RU2661225C1 - Шаровой ортогональный энергетический агрегат - Google Patents
Шаровой ортогональный энергетический агрегат Download PDFInfo
- Publication number
- RU2661225C1 RU2661225C1 RU2017126664A RU2017126664A RU2661225C1 RU 2661225 C1 RU2661225 C1 RU 2661225C1 RU 2017126664 A RU2017126664 A RU 2017126664A RU 2017126664 A RU2017126664 A RU 2017126664A RU 2661225 C1 RU2661225 C1 RU 2661225C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- orthogonal
- turbine
- shaft
- blade
- blades
- Prior art date
Links
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
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
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/06—Rotors
- F03D3/061—Rotors characterised by their aerodynamic shape, e.g. aerofoil profiles
-
- 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
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B7/00—Water wheels
-
- 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
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
-
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/30—Wind power
-
- 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
- Y02E10/20—Hydro energy
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области энергетического машиностроения при сооружении электростанций на потоках воды или воздуха. Шаровой ортогональный энергетический агрегат для круглого в поперечном сечении канала содержит ортогональную турбину с изогнутыми вдоль сферической поверхности лопастями, концы которых с каждой стороны закреплены в ступице, и электрогенератор, при этом каждая ступица соединена с валом или со своим концевым полувалом, вал электрогенератора соединен с валом или с полувалом ортогональной турбины, при этом полувалы ортогональной турбины расположены вдоль одной оси вращения, ориентированной поперек потока, набегающего на ортогональную турбину, лопасти выполнены по винтовой линии, концевые участки каждой лопасти имеют в поперечном сечении профиль лопасти активной турбины, средняя часть каждой лопасти выполнена в поперечном сечении с аэродинамическим профилем, а в месте перехода одного профиля лопасти в другой и в центральной части лопасти установлены плоские тонкие выступы, перпендикулярные оси вращения ортогональной турбины. Изобретение направлено на повышение производительности работы шарового ортогонального энергетического агрегата, за счет более эффективного преобразования кинетической энергии потока среды, набегающего на лопасти ортогональной турбины, в механическую энергию вращения вала ортогональной турбины. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано при сооружении электростанций на потоках воды или воздуха.
Известен энергетический агрегат, содержащий ортогональную турбину с лопастями гидродинамического профиля, установленными посредством траверс вокруг вала вдоль него, и электрогенератор, вал которого соединен с валом ортогональной турбины, а вал турбины и лопасти ориентированы поперек потока воздуха, набегающего на ортогональную турбину (см. патент RU №2362043, кл. F03D 3/06, опубл. 20.07.2009).
Однако конструкция данного энергетического генератора предполагает использование вспомогательного энергетического оборудования для выработки электроэнергии в случае отсутствия потока или его незначительного напора.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является шаровой ортогональный энергетический агрегат для круглого в поперечном сечении канала, содержащий ортогональную турбину с изогнутыми вдоль сферической поверхности лопастями, концы которых с каждой стороны закреплены в ступице, и электрогенератор (см. патент US №4012163, кл. F03D 7/06, опубл. 15.03.1977).
Однако описанная выше конструкция турбины не позволяет обеспечить высокую энергетическую эффективность, что связано с тем, что не в полной мере используется энергия набегающего на лопасти ортогональной турбины потока, что связано с разной линейной скоростью перемещения концевых и среднего участков лопастей относительно набегающего на них потока среды.
Технической проблемой, на решение которой направлено настоящее изобретение, является устранение указанных выше недостатков.
Технический результат заключается в том, что достигается повышение производительности работы шарового ортогонального энергетического агрегата, за счет более эффективного преобразования кинетической энергии потока среды, набегающего на лопасти ортогональной турбины в механическую энергию вращения вала ортогональной турбины.
Указанная техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что шаровой ортогональный энергетический агрегат для круглого в поперечном сечении канала содержит ортогональную турбину с изогнутыми вдоль сферической поверхности лопастями, концы которых с каждой стороны закреплены в ступице, и электрогенератор, при этом каждая ступица соединена с валом или со своим концевым полувалом, вал электрогенератора соединен с валом или с полувалом ортогональной турбины, при этом полувалы ортогональной турбины расположены вдоль одной оси вращения, ориентированной поперек потока, набегающего на ортогональную турбину, лопасти выполнены по винтовой линии, концевые участки каждой лопасти имеют в поперечном сечении профиль лопасти активной турбины, средняя часть каждой лопасти выполнена в поперечном сечении с аэродинамическим профилем, а в месте перехода одного профиля лопасти в другой и в центральной части лопасти установлены плоские тонкие выступы, перпендикулярные оси вращения ортогональной турбины.
