RU2445508C2 - Турбина двухкрыльевая - Google Patents
Турбина двухкрыльевая Download PDFInfo
- Publication number
- RU2445508C2 RU2445508C2 RU2009141200/06A RU2009141200A RU2445508C2 RU 2445508 C2 RU2445508 C2 RU 2445508C2 RU 2009141200/06 A RU2009141200/06 A RU 2009141200/06A RU 2009141200 A RU2009141200 A RU 2009141200A RU 2445508 C2 RU2445508 C2 RU 2445508C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- turbine
- blades
- profile
- wings
- 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
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для преобразования кинетической энергии потока воздуха (воды) в механическую энергию вращения генератора и/или другого устройства. Между стенками корпуса герметично закреплены два крыла и ротор. Верхнее крыло в максимальной толщине своего поперечного сечения содержит ложбину для размещения в ней ротора с минимальным зазором. Две круглые стенки ротора, между которыми параллельно оси закреплены лопатки, крепятся к корпусу на оси или полуосях. Нижнее крыло в продольном сечении закреплено в корпусе параллельно оси вращения ротора. Крылья обращены более выпуклой стороной профиля к ротору. Лопатки ротора расположены по радиусу от начала окружности дисков ротора и имеют в поперечном сечении геометрию профиля крыла. Изобретение обеспечит эффективную работу при небольших габаритах и скорости потока 2-5 м/с, путем повышения скорости потока и снижения сопротивления лопаток потоку. 3 ил.
Description
Изобретение предназначено для преобразования кинетической энергии потока воздуха (воды) в механическую энергию для вращения генератора и/или другого устройства.
Двухкрыльевая турбина может использоваться как ветроэлектростанция, гидроэлектростанция, устанавливаться на электромобилях для подзарядки аккумуляторов, устанавливаться на речных и морских кораблях как основной и/или вспомогательный двигатель. При установке турбины на корабле кинетическая энергия ветра преобразуется в механическую энергию вращения ротора турбины и передается через коробку передач на гребной винт. Конструкция турбины позволяет ей работать в любом положении, вертикальном или горизонтальном, при небольших габаритных размерах и небольшой скорости потока воздуха 2-5 метра в секунду, воды 3-5 километров в час, получать существенный эффект по преобразованию энергии.
Существующие ветрогенераторы можно разделить на две основные группы в зависимости от расположения оси вращения вала генератора:
с горизонтально расположенным валом генератора (HAWT-Horizontal Axis Wind Turbines) - пропеллерные;
с вертикально расположенным валом генератора (VAWT - Vertical Axis Wind Turbines) - виндроторные.
Для поиска прототипа были изучены материалы в Интернете, самые распространенные ветрогенераторы представлены на сайтах: WWW.ntpo.com; WWW.powerinfo.ru; WWW.enecsis.ru; WWW.khilkevich.webstolica.ru. Такого технического решения, которое применено в «Турбине двух крыльевой», два крыла, одно из которых имеет ложбину, в которую вписан ротор турбины, не найдено. Она представляет дальнейшее развитие турбин с ротором, где лопатки установлены параллельно оси вращения. Коренное отличие заключается в том, что ротор турбины находится между двумя крыльями, а в одном из крыльев есть ложбина, в которой вращается ротор, и ложбина затеняет ротор примерно на 50% диаметра.
Задача, на решение которой направлено данное изобретение, - это использование турбины как ветродвигателя или гидродвигателя.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в том, что скорость потока воздуха (воды) увеличивается внутри турбины за счет более выпуклых профилей крыльев, направленных в сторону ротора, что дает возможность вращаться ротору быстрее, чем скорость наружного потока. В турбине между двумя крыльями вращается ротор, одно крыло имеет ложбину, в которую с минимальным зазором вписан ротор. Поток, доходя до лопаток ротора, ускоряется, а попадая в ложбину, срывается и закручивается, по ходу вращения ротора толкает лопатки. Конструкция ротора турбины дает минимальное сопротивление потоку, так как лопатки ротора турбины выполнены в виде несимметричного крыла, выпуклый профиль лопаток направлен в сторону вращения ротора и между лопатками есть свободное пространство для потока. Турбина, установленная вертикально (ротор вертикально), может самоориентироваться по потоку, так как имеет в своей конструкции два крыла.
Отличительные признаки турбины двухкрыльевой:
- состоит из двух крыльев, между которых вращается ротор турбины, крылья и ротор закреплены между стенками, стенки турбины играют роль, силового элемента конструкции и служат для крепления крыльев и ротора в верхнем крыле турбины имеется ложбина, в которую вписан ротор с минимальным зазором, верхнее крыло имеет несимметричный профиль, более выпуклый профиль расположен в сторону ротора, менее выпуклый - с наружной стороны турбины, ложбина верхнего крыла затеняет ротор почти на 50% диаметра ротора, нижнее крыло имеет несимметричный профиль, более выпуклый профиль расположен в сторону ротора, менее выпуклый - с наружной стороны турбины, ротор турбины состоит из двух круглых стенок, между которых крепятся лопатки и ось вращения, или полуоси, лопатки ротора турбины выполнены в виде несимметричного крыла, выпуклый профиль которого направлен в сторону вращения ротора, лопатки ротора расположены по радиусу от начала окружности стенок ротора.
