WO2024014979A1 - Ветрогенератор турбинного типа - Google Patents

Ветрогенератор турбинного типа Download PDF

Info

Publication number
WO2024014979A1
WO2024014979A1 PCT/RU2023/000189 RU2023000189W WO2024014979A1 WO 2024014979 A1 WO2024014979 A1 WO 2024014979A1 RU 2023000189 W RU2023000189 W RU 2023000189W WO 2024014979 A1 WO2024014979 A1 WO 2024014979A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
panel
turbine
tubes
wind generator
bernoulli
Prior art date
Application number
PCT/RU2023/000189
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Григорий Аврамович РАДУЦКИЙ
Александр Григорьевич РАДУЦКИЙ
Original Assignee
Григорий Аврамович РАДУЦКИЙ
Александр Григорьевич РАДУЦКИЙ
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
Priority claimed from RU2022119273A external-priority patent/RU2789330C1/ru
Application filed by Григорий Аврамович РАДУЦКИЙ, Александр Григорьевич РАДУЦКИЙ filed Critical Григорий Аврамович РАДУЦКИЙ
Publication of WO2024014979A1 publication Critical patent/WO2024014979A1/ru

Links

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 
    • F03D1/04—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor  having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels

Definitions

  • the invention relates to wind energy and is aimed at increasing the efficiency of turbine-type wind generators using the Bernoulli effect and simplifying their design.
  • the basis of the invention is the task of creating a simple and high-performance turbine-type wind generator capable of generating electricity on an industrial scale, which, due to a device for accelerating the input flow supplied to the turbine, allows its effective use in a wide range of air flows, including weak air flows.
  • a turbine-type wind generator comprising a rotatably mounted air turbine on a shaft and a panel located upstream of the inlet side of the turbine for accelerating the input flow supplied to the turbine, including a plurality of Bernoulli tubes containing large diameters of the inlet openings and outlet nozzles having smaller diameters, the panel being arranged so that the outlet nozzles of the tubes are located on the side of the panel facing the inlet side of the turbine, and the inlet openings of the tubes are located on the opposite side of the panel.
  • the ends of the outlet nozzles of the tubes be located substantially in the same plane.
  • the inlet openings of the tubes be located substantially in the same plane. It is advisable that the nozzles in the panel be arranged in rows along radii extending from the point of the panel located opposite the shaft to the periphery of the panel.
  • angles between adjacent rows of nozzles in the panel be equal to the angles between adjacent rows of air turbine blades.
  • At least a portion of the Bernoulli tubes are cavities with walls made of panel material.
  • the panel with many Bernoulli tubes located in it becomes one piece, which greatly simplifies the design of the wind generator and the cost of its manufacture.
  • the objective according to another aspect of the invention is achieved by a panel for accelerating the input flow supplied to a wind generator turbine of a turbine type, located in front of the inlet side of the wind generator turbine, containing a plurality of Bernoulli tubes with large diameter inlet holes and with smaller diameter output nozzles, and when the panel is placed in the operating position, the tube outlet nozzles face the inlet side of the turbine, and the tube inlets are located higher upstream from the turbine inlet side than the tube outlet nozzles.
  • the ends of the outlet nozzles of the tubes be located substantially in the same plane.
  • the inlets of the tubes be located substantially in the same plane.
