RU2501975C1 - Diffuser wind-driven power plant with low noise level - Google Patents

Diffuser wind-driven power plant with low noise level Download PDF

Info

Publication number
RU2501975C1
RU2501975C1 RU2012120879/06A RU2012120879A RU2501975C1 RU 2501975 C1 RU2501975 C1 RU 2501975C1 RU 2012120879/06 A RU2012120879/06 A RU 2012120879/06A RU 2012120879 A RU2012120879 A RU 2012120879A RU 2501975 C1 RU2501975 C1 RU 2501975C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wind turbine
accelerator
diffuser
fixed
blades
Prior art date
Application number
RU2012120879/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012120879A (en
Inventor
Александр Юрьевич Онин
Виктор Владимирович Митрофович
Лев Алексеевич Маслов
Александр Евгеньевич Усачов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ВЭС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ВЭС" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ВЭС"
Priority to RU2012120879/06A priority Critical patent/RU2501975C1/en
Priority to PCT/RU2012/001034 priority patent/WO2013176570A1/en
Publication of RU2012120879A publication Critical patent/RU2012120879A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2501975C1 publication Critical patent/RU2501975C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/02—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor  having a plurality of rotors
    • F03D1/025—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor  having a plurality of rotors coaxially arranged
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/10—Stators
    • F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
    • F05B2240/133—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines with a convergent-divergent guiding structure, e.g. a Venturi conduit
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: wind-driven power plant with low noise level comprises front and rear fairings fixed on the axis, a rotor located between them in the form of a bushing with blades of the main wind turbine and a circular diffuser accelerator. The circular diffuser accelerator is fixed on fairings by means of fixed stands and blades of a guide vane. Downstream the main wind turbine in direction of the flow there is at least one additional wind turbine. The additional wind turbine is located inside a circular shell, the diameter of which is less than the inner diameter of the circular diffuser accelerator. Blades of the additional wind turbine are fixed on the bushing of the rotor of the main wind turbine. The circular diffuser accelerator is made in the form of three circular wings arranged along the axis one after another and having serially increasing diameters.
EFFECT: invention makes it possible to reduce noise level.

Description

Изобретение относится к области энергетики, а именно к осевым ветроэнергетическим установкам и может быть использована в промышленности, сельском хозяйстве, энергоснабжении жилых зданий и т.п. Установка относится в ветроустановкам с ускорителями потока, в частности с диффузорными ускорителями.The invention relates to the field of energy, namely to axial wind power plants and can be used in industry, agriculture, energy supply of residential buildings, etc. The installation relates to wind turbines with flow accelerators, in particular with diffuser accelerators.

Известна ветроэнергетическая установка, содержащая неподвижно закрепленные на оси передний и задний обтекатели, расположенный между ними ротор в виде втулки с лопатками основной ветротурбины и кольцевой диффузорный ускоритель, зафиксированный на обтекателях посредством неподвижных стоек и лопаток направляющего аппарата (см. патент RU 2331791, кл. F03D 1/04, опубл. 20.08.2008). Недостатком известного устройства является интенсивное акустическое воздействие на окружающую среду.A wind power installation is known, comprising front and rear fairings fixedly mounted on an axis, a rotor located between them in the form of a sleeve with blades of the main wind turbine and an annular diffuser accelerator fixed to the fairings by means of fixed racks and vanes of the guide apparatus (see patent RU 2331791, class F03D 1/04, published on 08.20.2008). A disadvantage of the known device is the intense acoustic impact on the environment.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка. Технический результат заключается в снижении уровня шума. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в ветроэнергетической установке с пониженным уровнем шума, содержащей неподвижно закрепленные на оси передний и задний обтекатели, расположенный между ними ротор в виде втулки с лопатками основной ветротурбины и кольцевой диффузорный ускоритель, зафиксированный на обтекателях посредством неподвижных стоек и лопаток направляющего аппарата, за основной ветротурбиной по направлению потока размещена по крайней мере одна дополнительная ветротурбина, расположенная внутри кольцевой обечайки, диаметр которой меньше внутреннего диаметра кольцевого диффузорного ускорителя. Лопатки дополнительной ветротурбины могут быть закреплены на втулке ротора основной ветротурбины. Кольцевой диффузорный ускоритель может быть выполнен в виде трех кольцевых крыльев, расположенных вдоль оси друг за другом и имеющих последовательно увеличивающиеся диаметры.The objective of the invention is to remedy this drawback. The technical result is to reduce the noise level. The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in a wind power installation with a low noise level, the front and rear fairings are fixedly fixed on the axis, the rotor located between them in the form of a sleeve with the blades of the main wind turbine and an annular diffuser accelerator fixed to the fairings by means of fixed racks and vanes of the guide apparatus, at least one additional wind turbine located behind the main wind turbine in the direction of flow inside the annular shell, the diameter of which is smaller than the inner diameter of the annular diffuser accelerator. The blades of an additional wind turbine can be mounted on the rotor hub of the main wind turbine. The annular diffuser accelerator can be made in the form of three annular wings located along the axis one after another and having successively increasing diameters.

