RU2551444C2

RU2551444C2 - Wind engine

Info

Publication number: RU2551444C2
Application number: RU2013112321/06A
Authority: RU
Inventors: Василий Силантьевич Петров
Original assignee: Василий Силантьевич Петров
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2013-03-19
Publication date: 2015-05-27
Also published as: RU2013112321A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention can be used for construction of wind-driven power plants with a horizontal rotation axis and an incoming air flow. A wind engine includes a horizontal shaft, a multiblade wheel fixed on it and provided with internal and external shells, between which the main blades of the first power level are located. The number of the main blades of the first power level is equal to diameter of the external shall in metres, and on the inner surface of the external shell there additionally fixed between the main blades are blades of an intermediate power level, which are connected with a locking ring.

EFFECT: use of the invention allows considerably reducing diameter of the wind wheel with a view to installed capacity of the wind-driven power plant.

2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветродвигателям, и может быть использовано для строительства ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения ветроколеса и набегающим воздушным потоком, в основном для выработки электрической энергии.The invention relates to wind energy, in particular to wind engines, and can be used for the construction of wind power plants with a horizontal axis of rotation of the wind wheel and the incoming air flow, mainly for generating electric energy.

Известен ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное колесо (Ветроэнергетика. М. Энергоиздат, 1982, с. 26, рис. 1, 3, a-4). Недостатком данного ветроколеса является то, что в нем практически не используется сила ветра центральной, средней и периферийной зоны.Known wind turbine containing a horizontal shaft mounted on it a multi-blade wheel (Wind Power. M. Energy Publishing, 1982, S. 26, Fig. 1, 3, a-4). The disadvantage of this wind wheel is that it practically does not use the wind power of the central, middle and peripheral zones.

Технической сущностью настоящего изобретения является значительное уменьшение диаметров ветродвигателей и повышение эффективности работы многолопастных ветроколес за счет лучшего использования силы ветра в центральной, средней и периферийной зонах.The technical essence of the present invention is a significant reduction in the diameter of the wind turbines and increase the efficiency of multi-blade wind wheels due to the better use of wind power in the central, middle and peripheral zones.

Настоящая техническая сущность достигается тем, что в ветродвигателе, содержащем горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное ветроколесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены основные лопасти первого уровня, диаметр наружной обечайки в метрах равен количеству основных лопастей, а на внутренней поверхности наружной обечайки между основными лопастями дополнительно закреплены лопасти промежуточного уровня, связанные блокирующим кольцом. На наружной обечайке равномерно расположены лопасти второго уровня в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах.The present technical essence is achieved by the fact that in a wind turbine containing a horizontal shaft mounted on it a multi-blade wind wheel with an inner and outer shells, between which the main blades of the first level are located, the diameter of the outer shell in meters is equal to the number of main blades, and on the inner surface of the outer shell between the main blades are additionally fixed the intermediate level blades connected by a blocking ring. The blades of the second level are equally located on the outer shell in an amount equal to the length of the outer shell in meters.

Приведенные конструктивные изменения многолопастного ветродвигателя с набегающим воздушным потоком по сравнению с существующими позволяют при прочих равных условиях значительно The above structural changes of a multi-blade air-driven wind turbine compared to the existing ones allow, all other things being equal, significantly

уменьшить диаметр ветроколеса в расчете на установленную мощность ветроэнергетической установки.reduce the diameter of the wind wheel based on the installed capacity of the wind power installation.

На фиг. 1 дан вид ветродвигателя спереди.In FIG. 1 is a front view of a wind turbine.

На фиг. 2 показан разрез по А-А.In FIG. 2 shows a section along aa.

На фиг. 3 дана развертка части наружной обечайки с лопастями второго уровня.In FIG. Figure 3 shows a scan of a part of the outer shell with blades of the second level.

На фиг. 4 дана развертка части блокирующего кольца с лопастями первого и промежуточного энергетических уровней.In FIG. 4 shows a scan of a part of the blocking ring with the blades of the first and intermediate energy levels.

