RU2213883C2 - Составной ротор типа магнуса - Google Patents
Составной ротор типа магнуса Download PDFInfo
- Publication number
- RU2213883C2 RU2213883C2 RU2001123507/06A RU2001123507A RU2213883C2 RU 2213883 C2 RU2213883 C2 RU 2213883C2 RU 2001123507/06 A RU2001123507/06 A RU 2001123507/06A RU 2001123507 A RU2001123507 A RU 2001123507A RU 2213883 C2 RU2213883 C2 RU 2213883C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- cylinder
- magnus
- bodies
- lifting force
- Prior art date
Links
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
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к ветроэнергетике и судостроению и касается конструирования роторных тяговых и управляющих устройств, а также ветродвигателей, использующих эффект Магнуса. Технический результат, заключающийся в увеличении подъемной силы на 30-50%, расширении возможности управления направлением подъемной силы и снижении затрат энергии на вращение ротора, обеспечивается за счет того, что в составном роторе типа Магнуса, содержащем цилиндр и торцевые шайбы, согласно изобретению, цилиндр выполнен из нескольких цилиндрических тел с высотой, равной высоте цилиндра, каждое из тел имеет боковую замкнутую оболочку с возможностью вращения, тела закреплены к торцевым шайбам, ротор снабжен флюгером и может поворачиваться вокруг своей центральной продольной оси, а между цилиндрическими телами по всей их длине в передней части ротора размещаются рассекатели потока и в задней части - отводители потока. 1 ил.
Description
Изобретение относится к судостроению и ветроэнергетике и касается конструирования роторных тяговых и управляющих устройств, а также ветродвигателей, использующих эффект Магнуса. Позволяет повысить величину подъемной силы не менее чем на 30-50%, расширить возможности управления направлением подъемной силы, снизить затраты энергии на эксплуатацию устройства.
Известен принятый за прототип ротор Магнуса, содержащий цилиндр и торцевые шайбы (Крючков Ю.С. и др. Крылья океанов. - Л.: Судостроение, 1983, с. 158).
Недостатки прототипа: сравнительно небольшая подъемная сила и большой расход энергии на вращение цилиндра.
Технический результат предлагаемого устройства - увеличение подъемной силы на 30-50%, расширение возможности управления направлением подъемной силы, снижение затрат энергии на вращение ротора.
Технический результат достигается тем, что в устройстве, содержащем цилиндр и торцевые шайбы, цилиндр выполнен из нескольких цилиндрических тел с высотой, равной высоте цилиндра, каждое из тел имеет боковую замкнутую оболочку с возможностью вращения, тела закреплены к торцевым шайбам, ротор снабжен флюгером и может поворачиваться вокруг своей центральной продольной оси, а между цилиндрическими телами по всей их длине в передней (носовой) части ротора размещаются рассекатели потока и в задней части - отводители потока.
Известно, что подъемная сила ротора Магнуса перпендикулярна направлению потока и равна
R=ρ2xV2SCу,
где V - скорость потока; S - площадь диаметрального сечения цилиндра; Су - коэффициент подъемной силы. В частности, Су=8-10 при линейной скорости вращения цилиндра Vвр= (3-4)V. Дальнейшее увеличение Су за счет повышения Vвр, как правило, экономически нецелесообразно, требует затрат энергии на вращение ротора непропорционально больше увеличения Су. Подъемная сила создается за счет разности давления (разрежения) со стороны потока на левую и правую половины цилиндра. При этом давление па левой половине пропорционально величине (V+Vвp)2, а на правой - величине (Vвp-V)2.
R=ρ2xV2SCу,
где V - скорость потока; S - площадь диаметрального сечения цилиндра; Су - коэффициент подъемной силы. В частности, Су=8-10 при линейной скорости вращения цилиндра Vвр= (3-4)V. Дальнейшее увеличение Су за счет повышения Vвр, как правило, экономически нецелесообразно, требует затрат энергии на вращение ротора непропорционально больше увеличения Су. Подъемная сила создается за счет разности давления (разрежения) со стороны потока на левую и правую половины цилиндра. При этом давление па левой половине пропорционально величине (V+Vвp)2, а на правой - величине (Vвp-V)2.
В предлагаемом роторе (например, на фиг.1) скорости вращения для разных частей ротора независимы друг от друга, в отличие от ротора Магнуса, поэтому могут быть подобраны таким образом, чтобы давление разрежения на правую часть было равно пулю, а разрежение на левой - максимально технически возможным. В этом случае подъемная сила ротора будет пропорциональна величине Rmax=(V+Vвp лев)2, где Vвр лев - скорость движения оболочки левого тела.
Заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что:
1. Цилиндр выполнен из нескольких цилиндрических тел с высотой, равной высоте цилиндра.
1. Цилиндр выполнен из нескольких цилиндрических тел с высотой, равной высоте цилиндра.
2. Каждое цилиндрическое тело имеет боковую замкнутую гибкую оболочку с возможностью вращения - перемещения по замкнутому контуру.
3. Цилиндрические тела закреплены к торцевым шайбам.
4. Ротор имеет флюгерное устройство и может поворачиваться вокруг центральной продольной оси ротора.
5. В передней (носовой) части ротора по всей длине цилиндрических тел размещается рассекатель набегающего потока.
6. В задней (кормовой) части ротора по всей длине цилиндрических тел установлены отводители потока.
Других близких аналогов не обнаружено.
