RU60148U1 - Ветроэнергетическая установка - Google Patents
Ветроэнергетическая установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU60148U1 RU60148U1 RU2006131141/22U RU2006131141U RU60148U1 RU 60148 U1 RU60148 U1 RU 60148U1 RU 2006131141/22 U RU2006131141/22 U RU 2006131141/22U RU 2006131141 U RU2006131141 U RU 2006131141U RU 60148 U1 RU60148 U1 RU 60148U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind
- accelerator
- diffuser
- electric generator
- central body
- Prior art date
Links
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
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
Abstract
Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) относится к энергетике и служит для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию. ВЭУ предназначена для применения в промышленности, сельском хозяйстве и т.п. Установка принадлежит к типу ветроустановок с ускорителями ветрового потока, в частности, с диффузорными ускорителями.
Ветроэнергетическая установка содержит осесимметричный диффузорный ускоритель, с лопатками направляющего аппарата, имеющими отклоняемый закрылок, радиально закрепленными неподвижно внутри ускорителя в зоне входа, центральное тело, состоящее из неподвижной носовой части с обтекателем, вращающейся средней части, выполненной в виде ротора электрогенератора с лопатками ветроколеса пропеллерного типа, и хвостовой части, при этом она снабжена цилиндрическими обечайками, прикрепленными радиальными стойками к центральному телу с возможностью образования с ним кольцевого зазора, при этом лопатки ветроколеса и направляющего аппарата установлены на обечайках.
Технический результат полезной модели заключается в повышении коэффициента полезного действия ветроэнергетической установки и снижения ее шумности.
Description
Ветроэнергетическая установка (ВЭУ) относится к энергетике и служит для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию. ВЭУ предназначена для применения в промышленности, сельском хозяйстве и т.п. Установка принадлежит к типу ветроустановок с ускорителями ветрового потока, в частности, с диффузорными ускорителями.
Разработки ветроустановок с диффузорными ускорителями ведутся длительное время. Ранние работы этого направления описаны в книге "Ветроэнергетика" под редакцией Д. де Рензо. - М. Энергоатомидат, 1982, с.134-144.
Известна ветроэнергетическая установка, содержащая осесимметричный диффузорный ускоритель, составленный, по меньшей мере, из двух соосно расположенных кольцевых крыльев, осесимметричное центральное тело с ротором электрогенератора, ветроколесо с лопатками и цилиндрическую обечайку. (WO 00/50769 А1, 31.08.2000).
Недостатком указанной известной схемы ветроустановки с диффузорным ускорителем является то, что не при ее разработке не учитывалось влияние отбора мощности ветроколесом на течение в диффузоре.
Известна, выбранная в качестве прототипа, ветроэнергетическая установка, содержащая осесимметричный диффузорный ускоритель, с лопатками направляющего аппарата, имеющими отклоняемый закрылок, радиально закрепленными неподвижно внутри ускорителя в зоне входа, центральное тело, состоящее из неподвижной носовой части с обтекателем, вращающейся средней части, выполненной в виде ротора электрогенератора с лопатками ветроколеса пропеллерного типа, и хвостовой части. (US 4075500 А, (OMAN et al.), 21.02.1978).
Недостатком прототипа является то, что при разработке этой известной схемы ветроустановки с диффузорным ускорителем не предпринималось попыток ликвидации срыва потока с центрального тела при отборе мощности ветроколесом.
Технической задачей полезной модели является минимизация отрывных явлений, как на внутренних стенках диффузора, так и с поверхности центрального тела и учет влияния отбора мощности ветроколесом на течение в диффузоре при разработке схемы ветроэнергетической установки с диффузорным ускорителем.
Технический результат, получаемый от полезной модели, заключается в повышении коэффициента полезного действия ветроэнергетической установки и снижения ее шумности.
Поставленная техническая задача решается и технический результат достигается за счет того, что ветроэнергетическая установка содержит осесимметричный диффузорный ускоритель, с лопатками направляющего аппарата, имеющими отклоняемый закрылок, радиально закрепленными неподвижно внутри ускорителя в зоне входа, центральное тело, состоящее из неподвижной носовой части с обтекателем, вращающейся средней части, выполненной в виде ротора электрогенератора с лопатками ветроколеса пропеллерного типа, и хвостовой части, при этом новым является то, что, она снабжена цилиндрическими обечайками, прикрепленными радиальными стойками к центральному телу с возможностью образования с ним кольцевого зазора, при этом лопатки ветроколеса и направляющего аппарата установлены на обечайках.
Кроме того, диффузорный ускоритель может быть выполнен, по меньшей мере, из трех кольцевых крыльев, расположенных вдоль оси друг за другом, и имеющих последовательно увеличивающиеся диаметры и углы отклонения хорд профилей от осевого направления, при этом переднее крыло имеет наибольшую толщину и хорду. При этом углы между хордами профилей и осью симметрии ускорителя, начиная с переднего, могут составлять соответственно 4°, 15° и 22°.