Ветродвигатель состоит из многолопастного ветроколеса 1, насаженного на горизонтальный вал 2. На внутренней обечайке 4 ступицы 3 многолопастного колеса 1 с помощью конусного направителя (отбойника) 5 закреплены лопасти 6 первого уровня. При этом диаметр наружной обечайки 7 в метрах равен количеству основных лопастей 6, а ее длина составит $π D_{н}$

. Это условие обеспечивает расстояние между концами смежных лопастей 6 по наружной обечайки 7, равное числу π, т.е. 3,14 м, что позволяет равномерно закрепить между лопастями 6 на внутренней стороне обечайки 7 через каждый метр две лопасти 8 промежуточного уровня (фиг. 4). На наружной стороне обечайки 7 равномерно расположены лопасти 9 второго уровня с помощью ребер жесткости 10 в количестве, равном

π D_{н}

в метрах (фиг. 3).The wind turbine consists of a multi-blade wind wheel 1, mounted on a horizontal shaft 2. On the inner shell 4 of the hub 3 of the multi-blade wheel 1 using the cone guide (chipper) 5 fixed blades 6 of the first level. The diameter of the outer shell 7 in meters is equal to the number of main blades 6, and its length will be

π D_{n}

. This condition provides a distance between the ends of adjacent blades 6 along the outer shell 7, equal to the number π, i.e. 3.14 m, which allows you to evenly fix between the blades 6 on the inner side of the shell 7 through each meter two blades 8 of the intermediate level (Fig. 4). On the outside of the shell 7, the blades 9 of the second level are uniformly located using stiffeners 10 in an amount equal to

π D_{n}

in meters (Fig. 3).

В центральной зоне спереди многолопастного ветроколеса 1 закреплен тороидальный направитель 11 ветрового потока. В средней зоне многолопастного ветроколеса 1 расположено блокирующее кольцо 12, связывающее лопасти 6 и концы лопастей 8 специальными пазами 13 (фиг. 4) для повышения прочности конструкции.In the central zone in front of the multi-blade wind turbine 1, a toroidal guide 11 of the wind flow is fixed. In the middle zone of the multi-blade wind wheel 1 there is a blocking ring 12 connecting the blades 6 and the ends of the blades 8 with special grooves 13 (Fig. 4) to increase the structural strength.

Устройство работает следующим образом. Набегающий воздушный поток к ветродвигателю условно разделяется на три зоны воздействия: центральную, среднюю и периферийную. Воздушный поток центральной зоны с помощью тороидального направителя 11 с увеличенной скоростью отбрасывается на основные лопасти 6 средней зоны. Воздушный поток The device operates as follows. The incoming air flow to the wind turbine is conditionally divided into three zones of influence: central, middle and peripheral. The air flow of the Central zone using a toroidal guide 11 with an increased speed is discarded on the main blades 6 of the middle zone. Air flow

средней зоны одновременно воздействует на лопасти 6 первого энергетического уровня и лопасти 8 промежуточного уровня. Наиболее эффективен воздушный поток периферийной зоны для создания крутящего момента на валу ветродвигателя, поэтому там сосредоточено большое количество лопастей 9 второго уровня с целью значительного повышения коэффициента использования энергии ветра и мощности ветроэнергетической установки.the middle zone simultaneously affects the blades 6 of the first energy level and the blades 8 of the intermediate level. The airflow of the peripheral zone is most effective for creating torque on the shaft of the wind turbine, therefore a large number of second-level blades 9 are concentrated there in order to significantly increase the coefficient of utilization of wind energy and the power of a wind power installation.

Claims

1. A wind turbine containing a horizontal shaft mounted on it with a multi-blade wind wheel with an inner and outer shells, between which the main blades of the first level are located, characterized in that the diameter of the outer shell in meters is equal to the number of main blades, and on the inner surface of the outer shell between the main blades additionally fixed blades of the intermediate level, connected by a blocking ring.

2. The wind turbine according to claim 1, characterized in that the second level blades are evenly located on the outer shell in an amount equal to the length of the outer shell in meters.