RU2384732C1

RU2384732C1 - Windmill

Info

Publication number: RU2384732C1
Application number: RU2008136294/06A
Authority: RU
Inventors: Хаджи-Мурат Хусинович Хатукаев (RU); Хаджи-Мурат Хусинович Хатукаев
Original assignee: Хаджи-Мурат Хусинович Хатукаев
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2010-03-20
Also published as: RU2008136294A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to wind power engineering and can be used to transform wind energy into electrical power. Proposed windmill comprises two rotors with vertical shafts running in housing furnished with wind-vane guide device secured on rotary platform. Said housing features streamlined drop-like shape constricted by flat elements, from top and bottom. Note here that rotor S-like air intake blades extend beyond housing limits equally on its both sides. Flanged slots are made in flat elements, ahead of rotor shafts.

EFFECT: higher aerodynamic efficiency.

2 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для преобразования энергии ветра в другие виды энергии, например в электрическую.The invention relates to wind energy and can be used to convert wind energy into other types of energy, for example, electric.

Известен ветродвигатель, патент России №2039885, содержащий два ротора с параллельными вертикальными осями, размещенные в поворотном каркасе, причем каждый ротор выполнен в виде цилиндра с дисками по торцам, диаметр которых больше диаметра цилиндра, снабжен гибкими лопастями, закрепленными без зазора задними кромками на наружной поверхности цилиндра под острым углом к ней, вертикально и симметрично относительно оси ротора, а верхними и нижними кромками - к соответствующим выступающим за диаметр цилиндра поверхностям дисков, при этом роторы установлены друг от друга на расстоянии, обеспечивающем возможность их вращения в противоположных направлениях.Known wind turbine, Russian patent No. 2039885, containing two rotors with parallel vertical axes, placed in a rotary frame, each rotor made in the form of a cylinder with disks at the ends, the diameter of which is larger than the diameter of the cylinder, equipped with flexible blades fixed without a gap by the rear edges on the outer the surface of the cylinder at an acute angle to it, vertically and symmetrically with respect to the axis of the rotor, and the upper and lower edges to the corresponding surfaces of the disks protruding beyond the cylinder diameter, while the rotor We are installed from each other at a distance that allows them to rotate in opposite directions.

Недостатком известного ветродвигателя является его низкий коэффициент использования воздушного потока и низкая экономичность.A disadvantage of the known wind turbine is its low coefficient of utilization of air flow and low profitability.

В качестве прототипа выбрана ветроустановка, патент России №2242635, содержащая башню с воздухозаборником, воздухоотводом и вращательным рабочим органом, расположенным в канале движения воздуха через башню и сообщенным с потребителем механической энергии, например электрогенератором, причем башня выполнена ориентируемой по направлению ветра, рабочий орган выполнен в виде параллельно установленных цилиндрических взаимодействующих между собой роторов так, что плоскость, проходящая через оси их вращения, расположена параллельно плоскости входного сечения воздухозаборника тангенциального типа, выполненного в виде двух симметрично расположенных каналов, переходящих в спиральные, расположенные по периферии роторов воздухоподводы с противоположной друг другу закруткой ветрового потока, а воздухоотвод башни сообщен с внутренней полостью обоих роторов и выполнен выходящим наружу на тыльную по отношению к воздухозаборнику сторону башни в зону пониженного давления воздуха через воздухоотводные каналы.The wind turbine was selected as a prototype, Russian patent No. 2242635, containing a tower with an air intake, an air outlet and a rotary working body located in the air flow channel through the tower and communicated with a consumer of mechanical energy, for example, an electric generator, and the tower is made oriented in the direction of the wind, the working body is made in the form of parallel mounted cylindrical interacting rotors so that the plane passing through the axis of rotation is parallel to the plane and the inlet section of the tangential type air intake, made in the form of two symmetrically arranged channels, turning into spiral air ducts located on the periphery of the rotors with a wind flow opposite to each other, and the tower air outlet is in communication with the inner cavity of both rotors and is facing the rear with respect to the air intake side of the tower into the zone of reduced air pressure through the air ducts.

Недостатком известной ветроустановки является то, что известная ветроустановка имеет недостаточно высокий коэффициент использования энергии ветра за счет снижения скорости потока воздуха перед роторами, сложность конструкции и отсутствие быстрого реагирования на внезапное изменение направления потока воздуха.A disadvantage of the known wind turbine is that the known wind turbine does not have a high coefficient of utilization of wind energy by reducing the air flow rate in front of the rotors, the complexity of the design and the absence of a quick response to a sudden change in air flow direction.

Целью изобретения является повышение аэродинамической эффективности использования энергии ветра.The aim of the invention is to increase the aerodynamic efficiency of using wind energy.

