RU2331791C2 - Ветроэнергетическая установка - Google Patents
Ветроэнергетическая установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2331791C2 RU2331791C2 RU2006130844/06A RU2006130844A RU2331791C2 RU 2331791 C2 RU2331791 C2 RU 2331791C2 RU 2006130844/06 A RU2006130844/06 A RU 2006130844/06A RU 2006130844 A RU2006130844 A RU 2006130844A RU 2331791 C2 RU2331791 C2 RU 2331791C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind
- accelerator
- blades
- electric generator
- mill
- 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
Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) относится к энергетике и служит для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию. ВЭУ предназначена для применения в промышленности, сельском хозяйстве и т.п. Установка принадлежит к типу ветроустановок с ускорителями ветрового потока, в частности с диффузорными ускорителями. Ветроэнергетическая установка содержит осесимметричный диффузорный ускоритель с лопатками направляющего аппарата, имеющими отклоняемый закрылок, радиально закрепленными неподвижно внутри ускорителя в зоне входа, центральное тело, состоящее из неподвижной носовой части с обтекателем, вращающейся средней части, выполненной в виде ротора электрогенератора с лопатками ветроколеса пропеллерного типа, и хвостовой части. Установка снабжена цилиндрическими обечайками, прикрепленными радиальными стойками к центральному телу с возможностью образования с ним кольцевого зазора, при этом лопатки ветроколеса и направляющего аппарата установлены на обечайках. Технический результат изобретения заключается в повышении коэффициента полезного действия ветроэнергетической установки и снижении ее шумности. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) относится к энергетике и служит для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию. ВЭУ предназначена для применения в промышленности, сельском хозяйстве и т.п. Установка принадлежит к типу ветроустановок с ускорителями ветрового потока, в частности с диффузорными ускорителями.
Разработки ветроустановок с диффузорными ускорителями ведутся длительное время. Ранние работы этого направления описаны в книге "Ветроэнергетика" под редакцией Д. де Рензо. - М.: Энергоатомиздат, 1982, с.134-144.
Известна ветроэнергетическая установка, содержащая осесимметричный диффузорный ускоритель, составленный, по меньшей мере, из двух соосно расположенных кольцевых крыльев, осесимметричное центральное тело с ротором электрогенератора, ветроколесо с лопатками и цилиндрическую обечайку (WO 00/50769 А1, 31.08.2000).
Недостатком указанной известной схемы ветроустановки с диффузорным ускорителем является то, что при ее разработке не учитывалось влияние отбора мощности ветроколесом на течение в диффузоре.
Известна, выбранная в качестве прототипа, ветроэнергетическая установка, содержащая осесимметричный диффузорный ускоритель с лопатками направляющего аппарата, имеющими отклоняемый закрылок, радиально закрепленными неподвижно внутри ускорителя в зоне входа, центральное тело, состоящее из неподвижной носовой части с обтекателем, вращающейся средней части, выполненной в виде ротора электрогенератора с лопатками ветроколеса пропеллерного типа, и хвостовой части (US 4075500 A, (OMAN et al.), 21.02.1978).
Недостатком прототипа является то, что при разработке этой известной схемы ветроустановки с диффузорным ускорителем не предпринималось попыток ликвидации срыва потока с центрального тела при отборе мощности ветроколесом.
Технической задачей изобретения является минимизация отрывных явлений, как на внутренних стенках диффузора, так и с поверхности центрального тела и учет влияния отбора мощности ветроколесом на течение в диффузоре при разработке схемы ветроэнергетической установки с диффузорным ускорителем.
Технический результат, получаемый от изобретения, заключается в повышении коэффициента полезного действия ветроэнергетической установки и снижении ее шумности.