В ходе проведенного анализа работы лопастей турбины, предназначенной для работы в проточной части с круглым поперечным сечение, например, установленной в трубе и имеющей лопасти, изогнутые вдоль сферической поверхности, установлено, что целесообразно выполнять лопасти, у которых поперечное сечение лопасти имеет разную форму по длине лопасти. На участке, примыкающем к оси потока - там, где линейная скорость лопасти больше местной скорости потока, поперечный профиль лопасти должен иметь хорошо обтекаемую форму с максимальным аэродинамическим качеством, а в зоне, близкой к стенкам трубы, опорным узлам и оси вращения турбины, где линейная скорость лопасти становится меньше местной скорости потока, профиль лопасти принимает форму, характерную для тихоходных турбин, в первую очередь активных турбин, в частности ковшевых турбин, форма лопасти которых напоминает форму вытянутой чаши. Принимая во внимание различный профиль лопастей турбины на среднем и концевых участках, участки поверхности лопастей разделены плоскими тонкими выступами, перпендикулярными оси вращения ортогональной турбины, препятствующими перетеканию набегающей на лопасти ортогональной турбины среды, в частности жидкости или газообразной среды, по поверхности лопасти в направлениях, параллельных оси вращения ортогональной турбины. В результате достигается повышение производительности работы шарового ортогонального энергетического агрегата, за счет более эффективного преобразования кинетической энергии потока среды, набегающего на лопасти ортогональной турбины, в механическую энергию вращения вала ортогональной турбины, а соответственно, увеличение количества вырабатываемой электрогенератором электрической энергии.
Выполнение шарового ортогонального энергетического агрегата с двумя полувалами позволяет при работе дополнительно снизить гидравлические потери энергии потока, набегающего на ортогональную турбину.
На фиг. 1 представлена фотография шарового ортогонального энергетического агрегата с вырезом части стенки трубы, в которой установлена ортогональная турбина.
На фиг. 2 схематически представлено сечение ортогональной турбины в средней части лопастей.
На фиг. 3 схематически представлено ортогональной турбины в зоне концевых участков лопастей.
Шаровой ортогональный энергетический агрегат для круглого в поперечном сечении канала содержит ортогональную турбину 1 с изогнутыми вдоль сферической поверхности лопастями 2, концы которых с каждой стороны закреплены в ступице 3, и электрогенератор (не показан).
Каждая ступица 3 соединена с валом (на показан) или со своим концевым полувалом 4.
Вал электрогенератора соединен с валом или с полувалом 4 ортогональной турбины 1, при этом полувалы 4 ортогональной турбины расположены вдоль одной оси 5 вращения, ориентированной поперек потока, набегающего на ортогональную турбину 1.
Лопасти 2 выполнены по винтовой линии. Концевые участки каждой лопасти 2 имеют в поперечном сечении профиль лопасти активной турбины, средняя часть каждой лопасти 2 выполнена в поперечном сечении с аэродинамическим профилем, а в месте перехода одного профиля лопасти 2 в другой и в центральной части лопасти 2 установлены плоские тонкие выступы 6, перпендикулярные оси вращения 5 ортогональной турбины 1.
Шаровой ортогональный энергетический агрегат работает следующим образом.
Под действием набегающего на лопасти 2 ортогональной турбины 1 потока среды, например потока воды, лопасти 2 начинают вращаться. В результате вращения лопастей 2 ортогональной турбины 1 ее вращение передается валу или полувалам 4 и по крайней мере от одного из полувалов 4 к валу электрогенератора (не показан) и последний начинает вырабатывать электрическую энергию, которая по кабелю (не показан) передается от электрогенератора потребителю.
Настоящее изобретение может быть использовано для создания экологически чистых энергоустановок.