На чертеже представлено продольное сечение предлагаемой ветроэнергетической установки.The drawing shows a longitudinal section of the proposed wind power installation.

Наиболее эффективным способом уменьшения акустической мощности турбины является уменьшение окружной скорости, при которой она обеспечивает необходимые параметры по срабатываемому перепаду давления и расходу воздуха. Однако, при уменьшении окружной скорости увеличивается аэродинамическая нагруженность лопаточных венцов турбины особенно в привтулочной их части (требуются большие углы поворота потока, большие густоты решеток профилей, возникает опасность возникновения отрыва потока). Это приводит к необходимости значительного увеличения диаметра втулки турбины, что существенно уменьшает ометаемую площадь и снижает энергетическую эффективность установки или (если не уменьшать ометаемую площадь турбины) существенно ограничивает нижний предел по окружной скорости.The most effective way to reduce the acoustic power of a turbine is to reduce the peripheral speed at which it provides the necessary parameters for triggered pressure drop and air flow. However, with a decrease in peripheral speed, the aerodynamic loading of the turbine blade crowns increases, especially in the side section of the turbine (large flow angles, large densities of the profile grates are required, and there is a risk of flow separation). This leads to the need for a significant increase in the diameter of the turbine sleeve, which significantly reduces the swept area and reduces the energy efficiency of the installation or (if you do not reduce the swept area of the turbine) significantly limits the lower limit on peripheral speed.

Предлагаемая ветроэнергетическая установка содержит центральное тело, выполненное в виде неподвижно закрепленных на оси 1 переднего обтекателя (кока) 2 и заднего обтекателя 3. На обтекателях 2 и 3 посредством неподвижных стоек 4 и лопаток направляющего аппарата 5 зафиксирован кольцевой диффузорный ускоритель 6 в виде трех кольцевых крыльев, расположенных вдоль оси друг за другом и имеющих последовательно увеличивающиеся диаметры. Между обтекателями 2 и 3 на оси 1 расположен ротор в виде втулки 7 с лопатками основной ветротурбины 8 (диаметр которой практически равен внутреннему диаметру ускорителя 6) и следующей за ней по направлению потока дополнительной ветротурбины 9 меньшего диаметра. Малая ветротурбина 9 расположена внутри неподвижной кольцевой обечайки 10, снабженной спрямляющими лопатками 11. Диаметр обечайки 9 соответствует диаметру ветротурбины 8, т.е. меньше внутреннего диаметра кольцевого диффузорного ускорителя. В случае необходимости, установка может быть снабжена несколькими дополнительными турбинами со своими обечайками уменьшающегося диаметра.The proposed wind power installation contains a central body made in the form of a front fairing (coca) 2 and a rear fairing 3, which are fixedly fixed on the axis 1. On the fairings 2 and 3, an annular diffuser accelerator 6 is fixed in the form of three ring wings through fixed racks 4 and vanes of the guide apparatus 5 located along the axis one after another and having successively increasing diameters. Between the fairings 2 and 3 on the axis 1 there is a rotor in the form of a sleeve 7 with the blades of the main wind turbine 8 (whose diameter is almost equal to the internal diameter of the accelerator 6) and the smaller wind turbine 9 that follows it in the direction of flow. A small wind turbine 9 is located inside a stationary annular shell 10 equipped with straightening blades 11. The diameter of the shell 9 corresponds to the diameter of the wind turbine 8, i.e. smaller than the inner diameter of the annular diffuser accelerator. If necessary, the installation can be equipped with several additional turbines with their shells of decreasing diameter.

Работает установка точно так же, как и подобные ей установки с диффузорным ускорителем.The installation works in the same way as similar installations with a diffuser accelerator.

В предлагаемой установке за счет разделения перепада давления, срабатываемого в привтулочной части, между двумя или несколькими ветротутурбинами разного диаметра существенно снижается их аэродинамическая нагруженность. Это позволяет обеспечить значительное снижение окружной скорости и шума ветроустановки без увеличения диаметра втулки турбины и, соответственно, без ухудшения ее энергетической эффективности и увеличения габаритов.In the proposed installation, due to the separation of the differential pressure that is triggered in the side section between two or more wind turbines of different diameters, their aerodynamic loading is significantly reduced. This allows you to significantly reduce the peripheral speed and noise of the wind turbine without increasing the diameter of the turbine sleeve and, accordingly, without deteriorating its energy efficiency and increasing dimensions.