Поставленная техническая задача решается и технический результат достигается за счет того, что ветроэнергетическая установка содержит осесимметричный диффузорный ускоритель с лопатками направляющего аппарата, имеющими отклоняемый закрылок, радиально закрепленными неподвижно внутри ускорителя в зоне входа, центральное тело, состоящее из неподвижной носовой части с обтекателем, вращающейся средней части, выполненной в виде ротора электрогенератора с лопатками ветроколеса пропеллерного типа, и хвостовой части, при этом новым является то, что она снабжена цилиндрическими обечайками, прикрепленными радиальными стойками к центральному телу с возможностью образования с ним кольцевого зазора, при этом лопатки ветроколеса и направляющего аппарата установлены на обечайках.
Кроме того, диффузорный ускоритель может быть выполнен, по меньшей мере, из трех кольцевых крыльев, расположенных вдоль оси друг за другом и имеющих последовательно увеличивающиеся диаметры и углы отклонения хорд профилей от осевого направления, при этом переднее крыло имеет наибольшую толщину и хорду. При этом углы между хордами профилей и осью симметрии ускорителя, начиная с переднего, могут составлять соответственно 4°, 15° и 22°.
Неподвижный вал ротора электрогенератора обращенного типа закреплен своей передней частью в носовой части центрального тела.
Хвостовая часть центрального тела, служащая хвостовой опорой вала электрогенератора, может быть выполнена в виде обтекателя оживальной формы, неподвижно соединенного со вторым и/или третьим кольцевым крылом ускорителя радиальными обтекаемыми стойками.
А также хвостовая часть центрального тела может быть выполнена в виде обтекателя оживальной формы, соединенного с ротором электрогенератора и вращающегося вместе с ним.
При разработке предлагаемой схемы ветроэнергетической установки с диффузорным ускорителем, выполненной при помощи математического моделирования турбулентного течения реального газа, учитывается влияние отбора мощности ветроколесом на течение в диффузоре. На основе перебора множества вариантов найдена форма и оптимальные геометрические соотношения элементов установки при наибольшей энергетической нагруженности ветроколеса. При этом реализация ускорения ветрового потока в плоскости вращения нагруженного ветроколеса удается за счет минимизации отрывных явлений, как на внутренних стенках диффузора, так и с поверхности центрального тела.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен общий вид ветроэнергетической установки.
На фиг.2 показан продольный разрез установки.
На фиг.3 показано центральное тело установки.
Ветроэнергетическая установка содержит осесимметричный диффузорный ускоритель, составленный из трех кольцевых крыльев 1, 2, 3, расположенных вдоль оси друг за другом и имеющих последовательно увеличивающиеся диаметры и углы отклонения хорд профилей от осевого направления, при этом переднее крыло 1 имеет наибольшую толщину и хорду и является основной несущей конструкцией. В своей нижней части оно шарнирно крепится к башне 4 установки, причем вертикальная ось шарнира проходит впереди центра давления ветра на установку в целом. Два следующих кольцевых крыла 2, 3 относительно небольших хорд и последовательно увеличивающихся диаметров играют роль двухзвенного закрылка, придающего потоку в ускорителе необходимую диффузорность.
Переднее крыло 1 снабжено лопатками 5 направляющего аппарата, выполняющими также роль стоек, радиально закрепленных неподвижно внутри крыла 1 в зоне входа. При этом лопатки 5 имеют отклоняемый закрылок 6.
Центральное тело состоит из неподвижной носовой части 7 с обтекателем, вращающейся средней части, выполненной в виде ротора электрогенератора 8 с лопатками 9 ветроколеса пропеллерного типа, и хвостовой части 10.
Ветроэнергетическая установка снабжена цилиндрическими обечайками 11, 12, прикрепленными радиальными стойками 13 к центральному телу с возможностью образования с ним кольцевого зазора, при этом лопатки 9 и 5 соответственно ветроколеса и направляющего аппарата установлены на обечайках 12, 11.
При выполнении дифференциального ускорителя из трех кольцевых крыльев 1, 2 и 3 углы между хордами профилей и осью симметрии ускорителя, начиная с переднего, составляют соответственно 4°, 15° и 22°.
Неподвижный вал 14 электрогенератора 8 обращенного типа закреплен в носовой части 7 центрального тела.