  • the nozzles in the panel be arranged in rows along radii extending from the point of the panel located opposite the shaft to the periphery of the panel.
  • angles between adjacent rows of nozzles in the panel be equal to the angles between adjacent rows of air turbine blades.
  • At least a portion of the Bernoulli tubes are cavities with walls made of panel material.
  • Fig. 1 is a front view of a panel with a plurality of inlets for air flow into Bernoulli tubes;
  • Fig. 2 shows a side view of a wind generator with a panel in section along line AA in FIG. 1, showing the interaction of high-speed air flows emerging from Bernoulli tubes with the blades of an air turbine;
  • Fig. Z and Zb - depict a geometric model with a calculation grid for an example of calculating wind generator flows for two diameters of a Bernoulli tube (15mm and 10mm);
  • Fig. 4a and 4b - depict the results of calculating the air flow speed for a Bernoulli tube diameter of 15 mm;
  • Fig. 5a and 5b show the results of calculating the air flow velocity for a Bernoulli tube diameter of 10 mm;
  • Fig. ba and 6b - depict the results of calculating the air flow velocity at the exit from a Bernoulli tube with a diameter of 15 mm;
  • Fig. 7a and 7b show the results of calculating the air flow velocity at the exit from a Bernoulli tube with a diameter of 10 mm;
  • Fig. 8 - shows the results of calculating the air flow velocity in the cross section at the exit from the tube at various distances from its edge for a Bernoulli tube with a diameter of 15 mm;
  • Fig. 9 - shows the results of calculating the air flow velocity in the cross section at the exit from the tube at various distances from its edge for a Bernoulli tube with a diameter of 10 mm;
  • FIG. 1 and 2 show a turbine type wind generator 1 according to the invention.
  • Wind generator 1 contains ⁇ an air turbine 8 mounted on a rotatable shaft 9, which is connected by a chain transmission 10 to an electric current generator 11.
  • a panel 2 In front of the inlet side of the turbine 8 there is a panel 2 with a plurality of Bernoulli tubes 3 arranged in its body, and for the sake of simplicity, not all Bernoulli tubes are shown.
  • Each of the Bernoulli tubes 3 has a wide inlet 4 on one side of the panel 2 and a narrowed outlet (nozzle) 5 on the opposite side of the panel 2.
  • the outlet nozzles 5 of the tubes 3 are located on the inlet side of the turbine 8, and the inlet holes 4 of the tubes are located on the opposite side of the panel 2.
  • the ends of the output nozzles 5 of the tubes 2 are preferably located essentially in the same plane.
  • the inlet openings 4 of the tubes 2 should also preferably be located substantially in the same plane.
  • the nozzles 5 of the Bernoulli tubes 3 in the panel 2 are preferably arranged in rows 6 along radii extending from the point of the panel 2 located opposite the wind generator shaft to the periphery of the panel 2.
  • the angles between adjacent rows of nozzles in panel 2 should preferably be equal to the angles between adjacent rows of blades 7 of the air turbine 8.
  • the number of radially located rows 6 in panel 2 is preferably chosen equal to the number of blades 7 of the air turbine 8 in order to ensure the simultaneous impact of all air flows emerging from the nozzles 5 on all blades 7 of the air turbine 8. This allows you to create the most uniform high-speed flows for the blades 7 of the turbine 8.
  • the panel 2 with the Bernoulli tubes 3, the air turbine 8 and the electric current generator 11 are preferably designed so that they can be rotated on the shaft 12 to be oriented in the direction of the wind.
