RU2149277C1

RU2149277C1 - Windmill

Info

Publication number: RU2149277C1
Application number: RU95122202A
Authority: RU
Inventors: А.Ф. Тупиков; К.А. Тупиков; Е.А. Тупикова; Г.А. Тупикова; А.А. Тупиков
Original assignee: Тупиков Анатолий Филиппович; Тупиков Кирилл Александрович; Тупикова Екатерина Александровна; Тупикова Галина Анатольевна; Тупиков Александр Анатольевич
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 2000-05-20

Abstract

FIELD: wind motors; creation of torque and transmission of this torque to power takeoff consumer. SUBSTANCE: windmill includes wind tunnel with turbine arranged inside it; turbine is formed by blades and is kinematically linked with power takeoff device. Turbine has form of truncated cone formed by continuous lesser base and ring- shaped larger base fastened together by means of blades; one longitudinal edge of blade is located over surface of cone; conicity is directed towards flow of air. EFFECT: increased torque. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к ветряным двигателям и может быть использовано для создания крутящего момента и передачи его потребителю отбора мощности. The invention relates to wind turbines and can be used to create torque and transmit it to the power take-off consumer.

Известен ветряк, содержащий закрепленное на валу ветроколесо разного диаметра, лопатки которых направлены радиально [1]. Known windmill containing mounted on the shaft of a wind wheel of different diameters, the blades of which are directed radially [1].

Недостатком этого ветряка является то, что переднее ветроколесо меньшего размера отсекает потоки воздуха, что снижает КПД последующих ветроколес. The disadvantage of this windmill is that a smaller front wind wheel cuts off the air flow, which reduces the efficiency of subsequent wind wheels.

Известен также ветряк, содержащий закрепленную на вертикальном валу турбину, образованную лопатками, продольные кромки которых расположены по условно цилиндрической поверхности [2]. Also known is a windmill containing a turbine mounted on a vertical shaft formed by blades, the longitudinal edges of which are located on a conditionally cylindrical surface [2].

Недостатком этого ветряка является то, что не все лопатки одновременно участвуют в создании крутящего момента, что снижает КПД. The disadvantage of this windmill is that not all blades are simultaneously involved in creating torque, which reduces efficiency.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является ветряк, содержащий аэродинамическую трубу и размещенную в ней турбину, образованную лопатками и кинематически связанную с устройством отбора мощности [3]. The closest solution in technical essence and the achieved result is a wind turbine containing a wind tunnel and a turbine placed in it, formed by the blades and kinematically connected with the power take-off device [3].

Недостатком этого ветряка является то, что лопатки турбины расположены радиально и по длине ограничены диаметром трубы, в результате чего расчетный радиус крутящего момента лопаток ограничен диаметром аэродинамической трубы. The disadvantage of this windmill is that the turbine blades are located radially and are limited in length by the diameter of the pipe, as a result of which the calculated radius of the torque of the blades is limited by the diameter of the wind tunnel.

Цель изобретения - повышение крутящего момента. The purpose of the invention is the increase in torque.

Поставленная цель достигается тем, что в ветряке, содержащем аэродинамическую трубу и размещенную в ней турбину, образованную лопатками и кинематически связанную с устройством отбора мощности, турбина выполнена в виде усеченного конуса, образованного меньшим сплошным и большим кольцеобразным основаниями, скрепленными между собой лопатками, одна из продольных кромок которых расположена по условной поверхности конуса, при этом конусность направлена навстречу потоку воздуха, в результате чего радиус крутящего момента и площадь лопаток увеличены, что повышает КПД. This goal is achieved by the fact that in a wind turbine containing a wind tunnel and a turbine placed in it, formed by the blades and kinematically connected to the power take-off, the turbine is made in the form of a truncated cone formed by a smaller continuous and large annular base, fastened together by blades, one of the longitudinal edges of which are located on the conditional surface of the cone, while the taper is directed towards the air flow, resulting in a radius of torque and the area of the blades increased, which increases efficiency.

Изобретение поясняется чертежами, на которых: на фиг. 1 показан общий вид ветряка; на фиг. 2 - сечение А-А. The invention is illustrated by drawings, in which: in FIG. 1 shows a general view of a windmill; in FIG. 2 - section aa.