Неподвижный вал ротора электрогенератора обращенного типа закреплен своей передней частью в носовой части центрального тела.
Хвостовая часть центрального тела, служащая хвостовой опорой вала электрогенератора, может быть выполнена в виде обтекателя оживальной формы, неподвижно соединенного со вторым и/или третьим кольцевым крылом ускорителя радиальными обтекаемыми стойками.
А также, хвостовая часть центрального тела может быть выполнена в виде обтекателя оживальной формы, соединенного с ротором электрогенератора и вращающегося вместе с ним.
При разработке предлагаемой схемы ветроэнергетической установки с диффузорным ускорителем, выполненной при помощи математического моделирования турбулентного течения реального газа, учитывается влияние отбора мощности ветроколесом на течение в диффузоре. На основе перебора множества вариантов найдена форма и оптимальные геометрические соотношения элементов установки при наибольшей энергетической нагруженности ветроколеса. При этом реализация ускорения ветрового потока в плоскости вращения нагруженного ветроколеса удается за счет минимизации отрывных явлений, как на внутренних стенках диффузора, так и с поверхности центрального тела.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
На фиг.1 общий вид ветроэнергетической установки.
На фиг.2 показан продольный разрез установки.
На фиг.3 показано центральное тело установки.
Ветроэнергетическая установка содержит осесимметричный диффузорный ускоритель, составленный из трех кольцевых крыльев 1, 2, 3, расположенных вдоль оси друг за другом, и имеющих последовательно увеличивающиеся диаметры и углы отклонения хорд профилей от осевого направления, при этом переднее крыло 1 имеет наибольшую толщину и хорду и является основной несущей конструкцией. В своей нижней части оно шарнирно крепится к башне 4 установки, причем вертикальная ось шарнира проходит впереди центра
давления ветра на установку в целом. Два следующих кольцевых крыла 2, 3 относительно небольших хорд и последовательно увеличивающихся диаметров играют роль двухзвенного закрылка, придающего потоку в ускорителе необходимую диффузорность.
Переднее крыло 1 снабжено лопатками 5 направляющего аппарата, выполняющими также роль стоек, радиально закрепленных неподвижно внутри крыла 1 в зоне входа. При этом лопатки 5 имеют отклоняемый закрылок 6.
Центральное тело состоит из неподвижной носовой части 7 с обтекателем, вращающейся средней части, выполненной в виде ротора электрогенератора 8 с лопатками 9 ветроколеса пропеллерного типа, и хвостовой части 10.
Ветроэнергетическая установка снабжена цилиндрическими обечайками 11, 12, прикрепленными радиальными стойками 13 к центральному телу с возможностью образования с ним кольцевого зазора, при этом лопатки 9 и 5 соответственно ветроколеса и направляющего аппарата установлены на обечайках 12, 11.
При выполнении дифференциального ускорителя из трех кольцевых крыльев 1, 2 и 3 углы между хордами профилей и осью симметрии ускорителя, начиная с переднего, составляют соответственно 4°, 15° и 22°.
Неподвижный вал 14 электрогенератора 8 обращенного типа закреплен в носовой части 7 центрального тела.
Хвостовая часть 10, служащая хвостовой опорой вала электрогенератора 8, выполнена в виде обтекателя оживальной формы и неподвижно соединена со вторым и/или третьим кольцевым крылом ускорителя дополнительными радиальными обтекаемыми стойками (на чертеже не показаны).
Хвостовая часть 10, выполненная в виде обтекателя оживальной формы, может быть соединена с ротором электрогенератора 8 и вращаться вместе с ним.
Работает заявленная ветроэнергетическая установка точно также как и подобные ей установки с диффузорными ускорителями.
Для реализации щелевого эффекта разрезного крыла в диффузорном ускорителе носики каждого последующего профиля в осевом направлении
смещены вперед относительно хвостика предыдущего профиля на расстояния порядка 5% хорды этого профиля, а радиальные зазоры между поверхностями профилей в местах указанного перекрытия составляют также 5-7% хорды.
Между центральным телом и обечайками 11, 12 организован кольцевой проток воздуха в привтулочном пространстве ветроколеса и направляющего аппарата, минимально загроможденный стойками 13 крепления обечайки к центральному телу, обеспечивающий минимизацию отрывных явлений с поверхности центрального тела.
Лопаточные системы ветроколеса и направляющего аппарата, таким образом, располагаются в кольцевой области между внутренней поверхностью переднего крыла 1 ускорителя и обечайками 11, 12 и профилируются в соответствии с радиальным распределением скоростей, образующемся в этом кольцевом канале.