Указанная цель достигается тем, что в ветроэнергоустановке, содержащей два ротора с вертикальными осями вращения, установленные в корпусе, снабженном ориентирующим устройством флюгерного типа и закрепленном на поворотной платформе, корпус в плане выполнен обтекаемой каплеобразной формы, ограниченной сверху и снизу плоскими элементами, причем S-образные воздухозаборные лопасти роторов выступают за пределы корпуса симметрично с двух сторон, а в плоских элементах, впереди осей вращения роторов, выполнены отбортованные щели.This goal is achieved by the fact that in a wind turbine containing two rotors with vertical axes of rotation mounted in a housing equipped with a weathering type orienting device and mounted on a rotary platform, the housing is made in the plan in a streamlined droplet shape, limited to the top and bottom by flat elements, with S- Shaped air intake rotor blades protrude symmetrically from both sides of the housing, and flanged slots are made in the flat elements in front of the rotor axes of rotation.

Изобретение иллюстрируется графическими материалами, где на фиг.1 изображен общий вид ветроэнергоустановки, на фиг.2 - разрез А-А.The invention is illustrated by graphic materials, where in Fig.1 shows a General view of a wind power installation, in Fig.2 - section aa.

Ветроэнергоустановка содержит два ротора 1 с вертикальными осями вращения, установленные в корпусе 2, снабженном направляющим устройством флюгерного типа 3 и закрепленном на поворотной платформе (на фиг.1-2 не показана). Корпус 2 в плане выполнен обтекаемой каплеобразной формы, ограниченной сверху и снизу горизонтальными элементами 4. S-образные лопасти роторов 1 выступают за пределы корпуса 2 симметрично с двух сторон. В горизонтальных элементах 4 впереди осей вращения роторов 1 выполнены отбортованные щели 5. Перед роторами 1 установлен щиток 6, прикрепленный впереди отбортованных щелей 5 сверху и снизу к горизонтальным элементам 4. Электрогенераторы (на фиг.1-2 не показаны), подсоединенные к валам роторов 1, вырабатывают электроэнергию, которая доставляется потребителю.The wind power installation contains two rotors 1 with vertical axes of rotation installed in the housing 2, equipped with a guide device of the vane type 3 and mounted on a rotary platform (not shown in Fig.1-2). The casing 2 in the plan is made in a streamlined droplet shape, bounded by horizontal elements above and below 4. The S-shaped rotor blades 1 extend beyond the casing 2 symmetrically on both sides. Flanged slots 5 are made in the horizontal elements 4 in front of the rotational axes of the rotors 1. A flap 6 is installed in front of the rotors 1, fastened in front of the flanged slots 5 above and below to the horizontal elements 4. Power generators (not shown in FIGS. 1-2) connected to the rotor shafts 1, generate electricity that is delivered to the consumer.

Ветроэнергоустановка работает следующим образом. Воздушный поток, изображенный на фиг.1 и 2 стрелками, обтекает корпус 2 каплеобразной формы ветроэнергоустановки. При этом скорость ветра по бокам корпуса 2 возрастает за счет выпуклости боковины корпуса 2 (воздушный поток разгоняется, как при обтекании крыла самолета), что создает высокий аэродинамический напор на вогнутую часть S-образных лопастей роторов 1. В то же время впереди выпуклой части S-образной лопасти роторов 1 при движении внутри корпуса 2 создается разрежение за счет подсоса воздуха через отбортованные щели 5 в зоне щитка 6, что способствует увеличению угловой скорости вращения роторов 1 и в конечном счете увеличивает аэродинамическую эффективность использования энергии ветра. Направляющее устройство флюгерного типа 3 позволяет ветроэнергоустановке оперативно реагировать на изменения направления воздушного потока.Wind power installation works as follows. The air flow depicted in figures 1 and 2 by arrows flows around a droplet-shaped housing 2 of a wind turbine. In this case, the wind speed on the sides of the hull 2 increases due to the convexity of the sidewalls of the hull 2 (the air flow accelerates, as when flowing around an airplane wing), which creates a high aerodynamic pressure on the concave part of the S-shaped rotor blades 1. At the same time, in front of the convex part S -shaped rotor blades 1 when moving inside the housing 2 creates a vacuum due to air leakage through flanged slots 5 in the area of the shield 6, which increases the angular velocity of rotation of the rotors 1 and ultimately increases the aerodynamic effect ktivnost wind energy. The vane type 3 guiding device allows the wind turbine to respond quickly to changes in air flow direction.

Применение заявляемого изобретения позволит повысить аэродинамическую эффективность использования энергии ветра и упростить конструкцию ветроэнергоустановки.The use of the claimed invention will improve the aerodynamic efficiency of using wind energy and simplify the design of wind power plants.

Claims

A wind power installation containing two rotors with vertical axes of rotation mounted in a casing equipped with a vane-type guiding device and mounted on a rotary platform, characterized in that the casing is made in the plan of a streamlined droplet-shaped shape limited to the top and bottom by flat elements, with S-shaped air intake blades the rotors protrude symmetrically from two sides of the housing, and flanged slots are made in the flat elements in front of the rotor axes of rotation.