Ветряк состоит из смонтированной на основании аэродинамической трубы 1, над которой установлен зонд 2 и имеются окна 3 для выхода потока воздуха, а в нижней ее части выполнены окна 4 для подвода потока воздуха. В аэродинамической трубе 1 с возможностью вращения установлен вал 5, на котором закреплена турбина 6, выполненная в виде усеченного конуса 7, образованного меньшим сплошным основанием 8 и большим кольцеобразным основанием 9. Основания 8 и 9 скреплены между собой лопатками 10, одна продольная кромка 11 каждой из которых расположена по условной поверхности конуса 7. The windmill consists of a wind tunnel 1 mounted on the base, above which a probe 2 is installed and there are windows 3 for the air flow outlet, and in its lower part there are windows 4 for the air flow supply. A shaft 5 is mounted in the wind tunnel 1 for rotation, on which a turbine 6 is mounted, made in the form of a truncated cone 7 formed by a smaller solid base 8 and a large annular base 9. The bases 8 and 9 are fastened together by blades 10, one longitudinal edge 11 of each of which is located on the conditional surface of the cone 7.

Вал 5 посредством редуктора 12 и вала 13 связан с устройством отбора мощности, например, с генератором тока 14, а верхний конец вала снабжен регулируемыми по длине спицами 15, закрепленными одними концами на стенке аэродинамической трубы 1, а другими - на подшипнике 16 вала 5. Под меньшим основанием 8 конуса 7 и соосно с турбиной 6 установлен стабилизатор 17 потока воздуха. Потоки высокотемпературного воздуха или газовоздушной смеси могут подводиться от печей обжига керамических изделий и материалов, доменных печей, сталелитейных и других производств, на которых в атмосферу выделяются большие потоки высокотемпературных газовоздушных смесей. The shaft 5 through the gearbox 12 and the shaft 13 is connected with a power take-off device, for example, with a current generator 14, and the upper end of the shaft is equipped with spokes 15 adjustable in length, fixed at one end to the wall of the wind tunnel 1 and the other to the bearing 16 of the shaft 5. Under the smaller base 8 of the cone 7 and coaxially with the turbine 6, an air flow stabilizer 17 is installed. The flows of high-temperature air or gas-air mixture can be supplied from kilns of ceramic products and materials, blast furnaces, steel and other industries, in which large flows of high-temperature gas-air mixtures are released into the atmosphere.

Высокотемпературный воздух или газовоздушная смесь подают в окна 4. За счет разности потенциалов между окружающей средой и высокотемпературного воздуха последний начинает подниматься вверх в аэродинамической трубе 1. Стабилизатор 17 обеспечивает прямолинейность восходящего потока воздуха, что обеспечивает максимальную скорость потока воздуха. Восходящий поток воздуха воздействует на лопатки 10 турбины 6. В результате чего последняя начинает вращаться и через вал 5 редуктор 12 и вал 13 передает вращательный момент на генератор тока 14, который вырабатывает электроэнергию. High-temperature air or gas-air mixture is fed into the windows 4. Due to the potential difference between the environment and high-temperature air, the latter begins to rise upward in the wind tunnel 1. The stabilizer 17 ensures the straightness of the upward air flow, which ensures maximum air velocity. An upward flow of air acts on the blades 10 of the turbine 6. As a result, the latter begins to rotate and through the shaft 5, the gearbox 12 and the shaft 13 transmits torque to the current generator 14, which generates electricity.

Положение вала 5 с турбиной 6 относительно цилиндрической стенки турбины 1 обеспечивается путем регулирования длины спиц 15. Таким образом, увеличение длин лопаток за счет их расположения по условной поверхности конуса обеспечивает максимальный крутящий момент. The position of the shaft 5 with the turbine 6 relative to the cylindrical wall of the turbine 1 is ensured by adjusting the length of the spokes 15. Thus, increasing the lengths of the blades due to their location on the conditional surface of the cone provides maximum torque.

Источники информации
1. Авт. свид. СССР N 1076618, 1984.Sources of information
1. Auth. testimonial. USSR N 1076618, 1984.

2. Патент Германии N 729533. 2. German patent N 729533.

3. Наука и жизнь, N 1, 1981."Посеять ветер, чтобы пожать электроэнергию. - (прототип). 3. Science and life, N 1, 1981. "Sow the wind to reap electricity. - (prototype).

Claims

1. A wind turbine containing a wind tunnel and a turbine placed in it, formed by the blades and kinematically connected with a power take-off device, characterized in that the turbine is made in the form of a truncated cone formed by a smaller continuous and large ring-shaped base, fastened together by blades, one of the longitudinal the edges of which are located on the conditional surface of the cone, while the taper is directed towards the air flow.

2. The windmill according to claim 1, characterized in that it is equipped with a flow stabilizer located under the smaller base of the turbine cone and coaxially with it.

3. The wind turbine according to claim 1, characterized in that the turbine shaft is provided with length-adjustable spokes fixed at one end to the wall of the wind tunnel.