  • panel 2 may, for example, have 46 Bernoulli tubes. This means that in this particular case, the blades 7 of the air turbine 8 will simultaneously spin 46 dense high-speed air flows, which ensure their rotation at high speed. As a result, the electrical energy generated by the generator increases sharply.
  • Bernoulli tubes 3 made in panel 2 can be significantly larger, which will further increase the rotation speed of the air turbine and further increase the generated electrical energy. It will be clear to one skilled in the art how calculate the specific number of Bernoulli tubes 3 for a specific turbine-type wind generator.
  • each Bernoulli tube 3 is a cavity in the panel 2 in the form of the inner surface of such a tube, created during the manufacture of the panel 2 itself, for example, by injection molding.
  • cavities in panel 2 in the form of tubes will be formed due to embedded parts removed from the panel after completion of its casting.
  • a turbine type wind generator works as follows.
  • dense high-speed air flows escape from the nozzles 5 of these tubes facing the blades 7 of the air turbine 8, directed simultaneously to all blades 7 of the air turbine 8.
  • several dense high-speed air flows will be simultaneously directed to each blade 7 of the air turbine 8.
  • the flow speed g 3 m/s was set (on the Beaufort scale, this speed corresponds to 2 points and on land is characterized by the movement of the wind, felt by the face, and also causes the rustling of leaves and sets the weather vane in motion).
  • a geometric model was created and a calculation grid was specified for two diameters of the Bernoulli tube (10mm and 15mm), shown in Fig. For and ⁇ , respectively.
  • FIG. 4a and 4b The calculation results are shown in Fig. 4a and 4b for a Bernoulli tube diameter of 15 mm and in FIG. 5a and 5b for a Bernoulli tube diameter of 10 mm, respectively.
  • the diameter of the Bernoulli tube is shown along the abscissa axis
  • the longitudinal size of the Bernoulli tube is shown along the ordinate axis.
  • the value of the air flow speed along the length of the Bernoulli tube is shown in different tones; the correspondence between the tone and the speed value is shown on the scale to the right of Fig. 4a and 5a.
  • FIG. 4b - and 5b shows a graph of air flow speed values along the length of a Bernoulli tube.
  • FIG. 6a and 6b and Fig. 7a and 7b show results of calculating the speed of the air flow after it leaves a Bernoulli tube with a diameter of 15 mm and 10 mm.
  • the diameter of the Bernoulli tube is shown along the abscissa axis
  • the longitudinal size of the Bernoulli tube is shown along the ordinate axis.
  • the value of the air flow velocity along the length of the Bernoulli tube and beyond it at the exit from the Bernoulli tube is shown in different tones; the correspondence between the tone and the speed value is shown on the scale on the right from fig. 6a and 7a.
  • FIG. 6b and 7b show a graph of the air flow velocity along the length of the Bernoulli tube and beyond it at the exit from the Bernoulli tube.
  • the lengths of these tubes are 50 mm. Their end is marked with vertical dotted lines.
  • Fig. 8 and 9 show the cross-sectional velocity of the air flow at the outlet of the tube at various distances from its edge (0mm, 5mm, 10mm and 15mm) for a Bernoulli tube with a diameter of 15mm and 10mm, respectively.
  • the horizontal axis of the tube corresponds to a value of 40mm.
  • the calculation results demonstrate sufficient uniformity of velocities at a relatively small distance from the edge of the tube.
  • the proposed turbine-type wind generator allows, with a significant simplification of its design , to dramatically increase electricity generation in low winds, which will ensure its widespread use in industry and everyday life.

