RU2488019C1 - Ветротурбинная установка - Google Patents
Ветротурбинная установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2488019C1 RU2488019C1 RU2011149188/06A RU2011149188A RU2488019C1 RU 2488019 C1 RU2488019 C1 RU 2488019C1 RU 2011149188/06 A RU2011149188/06 A RU 2011149188/06A RU 2011149188 A RU2011149188 A RU 2011149188A RU 2488019 C1 RU2488019 C1 RU 2488019C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- stator
- base
- conical part
- blades
- 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
-
- 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
Abstract
Изобретение относится к ветряным двигателям. Ветротурбинная установка имеет в своем составе статор 1 с верхним и нижним основаниями 2, 3, соединенными между собой вертикальными направляющими лопастями 4, ориентированными внутрь. В статоре 1 размещен ротор 5, снабженный продольными лопатками 6. Ротор 5 выполнен в виде полого сужающегося вверх конуса. Лопатки 6 ротора 5 установлены на его наружной поверхности и ориентированы под углом к оси симметрии ротора 5. Во внутренней полости ротора 5 установлены пластинчатые крестовины, соединяющие ротор 5 с верхней и нижней полуосями вращения. Нижнее основание 3 статора 1 выполнено с обеспечением возможности поступления воздуха внутрь ротора 5. Верхнее основание 2 статора 1 имеет коническую часть, направленную и сужающуюся в сторону нижнего основания 3, и имеет осевое отверстие, диаметр которого больше, чем верхний диаметр конуса ротора 5, с образованием кольцевого зазора между ними. На верхней полуоси ротора 5, выходящей внутрь конической части верхнего основания 2 статора 1, установлена дополнительная крыльчатка 15. Нижняя полуось ротора 5 установлена на нижнем основании 3 статора 1. Верхняя полуось соединена с верхним основанием 2 при помощи радиальных ребер, установленных внутри конической части верхнего основания 2. Изобретение направлено на повышение эффективности ветротурбинной установки. 5 ил.
Description
Изобретение относится к энергетике, а именно к ветряным двигателям, и может быть использовано в качестве автономного источника энергии.
Известна ветротурбинная установка, содержащая ротор, размещенный вертикально с возможностью вращения внутри корпуса и снабженный лопатками [патент DE №3636248, МКИ F03D 9/00, 1988 г.]. В известной установке ветротурбина установлена в трубе и работает в восходящем потоке воздуха, используя эффект самотяги.
В качестве прототипа выбрана ветротурбинная установка [патент RU №2286477, F03D 1/02 27.10.2006]. Установка содержит ротор, размещенный внутри неподвижного корпуса (статора) с возможностью вращения в нем. Ротор состоит из вала, на котором установлены вертикально по окружности на заданном расстоянии от центра турбинные лопатки радиального типа, которые соединяются с валом ротора посредством кронштейнов (крестовин). Статор выполнен в виде направляющего аппарата, состоящего из вертикально расположенных направляющих лопастей, которые установлены под острым углом внешней кромке турбинных лопаток радиального типа, которые образуют внешние ветровые проточные каналы, расположенные по касательной к внутренней окружности установки. Нижняя часть ротора выполнена в виде осевой турбины. На валу установлены рабочие лопатки осевого типа, которые предназначены для работы в потоке воздуха, выходящем из направляющих лопаток. Дополнительные направляющие лопатки установлены в нижней части корпуса и расположены радиально внутри обечайки. Нижний конец ротора оперт на обтекатель, который жестко скреплен с концами лопаток направляющего аппарата. Верхняя часть обечайки скреплена с корпусом, а нижняя - оперта на верхней части полого корпуса (трубе самотяги), на котором установлен конфузор. В нижней части полого корпуса выполнены воздухоподводящие окна.
Устройство-прототип при работе использует энергию горизонтальных потоков ветра, а также энергию восходящих потоков, возникающих в полом корпусе с конфузором. Однако в конструкции восходящие потоки не подхватываются горизонтальными, а частично перекрывают их и тормозят. Хаотичное неуправляемое смешивание двух практически перпендикулярных потоков приводит к образованию значительной неуправляемой турбулентности в верхней зоне, а, следовательно, к снижению эффективности установки. Это «противодействие» тем больше, чем больше напор ветровых горизонтальных потоков.
Задача, решаемая изобретением - повышение эффективности ветротурбинной установки.
