | 2012-09-27 | Дженерал Электрик Компани | Система ветряной турбины, приводимая в действие системой извлечения энергии повышенной эффективности |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8171732B2 (en) * | 2006-09-08 | 2012-05-08 | General Electric Company | Turbocharger for a vehicle with a coanda device |
RU2669625C1 (ru) * | 2017-07-10 | 2018-10-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" | Роторный ветродвигатель |
-
1994
- 1994-09-05 RU RU94032305A patent/RU2080480C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент Франции N 3064440, кл. F ОЗ D З/02, 1982. 2. Реферативный журнал. Турбиностроение, N 10, 10.49.18 * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2462606C2 (ru) * | 2006-09-08 | 2012-09-27 | Дженерал Электрик Компани | Система ветряной турбины, приводимая в действие системой извлечения энергии повышенной эффективности |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94032305A (ru) | 1996-08-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4516907A (en) | Wind energy converter utilizing vortex augmentation | |
US4359311A (en) | Wind turbine rotor | |
RU2645187C2 (ru) | Вертикально-осевая ветровая и гидравлическая турбина с регулированием потока | |
DE2851406C3 (de) | Windturbine | |
JP4954066B2 (ja) | 風力エネルギー抽出システム | |
US8177478B2 (en) | Darrieus water wheel turbine | |
US7112034B2 (en) | Wind turbine assembly | |
US10280895B1 (en) | Fluid turbine semi-annular delta-airfoil and associated rotor blade dual-winglet design | |
GB2417760A (en) | Transforming the energy of fluid flow, eg wind or river flow, into another form of energy | |
US20180149134A1 (en) | Fluid turbine semi-shroud and associated rotor blade dual-winglet design | |
US20120009068A1 (en) | Low-head orthogonal turbine | |
DE102016105409B4 (de) | Windkraftanlage und Verfahren zum Steuern einer Windkraftanlage | |
US7645115B2 (en) | System, method, and apparatus for a power producing linear fluid impulse machine | |
KR101817229B1 (ko) | 다중 풍력발전장치 | |
RU2080480C1 (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
Van Holten | Concentrator systems for wind energy, with emphasis on tipvanes | |
Kotb et al. | Flowfield around a partially-blocked Savonius rotor | |
US20110064574A1 (en) | Method and apparatus for extracting fluid motion energy | |
RU2095619C1 (ru) | Ветроэнергетическая установка напорно-вытяжного действия | |
RU2101556C1 (ru) | Ветроэнергетическая установка напорно-вытяжного действия с системой местного форсирования скорости ветра | |
RU158481U1 (ru) | Ветродвигатель | |
RU7453U1 (ru) | Ветродвигатель | |
GB2496142A (en) | Roof ridge with turbine with flow optimiser | |
CA1302898C (en) | Devices for extracting power from a moving fluid | |
RU2765312C1 (ru) | Аппарат оптимизации потока |