На фигуре 1 показан общий вид турбины, ротор турбины расположен горизонтально.
На фигуре 2 показан ротор, слева ротор в разрезе.
На фигуре 3 показана конструкция верхнего крыла.
Турбина состоит из двух крыльев, между которых вращается ротор турбины, стенки турбины (6) играют роль силового элемента конструкции и служат для крепления крыльев и ротора в нужном положении. В верхнем крыле (4) турбины имеется ложбина (10), в которую вписан ротор (1) с минимальным зазором. Верхнее крыло (4) имеет несимметричный профиль, более выпуклый профиль расположен в сторону ротора, менее выпуклый - с наружной стороны турбины. Ложбина (10) верхнего крыла затеняет ротор почти на 50% диаметра ротора. Нижнее крыло (3) имеет несимметричный профиль, более выпуклым профиль расположен в сторону ротора, менее выпуклый - с наружной стороны турбины. Ротор турбины состоит из двух круглых стенок (9), между которых крепятся лопатки (2) и ось вращения (5), или полуоси. Лопатки ротора (2) турбины выполнены в виде несимметричного крыла, выпуклый профиль которого направлен в сторону вращения ротора. Лопатки ротора (2) расположены по радиусу от начала окружности стенок ротора. Количество лопаток ротора турбины, размер и профиль лопаток зависит от назначения турбины. Поток воздуха (воды) (8), попадая между крыльев турбины, ускоряется за счет несимметричного профиля крыльев, так как более выпуклая часть крыльев находится внутри турбины, приводя в движение ротор турбины. Лопатки ротора (2) также имеют несимметричный профиль, что дает дополнительное ускорение вращения ротору, так как при обтекании лопаток потоком воздуха (воды) более выпуклая часть лопатки направлена по ходу вращения ротора. Поток воздуха (воды), обтекая верхнее крыло, резко срывается и закручивается по направлению вращения ротора в ложбине (10), давая дополнительное ускорение вращения ротору турбины, что дает возможность работать всем лопаткам ротора без сопротивления потоку.
Была изготовлена и опробована модель турбины двухкрыльевой в варианте ветрогенератора.
Размеры модели:
- диаметр ротора 0,6 метра
- лопатки ротора длина 1,02 метра; количество 9 шт.
- хорда профиля лопатки 0,12 метра
- хорда профиля верхнего крыла 1,25 метра
- толщина профиля верхнего крыла 0,67 метра
- диаметр канала 0,6 метра
- хорда профиля нижнего крыла 1,2 метра
- толщина профиля нижнего крыла 0,22 метра
Испытания турбины проводились при ветре от 0 до 7 метров в секунду, при этом замерялись обороты ротора и крутящий момент. При ветре 2-4 метра в секунду обороты составили 160-200 в минуту, а крутящий момент на валу ротора 1-3 ньютон на метр, при ветре 4-7 метра в секунду обороты составили 200-380 в минуту, а крутящий момент на валу ротора 3-8 ньютон на метр. Данные испытания показали, что по сравнению с потоком снаружи поток внутри турбины ускоряется при скорости ветра 4 м/с в 5,5 раза, а при ветре 7 м/с в 2 раза. Теоретические расчеты показали, что возможно создание турбины с габаритными размерами 5*6*7 метров, с крутящим моментом на валу ротора боле 4000 ньютон на метр при ветре 10 метров в секунду, мощность турбины будет составлять около 100 киловатт.