Abstract

Настоящее изобретение относится к ветроэнергетике и направлено на повышение эффективности ветрогенераторов турбинного типа, использующих эффект Бернулли, и упрощения их конструкции. Предложен ветрогенератор турбинного типа, содержащий установленную на валу с возможностью вращения воздушную турбину и расположенную перед входной стороной турбины панель для ускорения подаваемого на турбину входного потока, содержащую множество трубок Бернулли с имеющими большие диаметры входными отверстиями и меньшие диаметры выходными соплами, причем панель расположена так, что выходные сопла трубок размещены на стороне панели, выходящей к входной стороне турбины, а входные отверстия трубок расположены на противоположной стороне панели.

Description

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
2420-302300RU/032
ВЕТРОГЕНЕРАТОР ТУРБИННОГО ТИПА
Изобретение относится к ветроэнергетике , направлено на повышение эффективности ветрогенераторов турбинного типа , использующих эффект Бернулли , и на упрощение их конструкции .
Предшествующий уровень техники .
Несмотря на все -более возрастающий интерес к ветроэнергетике, ее достижения не слишком велики прежде всего из-за трудностей в работе ветрогенераторов при слабом ветре . Поэтому одной из важнейших задач ветроэнергетики является искусственное увеличение скорости ветра , подаваемого на лопасти воздушной турбины. Известен ветрогенератор, позволяющий значительно увеличить скорость ветра , подаваемого на лопасти воздушной турбины, за счет использования эффекта Бернулли ( см . , например, патент US 2004 0183310 А) . В этом патенте используется эффект Бернулли, когда воздушный поток, переходя из широкой части трубы в узкую, увеличивает скорость своего движения . Поэтому в данном патенте в узкой части трубы установлены воздушная турбина и генератор электрического тока . В результате ускорившийся воздушный поток заставляет лопасти воздушной турбины вращаться с большей скоростью, что приводит к выработке большей электрической энергии . Однако диаметр узкого участка трубы недостаточен для размещения в нем воздушной турбины и генератора электрического тока промышленных размеров . В патенте US 2011 0156403 А1 раскрыта трубка Бернулли с более протяженным каналом, по которому с высокой скоростью перемещается воздушный поток . Это сделано для того , чтобы последовательно разместить в канале две воздушных турбины и два генератора и, тем самым, вдвое увеличить выработку электроэнергии . Но понимая , что и этого недостаточно для выработки электроэнергии в промышленном масштабе , авторы патента предложили создать блок из ста трубок Бернулли, содержащий двести воздушных турбин и двести генераторов электрического тока (фиг . 10 ) . В патенте JP 5258774В2 , который можно считать ближайшим аналогом изобретения, авторы пошли по такому же пути , предложив собирать в блоки трубки, ускоряющие проходящие через них потоки воздуха (фиг . 8 ) . В данном конкретном случае речь идет о блоках из трубок Бернулли , оснащенных соплами Лаваля, разгоняющими воздушный поток до еще больших скоростей . Но и такие высокие скорости движения воздушного потока не смогут существенно увеличить выработку электроэнергии прежде всего из-за ничтожно малых размеров воздушной турбины, которую необходимо размещать внутри узкой трубы.
Возможность увеличивать в трубке Бернулли не только скорость движения воздушного потока , но и плотность воздуха в этом потоке , породили множество аналогичных патентов ( см. , например, патент US 8598730В2 ) . Но все эти изобретения касаются лишь усовершенствования различных деталей таких трубок, оставляя неизменным сам принцип сборки блоков из множества воздушных турбин и генераторов электрического тока .
Следовательно, существует необходимость в создании ветрогенератора, способного устранить недостатки ветрогенераторов предшествующего уровня техники .
Сущность изобретения .
В основу изобретения поставлена задача создания простого и высокопроизводительного ветрогенератора турбинного типа , способного вырабатывать электроэнергию в промышленном масштабе, который за счет устройства для ускорения подаваемого на турбину входного потока позволяет осуществлять его эффективное использование в широком диапазоне воздушных потоков , включая слабые воздушные потоки .
Поставленная задача согласно одному аспекту изобретения решается за счет ветрогенератора турбинного типа , содержащего установленную на валу с возможностью вращения воздушную турбину и расположенную выше по потоку перед входной стороной турбины панель для ускорения подаваемого на турбину входного потока , включающую в себя множество трубок Бернулли, содержащих имеющие большие диаметры входные отверстия и имеющие меньшие диаметры выходные сопла , причем панель расположена так, что выходные сопла трубок размещены на стороне панели, выходящей к входной стороне турбины, а входные отверстия трубок расположены на противоположной стороне панели .