Достигаемый технический результат - организация внутри ротора восходящего вихревого потока, обладающего эжектирующим эффектом при одновременном перенаправлении внутри установки горизонтальных ветровых потоков в вертикальный поток с эффектом закручивания, то есть организация дополнительной эжекции.
Поставленная задача решается тем, что в ветротурбинной установке, имеющей в своем составе статор с верхним и нижним основаниями, соединенными между собой вертикальными направляющими лопастями, ориентированными внутрь, имеющей также размещенный в статоре ротор, снабженный продольно ориентированными лопатками, новым, согласно изобретению, является то, что ротор выполнен в виде полого сужающегося вверх конуса, лопатки ротора установлены на его наружной поверхности и ориентированы под углом к оси симметрии ротора. Во внутренней полости ротора установлены пластинчатые крестовины, соединяющие ротор с верхней и нижней полуосями вращения, нижнее основание статора выполнено с обеспечением возможности поступления воздуха внутрь ротора, верхнее основание статора имеет коническую часть, направленную и сужающуюся в сторону нижнего основания, и имеет осевое отверстие, диаметр которого больше, чем верхний диаметр конуса ротора, с образованием кольцевого зазора между ними. На верхней полуоси ротора, выходящей внутрь конической части верхнего основания статора, установлена дополнительная крыльчатка, при этом нижняя полуось ротора, установлена на нижнем основании статора, а верхняя полуось соединена с верхним основанием при помощи радиальных ребер, установленных внутри конической части верхнего основания.
Предпочтительным является вариант реализации, когда нижнее основание статора выполнено в форме диска с приосевым куполообразным выступом, частично заглубленным в полость ротора с образованием нижнего конфузора, на куполообразном выступе закреплены лопатки нижнего конфузора.
Предпочтительно выполнение пластин крестовин в форме лопастей.
Каждая лопатка ротора в верхней части может иметь консольную часть, которая огибает наружную поверхность конической части верхнего основания статора. Для того, чтобы лучше продемонстрировать отличительные особенности изобретения, в качестве примера, не имеющего какого-либо ограничительного характера, ниже описан предпочтительный вариант реализации.
Пример реализации иллюстрируется Фигурами чертежей, на которых представлено:
Фиг.1 - ветротурбинная установка - изометрия, Фиг.2 - вид сверху, Фиг.3 - продольное осевое сечение, Фиг.4 - фронтальный вид, Фиг.5 - поперечное сечение (А-А на Фиг.4).
Ветротурбинная установка имеет неподвижный корпус - статор 1 с верхним основанием 2 и нижним основанием 3. Основания 2, 3 соединены между собой вертикальными направляющими лопастями 4, ориентированными внутрь, а точнее по касательной к ротору 5, размещенному внутри статора 1 и имеющему общую с ним ось симметрии. Ротор 5 выполнен в виде полого сужающегося вверх конуса. На наружной поверхности ротора 5 установлены продольные лопатки 6 (в контексте данной заявки термин «продольные» означает, что каждая лопатка 6 идет, как минимум, по всей длине конуса ротора). Лопатки 6 ориентированы под углом к оси симметрии ротора. Во внутренней полости ротора установлены пластинчатые крестовины 7 и 8, соединяющие ротор 5 с верхней и нижней полуосями вращения, соответственно 9 и 10. Пластины крестовин имеют криволинейную форму - форму лопастей.
Нижнее основание 3 статора выполнено с обеспечением возможности поступления воздуха снизу внутрь ротора 5. Для этого в нижнем основании 3 может быть выполнено осевое отверстие, или основание 3 может быть выполнено в виде диска, но при этом ротор установлен над ним с зазором (на фигурах не показано). Предпочтительным вариантом является, когда нижнее основание статора выполнено в форме диска с приосевым куполообразным выступом 11, частично заглубленным в полость ротора с образованием нижнего конфузора 12 - сужающегося щелевого кольцевого зазора. На куполообразном выступе 11 закреплены лопатки 13 нижнего конфузора. В этом варианте исполнения нижняя полуось 10 ротора установлена на вершине куполообразного выступа 11.
Верхнее основание 2 статора выполнено в форме диффузора и имеет коническую часть 14, направленную и сужающуюся в сторону нижнего основания 3, и имеет осевое отверстие, диаметр которого больше, чем верхний диаметр конуса ротора, с образованием кольцевого зазора между ними. На верхней полуоси 9 ротора 5, входящей внутрь конической части 14 верхнего основания статора, установлена дополнительная крыльчатка 15, а верхняя полуось 9 соединена с конической частью (с верхним основанием) при помощи радиальных ребер 16, которые также имеют криволинейную форму, такую, чтобы минимизировать аэродинамическое сопротивление восходящему потоку воздуха.