Claims (1)
- Турбина, состоящая из двух крыльев, между которыми вращается ротор турбины, крылья и ротор закреплены между стенками, стенки турбины играют роль силового элемента конструкции и служат для крепления крыльев и ротора, в верхнем крыле турбины имеется ложбина, в которую вписан ротор с минимальным зазором, верхнее крыло имеет несимметричный профиль, более выпуклый профиль расположен в сторону ротора, менее выпуклый - с наружной стороны турбины, ложбина верхнего крыла затеняет ротор почти на 50% диаметра ротора, нижнее крыло имеет несимметричный профиль, более выпуклый профиль расположен в сторону ротора, менее выпуклый - с наружной стороны турбины, ротор турбины состоит из двух круглых стенок, между которыми крепятся лопатки и ось вращения или полуоси, лопатки ротора турбины выполнены в виде несимметричного крыла, выпуклый профиль которого направлен в сторону вращения ротора, лопатки ротора расположены по радиусу от начала окружности стенок ротора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009141200/06A RU2445508C2 (ru) | 2009-11-10 | 2009-11-10 | Турбина двухкрыльевая |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009141200/06A RU2445508C2 (ru) | 2009-11-10 | 2009-11-10 | Турбина двухкрыльевая |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009141200A RU2009141200A (ru) | 2011-05-20 |
RU2445508C2 true RU2445508C2 (ru) | 2012-03-20 |
Family
ID=44733315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009141200/06A RU2445508C2 (ru) | 2009-11-10 | 2009-11-10 | Турбина двухкрыльевая |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2445508C2 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555090C2 (ru) * | 2013-09-05 | 2015-07-10 | Андрей Федорович Авраменко | Энергетическая установка |
RU2594839C1 (ru) * | 2015-03-30 | 2016-08-20 | Андрей Федорович Авраменко | Ветроэнергетическая установка |
EP3249215A1 (en) | 2016-05-27 | 2017-11-29 | WTF Engineering OÜ | Turbine for converting the kinetic energy of the flow of a fluid medium into a rotation of a turbine rotor |
RU203910U1 (ru) * | 2020-03-17 | 2021-04-27 | Олег Федорович Фефелов | Турбина |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4279569A (en) * | 1979-10-16 | 1981-07-21 | Harloff Gary J | Cross-flow turbine machine |
RU2106524C1 (ru) * | 1992-01-17 | 1998-03-10 | Эстер Кивиламми Анна | Способ использования энергии ветра и ветроэлектростанция |
US20070018462A1 (en) * | 2003-06-05 | 2007-01-25 | Intec Power Holdings Limited | Generator |
RU2315891C1 (ru) * | 2006-07-21 | 2008-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Ветроэнергетическая установка |
DE102006058767A1 (de) * | 2006-12-12 | 2008-06-19 | Rainer Freytag | Windleitflächengenerator |
-
2009
- 2009-11-10 RU RU2009141200/06A patent/RU2445508C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4279569A (en) * | 1979-10-16 | 1981-07-21 | Harloff Gary J | Cross-flow turbine machine |
RU2106524C1 (ru) * | 1992-01-17 | 1998-03-10 | Эстер Кивиламми Анна | Способ использования энергии ветра и ветроэлектростанция |
US20070018462A1 (en) * | 2003-06-05 | 2007-01-25 | Intec Power Holdings Limited | Generator |
RU2315891C1 (ru) * | 2006-07-21 | 2008-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Ветроэнергетическая установка |
DE102006058767A1 (de) * | 2006-12-12 | 2008-06-19 | Rainer Freytag | Windleitflächengenerator |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2555090C2 (ru) * | 2013-09-05 | 2015-07-10 | Андрей Федорович Авраменко | Энергетическая установка |
RU2594839C1 (ru) * | 2015-03-30 | 2016-08-20 | Андрей Федорович Авраменко | Ветроэнергетическая установка |
EP3249215A1 (en) | 2016-05-27 | 2017-11-29 | WTF Engineering OÜ | Turbine for converting the kinetic energy of the flow of a fluid medium into a rotation of a turbine rotor |
RU203910U1 (ru) * | 2020-03-17 | 2021-04-27 | Олег Федорович Фефелов | Турбина |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009141200A (ru) | 2011-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sengupta et al. | Studies of some high solidity symmetrical and unsymmetrical blade H-Darrieus rotors with respect to starting characteristics, dynamic performances and flow physics in low wind streams | |
Mahmoud et al. | An experimental study on improvement of Savonius rotor performance | |
Ali | Experimental comparison study for Savonius wind turbine of two & three blades at low wind speed | |
Sahim et al. | Performance of combined water turbine with semielliptic section of the savonius rotor | |
Fernandes et al. | Hydrokinetic energy harvesting by an innovative vertical axis current turbine | |
Okuhara et al. | Wells turbine for wave energy conversion | |
RU2445508C2 (ru) | Турбина двухкрыльевая | |
Abid et al. | Design, development and testing of a combined Savonius and Darrieus vertical axis wind turbine | |
US20160186719A1 (en) | Psp wind-powered generator comprising blades at dihedral angles | |
Shahariar et al. | Design & construction of a vertical axis wind turbine | |
KR101263957B1 (ko) | 헬리컬 터빈 | |
Nagare et al. | Vertical axis wind turbine | |
Puspitasari et al. | Effect of Savonius blade height on the performance of a hybrid Darrieus-Savonius wind turbine | |
TWI682098B (zh) | 垂直軸型水力發電裝置、垂直軸型水力發電單元 | |
RU136100U1 (ru) | Комбинированный ветродвигатель | |
Polagye et al. | Micropower from tidal turbines | |
Nugroho et al. | Experimental study on Clark-Y horizontal axis wind turbine with winglet | |
CN101139972B (zh) | 风力发电机电磁式变桨机构 | |
Nishizawa et al. | Yaw behavior of horizontal-axis small wind turbines in an urban area | |
Marie et al. | Experimental and computational comparison between Widnall and E423 shroud designs for an axial wind turbine | |
WO2016030910A4 (en) | Water kinetic energy driven hydro turbine | |
Wei et al. | Performance Research of Counter-rotating Tidal Stream Power Unit | |
Usui et al. | Counter-rotating type tidal stream power unit mounted on a mono-pile | |
Kim et al. | Design of drag-type vertical axis miniature wind turbine using arc shaped blade | |
Anjum et al. | Common vertical axis Savonius-Darrieus wind turbines for low wind speed highway applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131111 |