Claims (1)
- Шаровой ортогональный энергетический агрегат для круглого в поперечном сечении канала, содержащий ортогональную турбину с изогнутыми вдоль сферической поверхности лопастями, концы которых с каждой стороны закреплены в ступице, и электрогенератор, отличающийся тем, что каждая ступица соединена с валом или со своим концевым полувалом, вал электрогенератора соединен с валом или с полувалом ортогональной турбины, при этом полувалы ортогональной турбины расположены вдоль одной оси вращения, ориентированной поперек потока, набегающего на ортогональную турбину, лопасти выполнены по винтовой линии, концевые участки каждой лопасти имеют в поперечном сечении профиль лопасти активной турбины, средняя часть каждой лопасти выполнена в поперечном сечении с аэродинамическим профилем, а в месте перехода одного профиля лопасти в другой и в центральной части лопасти установлены плоские тонкие выступы, перпендикулярные оси вращения ортогональной турбины.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017126664A RU2661225C1 (ru) | 2017-07-26 | 2017-07-26 | Шаровой ортогональный энергетический агрегат |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017126664A RU2661225C1 (ru) | 2017-07-26 | 2017-07-26 | Шаровой ортогональный энергетический агрегат |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2661225C1 true RU2661225C1 (ru) | 2018-07-13 |
Family
ID=62917127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017126664A RU2661225C1 (ru) | 2017-07-26 | 2017-07-26 | Шаровой ортогональный энергетический агрегат |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2661225C1 (ru) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU3205A1 (ru) * | 1925-11-23 | 1927-06-30 | С.Ф. Архипов | Ветро-вод ной двигатель |
| US4012163A (en) * | 1975-09-08 | 1977-03-15 | Franklin W. Baumgartner | Wind driven power generator |
| KR20080046773A (ko) * | 2006-11-23 | 2008-05-28 | 현대중공업 주식회사 | 헬리컬 터빈 |
| EP2318706B1 (en) * | 2008-08-27 | 2014-04-16 | Bri Toinne Teoranta | A turbine and a rotor for a turbine |
| US20140234120A1 (en) * | 2013-02-19 | 2014-08-21 | Technology Of Natural Providence, Inc | Blade, Wind Turbine and Wind Power Generating System |
| RU2526604C2 (ru) * | 2009-04-07 | 2014-08-27 | Лусид Энерджи, Инк. | Гидроэлектрическая энергосистема и турбина в трубе |
| GB2526605A (en) * | 2014-05-29 | 2015-12-02 | Colin Kilgannon | A vertical axis turbine |
-
2017
- 2017-07-26 RU RU2017126664A patent/RU2661225C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU3205A1 (ru) * | 1925-11-23 | 1927-06-30 | С.Ф. Архипов | Ветро-вод ной двигатель |
| US4012163A (en) * | 1975-09-08 | 1977-03-15 | Franklin W. Baumgartner | Wind driven power generator |
| KR20080046773A (ko) * | 2006-11-23 | 2008-05-28 | 현대중공업 주식회사 | 헬리컬 터빈 |
| EP2318706B1 (en) * | 2008-08-27 | 2014-04-16 | Bri Toinne Teoranta | A turbine and a rotor for a turbine |
| RU2526604C2 (ru) * | 2009-04-07 | 2014-08-27 | Лусид Энерджи, Инк. | Гидроэлектрическая энергосистема и турбина в трубе |
| US20140234120A1 (en) * | 2013-02-19 | 2014-08-21 | Technology Of Natural Providence, Inc | Blade, Wind Turbine and Wind Power Generating System |
| GB2526605A (en) * | 2014-05-29 | 2015-12-02 | Colin Kilgannon | A vertical axis turbine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101179277B1 (ko) | 나셀 펜스를 갖는 풍력발전기 | |
| Okuhara et al. | Wells turbine for wave energy conversion | |
| US20130177424A1 (en) | Screw turbine and method of power generation | |
| RU2391554C1 (ru) | Низконапорная ортогональная турбина | |
| JP6168269B2 (ja) | 流体機械および流体プラント | |
| JP6954739B2 (ja) | 発電機用のロータ | |
| KR20160092420A (ko) | 소수력 발전장치 | |
| KR101035321B1 (ko) | 풍과 수력을 이용한 전기 발전장치 | |
| RU2661225C1 (ru) | Шаровой ортогональный энергетический агрегат | |
| Shahsavarifard et al. | Performance gain of a horizontal axis hydrokinetic turbine using shroud | |
| KR102055997B1 (ko) | 수평축 풍력발전장치 | |
| RU136100U1 (ru) | Комбинированный ветродвигатель | |
| KR101851102B1 (ko) | 전기 자동차에 장착되는 양력을 이용한 풍력 발전 장치 | |
| Sahim et al. | Performance of combined water turbine Darrieus-Savonius with two stage Savonius buckets and single deflector | |
| Nishi et al. | Study on performance improvement of an axial flow hydraulic turbine with a collection device | |
| GB2530048A (en) | A self-rectifying turbine | |
| RU2661221C1 (ru) | Ортогональный энергетический агрегат двойного действия | |
| RU172055U1 (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
| KR20110036840A (ko) | 파동 에너지 활용 장치 및 방법 | |
| RU105949U1 (ru) | Свободнопоточная микрогидроэлектростанция | |
| WO2016030910A4 (en) | Water kinetic energy driven hydro turbine | |
| KR100812136B1 (ko) | 발전기용 터빈 | |
| RU83545U1 (ru) | Низконапорная ортогональная турбина | |
| RU155053U1 (ru) | Линия гирляндной гидроэлектростанции с турбинами поплавкового типа | |
| KR20130068038A (ko) | 블레이드에 홀을 형성한 풍력발전기 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190727 |