Лопатки 6 ротора могут выступать по высоте за пределы ротора, то есть иметь консольную (не закрепленную на роторе) часть 17, которая располагается снаружи от конической части 14 и огибает наружную поверхность конической части верхнего основания статора.
Генератор (на фигуре не показан) закреплен на нижней полуоси 10 ротора внутри купола, его легко монтировать и обслуживать.
Ветротурбинная установка работает следующим образом.
Направляющие лопасти 4 статора направляют набегающий ветровой поток на лопатки 6 ротора, ориентированные под углом к конусу ротора, то есть «перенаправляют» лобовой воздушный поток к активным лопаткам ротора, при этом лопасти статора экранируют лопатки, встречные потоку, уменьшая возможное противодействие. Это приводит ротор во вращение.
При этом часть воздушного потока через нижний конфузор 12, закручиваясь с помощью лопаток 13, попадает во внутреннюю коническую полость ротора и далее через кольцевой зазор попадает в коническую часть 14 статора, и отдает энергию восходящего вихревого потока верхней крыльчатке 15. Создаваемый дополнительный перепад давления (дополнительный подсос) увеличивает вращательный момент. Крестовины 7 и 8, имеющие форму лопастей, еще больше увеличивают эффект.
Таким образом, в конструкции реализуются два вихревых восходящих потока один - на поверхности ротора, другой - внутри него. Один вихрь подхватывает и дополнительно подкручивает второй. Это приводит к увеличению крутящего момента ветроустановки в целом. В создании и поэтапном усилении вихревых потоков участвует ряд последовательно установленных лопастей, что позволяет постепенно наращивать эффект. Верхняя крыльчатка воспринимает нагрузку обоих вихревых потоков.
Снабжение лопаток 6 ротора консольной частью 17 позволяет увеличить ее активную поверхность.
Claims (1)
- Ветротурбинная установка, имеющая в своем составе статор с верхним и нижним основаниями, соединенными между собой вертикальными направляющими лопастями, ориентированными внутрь, в статоре размещен ротор, снабженный продольными лопатками, отличающаяся тем, что ротор выполнен в виде полого сужающегося вверх конуса, лопатки ротора установлены на его наружной поверхности и ориентированы под углом к оси симметрии ротора, во внутренней полости ротора установлены пластинчатые крестовины, соединяющие ротор с верхней и нижней полуосями вращения, нижнее основание статора выполнено с обеспечением возможности поступления воздуха внутрь ротора, верхнее основание статора имеет коническую часть, направленную и сужающуюся в сторону нижнего основания, и имеет осевое отверстие, диаметр которого больше, чем верхний диаметр конуса ротора, с образованием кольцевого зазора между ними, на верхней полуоси ротора, выходящей внутрь конической части верхнего основания статора, установлена дополнительная крыльчатка, при этом нижняя полуось ротора установлена на нижнем основании статора, а верхняя полуось соединена с верхним основанием при помощи радиальных ребер, установленных внутри конической части верхнего основания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011149188/06A RU2488019C1 (ru) | 2011-11-29 | 2011-11-29 | Ветротурбинная установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011149188/06A RU2488019C1 (ru) | 2011-11-29 | 2011-11-29 | Ветротурбинная установка |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2011149188A RU2011149188A (ru) | 2013-06-10 |
RU2488019C1 true RU2488019C1 (ru) | 2013-07-20 |
Family
ID=48784506
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011149188/06A RU2488019C1 (ru) | 2011-11-29 | 2011-11-29 | Ветротурбинная установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2488019C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112017004377T5 (de) | 2016-11-09 | 2019-05-16 | Artem Sergeevich Belozerov | Windturbinenanlage |
WO2021125994A1 (ru) | 2019-12-16 | 2021-06-24 | Анатолий Викторович ЛЕОШКО | Ветротурбина с вертикальной осью вращения ротора |