Разработка таких установок связана с возможностями получения некоторых преимуществ по сравнению с широко распространенными ВЭУ традиционной формы с ветроколесами пропеллерного типа, вращающимися относительно горизонтальной оси в свободном потоке. К этим преимуществам относятся, прежде всего, повышение энергетической эффективности работы ветроколеса в ускорителе по отношению к ветроколесу того же диаметра в свободном потоке, как за счет повышения мощности, так и за счет расширения диапазона рабочих скоростей ветра, а так же снижение экологических нагрузок на окружающую среду, в частности, уровня звукового давления, за счет капотирования вращающихся элементов и применения звукопоглощающих материалов в конструкции ускорителя.
Claims (6)
1. Ветроэнергетическая установка, содержащая осесимметричный диффузорный ускоритель с лопатками направляющего аппарата, имеющими отклоняемый закрылок, радиально закрепленными неподвижно внутри ускорителя в зоне входа, центральное тело, состоящее из неподвижной носовой части с обтекателем, вращающейся средней части, выполненной в виде ротора электрогенератора с лопатками ветроколеса пропеллерного типа, и хвостовой части, отличающаяся тем, что она снабжена цилиндрическими обечайками, прикрепленными радиальными стойками к центральному телу с возможностью образования с ним кольцевого зазора, при этом лопатки ветроколеса и направляющего аппарата установлены на обечайках.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что диффузорный ускоритель выполнен, по меньшей мере, из трех кольцевых крыльев, расположенных вдоль оси друг за другом, и имеющих последовательно увеличивающиеся диаметры и углы отклонения хорд профилей от осевого направления, при этом переднее крыло имеет наибольшую толщину и хорду.
3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что углы между хордами профилей и осью симметрии ускорителя, начиная с переднего, составляют соответственно 4°, 15° и 22°.
4. Установка по п.1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что неподвижный вал электрогенератора обращенного типа закреплен своей передней частью в носовой части центрального тела.
5. Установка по п.2 или 3, отличающаяся тем, что хвостовая часть, служащая хвостовой опорой вала электрогенератора, выполнена в виде обтекателя оживальной формы, неподвижно соединенного со вторым и/или третьим кольцевым крылом ускорителя дополнительными радиальными обтекаемыми стойками.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006131141/22U RU60148U1 (ru) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | Ветроэнергетическая установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006131141/22U RU60148U1 (ru) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | Ветроэнергетическая установка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU60148U1 true RU60148U1 (ru) | 2007-01-10 |
Family
ID=37761719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006131141/22U RU60148U1 (ru) | 2006-08-30 | 2006-08-30 | Ветроэнергетическая установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU60148U1 (ru) |
-
2006
- 2006-08-30 RU RU2006131141/22U patent/RU60148U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2859780C (en) | Airfoils and corresponding fabricating method | |
US10202865B2 (en) | Unducted thrust producing system | |
US9102397B2 (en) | Airfoils including tip profile for noise reduction and method for fabricating same | |
US4781523A (en) | Fluid energy turbine | |
US4143992A (en) | Wind operated power generator | |
US11300003B2 (en) | Unducted thrust producing system | |
EP2492484B1 (en) | Propfan engine | |
US9017037B2 (en) | Rotor with flattened exit pressure profile | |
KR20140040713A (ko) | 디퓨저 부착형 풍력 터빈 | |
CN106996336A (zh) | 用于飞机的尾发动机 | |
US9776710B2 (en) | Wingtip vortex drag reduction method using backwash convergence | |
EP2368033A1 (en) | Annular multi-rotor double-walled turbine | |
CN101680422A (zh) | 具有混合器和喷射器的风力涡轮机 | |
KR20140040714A (ko) | 디퓨저 부착형 풍력 터빈 | |
US10106265B2 (en) | Stabilizer assembly for an aircraft AFT engine | |
US20110274533A1 (en) | Fluid turbine with moveable fluid control member | |
CN107719645B (zh) | 用于飞行器后风扇的入口组件 | |
RU2331791C2 (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
US20150300183A1 (en) | Fluid Turbine With Turbine Shroud And Ejector Shroud Coupled With High Thrust-Coefficient Rotor | |
CN107076185A (zh) | 流体重新引导结构 | |
WO2000050769A1 (en) | Diffuser for a wind turbine | |
RU60148U1 (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
KR20110093991A (ko) | 믹서와 이젝터를 구비한 터빈 | |
DE102019007452B3 (de) | Bidirektional wirksame Strömungsmaschine | |
CA2628855A1 (en) | Vertical multiple blade turbine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TB1K | Change in author's or utility model holder's surname, name or patronymic | ||
PC1K | Assignment of utility model |
Effective date: 20070322 |
|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100831 |