Хвостовая часть 10, служащая хвостовой опорой вала электрогенератора 8, выполнена в виде обтекателя оживальной формы и неподвижно соединена со вторым и/или третьим кольцевым крылом ускорителя дополнительными радиальными обтекаемыми стойками (на чертеже не показаны).
Хвостовая часть 10, выполненная в виде обтекателя оживальной формы, может быть соединена с ротором электрогенератора 8 и вращаться вместе с ним.
Работает заявленная ветроэнергетическая установка точно так же, как и подобные ей установки с диффузорными ускорителями.
Для реализации щелевого эффекта разрезного крыла в диффузорном ускорителе носики каждого последующего профиля в осевом направлении смещены вперед относительно хвостика предыдущего профиля на расстояния порядка 5% хорды этого профиля, а радиальные зазоры между поверхностями профилей в местах указанного перекрытия составляют также 5-7% хорды.
Между центральным телом и обечайками 11, 12 организован кольцевой проток воздуха в привтулочном пространстве ветроколеса и направляющего аппарата, минимально загроможденный стойками 13 крепления обечайки к центральному телу, обеспечивающий минимизацию отрывных явлений с поверхности центрального тела.
Лопаточные системы ветроколеса и направляющего аппарата, таким образом, располагаются в кольцевой области между внутренней поверхностью переднего крыла 1 ускорителя и обечайками 11, 12 и профилируются в соответствии с радиальным распределением скоростей, образующемся в этом кольцевом канале.
Разработка таких установок связана с возможностями получения некоторых преимуществ по сравнению с широко распространенными ВЭУ традиционной формы с ветроколесами пропеллерного типа, вращающимися относительно горизонтальной оси в свободном потоке. К этим преимуществам относятся, прежде всего, повышение энергетической эффективности работы ветроколеса в ускорителе по отношению к ветроколесу того же диаметра в свободном потоке, как за счет повышения мощности, так и за счет расширения диапазона рабочих скоростей ветра, а также снижение экологических нагрузок на окружающую среду, в частности уровня звукового давления, за счет капотирования вращающихся элементов и применения звукопоглощающих материалов в конструкции ускорителя.
Claims (6)
1. Ветроэнергетическая установка, содержащая осесимметричный диффузорный ускоритель с лопатками направляющего аппарата, имеющими отклоняемый закрылок, радиально закрепленными неподвижно внутри ускорителя в зоне входа, центральное тело, состоящее из неподвижной носовой части с обтекателем, вращающейся средней части, выполненной в виде ротора электрогенератора с лопатками ветроколеса пропеллерного типа, и хвостовой части, отличающаяся тем, что она снабжена цилиндрическими обечайками, прикрепленными радиальными стойками к центральному телу с возможностью образования с ним кольцевого зазора, при этом лопатки ветроколеса и направляющего аппарата установлены на обечайках.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что диффузорный ускоритель выполнен, по меньшей мере, из трех кольцевых крыльев, расположенных вдоль оси друг за другом и имеющих последовательно увеличивающиеся диаметры и углы отклонения хорд профилей от осевого направления, при этом переднее крыло имеет наибольшую толщину и хорду.
3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что углы между хордами профилей и осью симметрии ускорителя, начиная с переднего, составляют соответственно 4°, 15° и 22°.
4. Установка по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что неподвижный вал электрогенератора обращенного типа закреплен своей передней частью в носовой части центрального тела.
5. Установка по п.2 или 3, отличающаяся тем, что хвостовая часть, служащая хвостовой опорой вала электрогенератора, выполнена в виде обтекателя оживальной формы, неподвижно соединенного со вторым и/или третьим кольцевым крылом ускорителя дополнительными радиальными обтекаемыми стойками.
6. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что хвостовая часть выполнена в виде обтекателя оживальной формы, соединенного с ротором электрогенератора и вращающегося вместе с ним.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006130844/06A RU2331791C2 (ru) | 2006-08-28 | 2006-08-28 | Ветроэнергетическая установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006130844/06A RU2331791C2 (ru) | 2006-08-28 | 2006-08-28 | Ветроэнергетическая установка |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006130844A RU2006130844A (ru) | 2008-03-10 |
RU2331791C2 true RU2331791C2 (ru) | 2008-08-20 |
Family
ID=39280328
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006130844/06A RU2331791C2 (ru) | 2006-08-28 | 2006-08-28 | Ветроэнергетическая установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2331791C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012053876A1 (ru) * | 2010-10-20 | 2012-04-26 | Bayshagirov Khayrulla Zhambaevich | Ветровая энергетическая установка |
RU2470180C1 (ru) * | 2011-06-22 | 2012-12-20 | Николай Сергеевич Говоров | Ветроэнергетическая установка |
WO2013176570A1 (ru) * | 2012-05-22 | 2013-11-28 | Onin Aleksandr Yur Evich | Диффузорная ветроэнергетическая установка с пониженным уровнем шума |
EA020047B1 (ru) * | 2011-02-08 | 2014-08-29 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Оптифлейм Солюшенз" | Ветроэнергетическая установка |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NO329993B1 (no) * | 2009-06-12 | 2011-02-07 | Innowind As | Anordning ved vindturbin |
-
2006
- 2006-08-28 RU RU2006130844/06A patent/RU2331791C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012053876A1 (ru) * | 2010-10-20 | 2012-04-26 | Bayshagirov Khayrulla Zhambaevich | Ветровая энергетическая установка |
EA020047B1 (ru) * | 2011-02-08 | 2014-08-29 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Оптифлейм Солюшенз" | Ветроэнергетическая установка |
RU2470180C1 (ru) * | 2011-06-22 | 2012-12-20 | Николай Сергеевич Говоров | Ветроэнергетическая установка |
WO2013176570A1 (ru) * | 2012-05-22 | 2013-11-28 | Onin Aleksandr Yur Evich | Диффузорная ветроэнергетическая установка с пониженным уровнем шума |
RU2501975C1 (ru) * | 2012-05-22 | 2013-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ВЭС" | Диффузорная ветроэнергетическая установка с пониженным уровнем шума |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006130844A (ru) | 2008-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11300003B2 (en) | Unducted thrust producing system | |
US4143992A (en) | Wind operated power generator | |
US10202865B2 (en) | Unducted thrust producing system | |
CA2859780C (en) | Airfoils and corresponding fabricating method | |
US9102397B2 (en) | Airfoils including tip profile for noise reduction and method for fabricating same | |
US4781523A (en) | Fluid energy turbine | |
US20090180869A1 (en) | Inlet wind suppressor assembly | |
US9512817B2 (en) | Diffuser augmented wind turbines | |
US20090280008A1 (en) | Vorticity reducing cowling for a diffuser augmented wind turbine assembly | |
US20090280009A1 (en) | Wind turbine with different size blades for a diffuser augmented wind turbine assembly | |
US20090257862A2 (en) | Wind turbine with mixers and ejectors | |
CN106996336A (zh) | 用于飞机的尾发动机 | |
US20110274533A1 (en) | Fluid turbine with moveable fluid control member | |
KR20100014548A (ko) | 믹서 및 이젝터를 가진 풍력 터빈 | |
EP2263003A2 (en) | Wind turbine with mixers and ejectors | |
KR20140040714A (ko) | 디퓨저 부착형 풍력 터빈 | |
RU2331791C2 (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
WO2010036216A1 (en) | Wind turbine with mixers and ejectors | |
US20140060001A1 (en) | Gas turbine engine with shortened mid section | |
KR20110093991A (ko) | 믹서와 이젝터를 구비한 터빈 | |
RU60148U1 (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
RU106674U1 (ru) | Ветродвигатель | |
EA020047B1 (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
MX2009010236A (es) | Turbina de viento con mezcladores. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20081119 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100829 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120620 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170829 |