RU2787430C1 (ru) * | 2019-12-16 | 2023-01-09 | Анатолий Викторович Леошко | Ветротурбина с вертикальной осью вращения ротора |
WO2023139466A1 (en) * | 2022-01-24 | 2023-07-27 | Rithema S.R.L.S. | Vertical-axis wind turbine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU408049A1 (ru) * | 1971-07-29 | 1973-12-10 | Всесоюзный научно исследовательскпй институт охраны труда ВЦСПС Тбилиси | Ветродвигатель |
RU2191287C2 (ru) * | 2000-01-10 | 2002-10-20 | Чижиков Александр Арсентьевич | Ветроустановка |
RU2286477C2 (ru) * | 2004-11-23 | 2006-10-27 | Дальневосточный государственный технический университет | Ветротурбинная установка |
AU2010249162A1 (en) * | 2009-12-15 | 2011-06-30 | Dusek, Josef Tomas | Vertical axis wind turbine utilising vortex generators |
-
2011
- 2011-11-29 RU RU2011149188/06A patent/RU2488019C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU408049A1 (ru) * | 1971-07-29 | 1973-12-10 | Всесоюзный научно исследовательскпй институт охраны труда ВЦСПС Тбилиси | Ветродвигатель |
RU2191287C2 (ru) * | 2000-01-10 | 2002-10-20 | Чижиков Александр Арсентьевич | Ветроустановка |
RU2286477C2 (ru) * | 2004-11-23 | 2006-10-27 | Дальневосточный государственный технический университет | Ветротурбинная установка |
AU2010249162A1 (en) * | 2009-12-15 | 2011-06-30 | Dusek, Josef Tomas | Vertical axis wind turbine utilising vortex generators |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112017004377T5 (de) | 2016-11-09 | 2019-05-16 | Artem Sergeevich Belozerov | Windturbinenanlage |
DE112017004377B4 (de) | 2016-11-09 | 2022-09-08 | Artem Sergeevich Belozerov | Windturbinenanlage |
WO2021125994A1 (ru) | 2019-12-16 | 2021-06-24 | Анатолий Викторович ЛЕОШКО | Ветротурбина с вертикальной осью вращения ротора |
RU2787430C1 (ru) * | 2019-12-16 | 2023-01-09 | Анатолий Викторович Леошко | Ветротурбина с вертикальной осью вращения ротора |
US20230008558A1 (en) * | 2019-12-16 | 2023-01-12 | Anatolij Viktorovich Leoshko | Vertical-axis wind turbine |
EP4080040A4 (en) * | 2019-12-16 | 2023-09-13 | Leoshko, Anatolij Viktorovich | WIND TURBINE WITH VERTICAL AXIS OF ROTOR ROTATION |
WO2023139466A1 (en) * | 2022-01-24 | 2023-07-27 | Rithema S.R.L.S. | Vertical-axis wind turbine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2011149188A (ru) | 2013-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5289770B2 (ja) | 全方向風力タービン | |
US8657572B2 (en) | Nacelle configurations for a shrouded wind turbine | |
US8262338B2 (en) | Vertical axis dual vortex downwind inward flow impulse wind turbine | |
CN101443546B (zh) | 风力涡轮机和风力设备 | |
US9593666B2 (en) | Wind turbine with channels and roof air exhaust | |
JP2008528846A (ja) | マルチタービン空気流増幅発生装置 | |
KR101663597B1 (ko) | 확산관을 이용한 고효율 풍력발전기 | |
WO2009154604A1 (en) | Vertical axis dual vortex downwind inward flow impulse wind turbine | |
RU2488019C1 (ru) | Ветротурбинная установка | |
AU2010254817A1 (en) | Nacelle configurations for a shrouded wind turbine | |
WO2013043774A1 (en) | High efficiency wind turbine having increased laminar airflow | |
CN106194591B (zh) | 捕能式风力发电机组 | |
KR101336280B1 (ko) | 집풍식 풍력 터빈 발전기 | |
RU117522U1 (ru) | Ветротурбинная установка | |
RU132141U1 (ru) | Ветроэлектростанция | |
JP3173171U (ja) | 風力発電装置 | |
US20230008558A1 (en) | Vertical-axis wind turbine | |
US20170306925A1 (en) | Three-vane double rotor for vertical axis turbine | |
RU2638120C1 (ru) | Ветротурбинная установка | |
WO2018055636A1 (en) | Venturi actuated vertical axis wind turbine with improved rotor wings | |
EP3265671B1 (en) | Wind power system | |
RU2787430C1 (ru) | Ветротурбина с вертикальной осью вращения ротора | |
WO2009154594A1 (en) | Vertical axis dual vortex downwind inward flow impulse wind turbine | |
WO2017081496A1 (en) | Kionas wind turbine | |
US20110204648A1 (en) | Windmill with blades with passageways from hub to tip |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201130 |