Устройство поясняется чертежом, на котором представлен составной ротор (вид сбоку) и его поперечное сечение. Устройство 1 содержит торцевые шайбы 2, цилиндрические тела 3, боковые замкнутые оболочки 4 на телах 3, флюгер 5, центральную продольную ось 6, рассекатель потока 7, отводитель потока 8, ролики 9, основание 10.
Устройство действует следующим образом. Устройство 1 размешается своим основанием 10, например, на транспортном средстве. С помощью флюгера 5 ротор поворачивается вокруг центральной продольной оси 6 и устанавливается по направлению потока текучей среды (воздух, вода). Набегающий на ротор поток рассекателем 7 раздваивается, при этом, в зависимости от формы рассекателя, поток, обтекающий цилиндрические тела, будет создавать поля скоростей и давлений, благоприятствующие повышению подъемной силы ротора. Боковые оболочки 4 на цилиндрических телах 3 приводятся во вращение против часовой стрелки (приводы не показаны) с использованием, например, роликов 9. Сами тела закреплены к торцевым шайбам 2 и поэтому остаются неподвижными. При этом для получения максимальной подъемной силы линейная скорость вращения правого тела выбирается из условия равенства нулю давления разрежения на это тело, а для левого тела скорость вращения задается максимально возможной. Отводитель потока 8 обеспечивает, главным образом, наименьшее сопротивление ротора и способствует увеличению подъемной силы ротора.
Прикидочные оценки показывают, что при линейной скорости вращения оболочки левого тела, равной 3-4 скоростям потока, подъемная сила ротора увеличится на 33-50%. Можно предположить, что затраты энергии на вращение оболочек предлагаемого ротора по сравнению с энергией, необходимой для вращения цилиндров ротора Магнуса, будут в несколько раз меньше.
При наличии более двух цилиндрических тел путем рационального размещения тел и их формы, а также выбора соответствующих скоростей вращения возможно изменять и направления создаваемой подъемной силы.
Claims (1)
- Составной ротор типа Магнуса, содержащий цилиндр и торцевые шайбы, отличающийся тем, что цилиндр выполнен из нескольких цилиндрических тел с высотой, равной высоте цилиндра, каждое из тел имеет боковую замкнутую оболочку с возможностью вращения, тела закреплены к торцевым шайбам, ротор снабжен флюгером и может поворачиваться вокруг своей центральной продольной оси, а между цилиндрическими телами по всей их длине в передней части ротора размещаются рассекатели потока и в задней части - отводители потока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001123507/06A RU2213883C2 (ru) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | Составной ротор типа магнуса |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001123507/06A RU2213883C2 (ru) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | Составной ротор типа магнуса |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001123507A RU2001123507A (ru) | 2003-04-20 |
RU2213883C2 true RU2213883C2 (ru) | 2003-10-10 |
Family
ID=31988343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001123507/06A RU2213883C2 (ru) | 2001-08-22 | 2001-08-22 | Составной ротор типа магнуса |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2213883C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2689862C1 (ru) * | 2015-07-01 | 2019-05-29 | Чалленерджи Инк. | Генерирующее тягу устройство по типу эффекта магнуса и вращающееся устройство, использующее его |
CN111547215A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-18 | 宁波大学 | 一种基于风洞原理的高聚风转筒风帆结构及其使用方法 |
-
2001
- 2001-08-22 RU RU2001123507/06A patent/RU2213883C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2689862C1 (ru) * | 2015-07-01 | 2019-05-29 | Чалленерджи Инк. | Генерирующее тягу устройство по типу эффекта магнуса и вращающееся устройство, использующее его |
US10443564B2 (en) | 2015-07-01 | 2019-10-15 | Challenergy Inc. | Magnus type thrust generating device |
CN111547215A (zh) * | 2020-05-15 | 2020-08-18 | 宁波大学 | 一种基于风洞原理的高聚风转筒风帆结构及其使用方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6357997B1 (en) | Ribbon drive power generation apparatus and method | |
US7726935B2 (en) | Wind turbine rotor projection | |
US7713020B2 (en) | Extracting energy from flowing fluids | |
CN101023264B (zh) | 用于水下涡轮发电机的流增强结构 | |
KR100776319B1 (ko) | 수직축 방식의 풍력발전장치 | |
CA2822306C (en) | Co-axial rotors in a wind turbine and a method of generating energy therefrom | |
US20050019151A1 (en) | Wind turbine assembly | |
JP5400887B2 (ja) | タービンならびにタービン用ローター | |
WO2001048374A2 (en) | Turbine for free flowing water | |
ES2862156T3 (es) | Estructura de redireccionamiento de fluidos | |
JP2019060345A (ja) | ジャイロミル型風力タービンを備えた風力発電タワー | |
JP2014512489A (ja) | 水力タービンおよび水力発電装置 | |
JP6501966B1 (ja) | 水車装置 | |
JP5470626B2 (ja) | 風力発電装置 | |
RU2213883C2 (ru) | Составной ротор типа магнуса | |
CN108408011A (zh) | 可提高舵效的可调螺距螺旋桨 | |
CN103807084A (zh) | 水轮机转轮体内的消涡装置 | |
JP2013544332A (ja) | タービンにおける改良 | |
JP6730356B2 (ja) | 発電装置の出力増強デバイス及び自然エネルギ型発電装置 | |
US5810288A (en) | High velocity propeller | |
GB2423339A (en) | Bi-directional turbine | |
RU2333382C1 (ru) | Способ усиления эффекта магнуса | |
CN110683033A (zh) | 一种可调距式旋翼 | |
US10738755B1 (en) | Hydrostatic pressure turbines and turbine runners therefor | |
CN208085982U (zh) | 船舶螺旋桨舵效提高装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060823 |