Claims (3)

1. Ветроэнергетическая установка с пониженным уровнем шума, содержащая неподвижно закрепленные на оси передний и задний обтекатели, расположенный между ними ротор в виде втулки с лопатками основной ветротурбины и кольцевой диффузорный ускоритель, зафиксированный на обтекателях посредством неподвижных стоек и лопаток направляющего аппарата, отличающаяся тем, что за основной ветротурбиной по направлению потока размещена, по крайней мере, одна дополнительная ветротурбина, расположенная внутри кольцевой обечайки, диаметр которой меньше внутреннего диаметра кольцевого диффузорного ускорителя.1. Wind power installation with a reduced noise level, comprising front and rear cowls fixedly mounted on the axis, a rotor located between them in the form of a sleeve with blades of the main wind turbine and an annular diffuser accelerator fixed to the cowls by means of fixed racks and vanes of the guide apparatus, characterized in that at least one additional wind turbine located inside the annular shell, the diameter of which is smaller than the main wind turbine in the direction of flow the inner diameter of the ring diffuser accelerator. 2. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что лопатки дополнительной ветротурбины закреплены на втулке ротора основной ветротурбины.2. The wind power installation according to claim 1, characterized in that the blades of the additional wind turbine are mounted on the rotor hub of the main wind turbine. 3. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что кольцевой диффузорный ускоритель выполнен в виде трех кольцевых крыльев, расположенных вдоль оси друг за другом и имеющих последовательно увеличивающиеся диаметры. 3. The wind power plant according to claim 1, characterized in that the annular diffuser accelerator is made in the form of three annular wings located along the axis one after another and having successively increasing diameters.
RU2012120879/06A 2012-05-22 2012-05-22 Diffuser wind-driven power plant with low noise level RU2501975C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012120879/06A RU2501975C1 (en) 2012-05-22 2012-05-22 Diffuser wind-driven power plant with low noise level
PCT/RU2012/001034 WO2013176570A1 (en) 2012-05-22 2012-12-07 Diffusive wind energy installation with reduced noise level

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012120879/06A RU2501975C1 (en) 2012-05-22 2012-05-22 Diffuser wind-driven power plant with low noise level

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012120879A RU2012120879A (en) 2013-11-27
RU2501975C1 true RU2501975C1 (en) 2013-12-20

Family

ID=49624154

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012120879/06A RU2501975C1 (en) 2012-05-22 2012-05-22 Diffuser wind-driven power plant with low noise level

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2501975C1 (en)
WO (1) WO2013176570A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017213485A1 (en) * 2016-06-07 2017-12-14 JSC "Kazakh-British Technical University" Multi-stage slotted wind turbine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4075500A (en) * 1975-08-13 1978-02-21 Grumman Aerospace Corporation Variable stator, diffuser augmented wind turbine electrical generation system
GB1508752A (en) * 1976-01-29 1978-04-26 Univ Ben Gurion Wind driven energy generating device
RU2186244C1 (en) * 2001-10-19 2002-07-27 Рыбак Михаил Борисович Windmill-electric generating plant
RU2331791C2 (en) * 2006-08-28 2008-08-20 Лев Алексеевич Маслов Wind mill

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4075500A (en) * 1975-08-13 1978-02-21 Grumman Aerospace Corporation Variable stator, diffuser augmented wind turbine electrical generation system
GB1508752A (en) * 1976-01-29 1978-04-26 Univ Ben Gurion Wind driven energy generating device
RU2186244C1 (en) * 2001-10-19 2002-07-27 Рыбак Михаил Борисович Windmill-electric generating plant
RU2331791C2 (en) * 2006-08-28 2008-08-20 Лев Алексеевич Маслов Wind mill

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012120879A (en) 2013-11-27
WO2013176570A1 (en) 2013-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2356335A4 (en) Fluid directing system for turbines
WO2009009701A3 (en) Lateral wind turbine
US10100808B2 (en) Rotor blade extension body and wind turbine
RU2010146502A (en) HYDRO TURBINES WITH MIXERS AND EJECTORS
EP2775119A3 (en) Compressor shroud reverse bleed holes
US20140137533A1 (en) Exhaust gas diffuser for a gas turbine
RU2345245C1 (en) Wind-power generating set
RU2015107382A (en) GAS-TURBINE ENGINE WITH RADIAL DIFFUSER AND SHORTED MIDDLE
EP2853694A3 (en) Steam turbine
EP2592265A3 (en) Power producing spinner for a wind turbine
MY157234A (en) Turbine
RU2013102076A (en) COMPRESSOR AND GAS TURBINE ENGINE WITH OPTIMIZED USEFUL EFFICIENCY
EP2685065A3 (en) A gas turbine engine
EP2762724A3 (en) Ultrasonic sound emitting devices for wind turbines
EP2554793A3 (en) Inter-turbine ducts with guide vanes of a gas turbine engine
WO2012164045A9 (en) Rotor with a curved rotor blade for a wind power plant
RU2014118508A (en) AXIAL TURBO MACHINE AIR TAKE-OFF SYSTEM
WO2013106075A3 (en) Novel systems for increasing efficiency and power output of in-conduit hydroelectric power system and turbine
EP2383442A3 (en) Gas turbine engine
RU2345247C1 (en) Wind-power generating set
GB201210287D0 (en) Vertical axis wind turbine
RU2011146094A (en) CASING DIFFUSER FOR WORKING STEAM (OPTIONS)
RU2501975C1 (en) Diffuser wind-driven power plant with low noise level
RU2345246C1 (en) Wind-power generating set
WO2013070661A3 (en) High efficiency wind turbine including photovoltaic cells

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20140729

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180523

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20201026