Предпочтительно, чтобы концы выходных сопел трубок были расположены по существу в одной плоскости .
Для дальнейшего повышения эффективности работы желательно , чтобы входные отверстия трубок были расположены по существу в одной плоскости . Целесообразно, чтобы сопла в панели были расположены рядами по радиусам, отходящим от расположенной напротив вала точки панели к периферии панели .
Для создания равномерного усилия на лопасти желательно, чтобы углы между смежными рядами сопел в панели были равны углам между смежными рядами лопастей воздушной турбины .
При таком выполнении ветрогенератора все трубки Бернулли в панели одновременно направляют высокоскоростные воздушные потоки сразу на все лопасти воздушной турбины, обеспечивая резкое увеличение скорости их вращения .
Для улучшения технологичности предпочтительно , чтобы по меньшей мере часть трубок Бернулли представляли собой полости со стенками из материала панели .
В этом случае панель с множеством расположенных в ней трубок Бернулли становится одной деталью, что резко упрощает конструкцию ветрогенератора и стоимость его изготовления .
Поставленная задача согласно другому аспекту изобретения достигается за счет панели для ускорения подаваемого на турбину ветрогенератора турбинного типа входного потока , располагаемой перед входной стороной турбины ветрогенератора , содержащей множество трубок Бернулли с имеющими большие диаметры входными отверстиями и с имеющими меньшие диаметры выходными соплами, причем при размещении панели в рабочем положении выходные сопла трубок выходят к входной стороне турбины, а входные отверстия трубок расположены выше по потоку от входной стороны турбины, чем выходные сопла трубок .
Предпочтительно, чтобы концы выходных сопел трубок были расположены по существу в одной плоскости .
Для дальнейшего повышения эффективности работы желательно, чтобы входные отверстия трубок были расположены по существу в одной плоскости .
Целесообразно, чтобы сопла в панели были расположены рядами по радиусам, отходящим от расположенной напротив вала точки панели к периферии "панели .
Для создания равномерного усилия на лопасти желательно, чтобы углы между смежными рядами сопел в панели были равны углам между смежными рядами лопастей воздушной турбины .
Для улучшения технологичности предпочтительно , чтобы по меньшей мере часть трубок Бернулли представляли собой полости со стенками из материала панели . Краткое описание чертежей .
В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретного , но не ограничивающего настоящее изобретение варианта осуществления и прилагаемыми чертежами, на которых :
Фиг . 1 - изображает вид спереди панели с множеством входных отверстий для прохода потока воздуха в трубки Бернулли ;
Фиг . 2 - изображает вид сбоку ветрогенератора с панелью в разрезе по линии А-А на фиг. 1 , показывающий взаимодействие выходящих из трубок Бернулли высокоскоростных воздушных потоков с лопастями воздушной турбины;
Фиг . За и ЗЬ - изображают геометрическую модель с расчетной сеткой для примера расчета потоков ветрогенератора для двух диаметров трубки Бернулли ( 15мм и 10мм) ;
Фиг . 4а и 4Ь - изображают результаты расчета скорости воздушного потока для диаметра трубки Бернулли 15мм;
Фиг . 5а и 5Ь изображают результаты расчета скорости воздушного потока для диаметра трубки Бернулли 10мм;
Фиг . ба и 6Ь - изображают результаты расчета скорости воздушного потока на выходе из трубки Бернулли диаметром 15мм;
Фиг . 7а и 7Ь изображают результаты расчета скорости воздушного потока на выходе из трубки Бернулли диаметром 10мм;
Фиг . 8 - изображает результаты расчета скорости воздушного потока в поперечном сечении на выходе из трубки на различных расстояниях от ее края для трубки Бернулли диаметром 15мм;
Фиг . 9 - изображает результаты расчета скорости воздушного потока в поперечном сечении на выходе из трубки на различных расстояниях от ее края для трубки Бернулли диаметром 10мм;
Детальное описание изобретения .
На фиг . 1 и 2 показан ветрогенератор турбинного типа 1 согласно изобретению . Ветрогенератор 1 содержит ■ воздушную турбину 8 , установленную на валу 9 с возможностью вращения, которая связана цепной передачей 10 с генератором электрического тока 11 . Перед входной стороной турбины 8 расположена панель 2 с множеством выполненных в ее теле трубок Бернулли 3 , причем для упрощения не все трубки Бернулли показаны . Каждая из трубок Бернулли 3 имеет широкое входное отверстие 4 на одной стороне панели 2 и суженное выходное отверстие ( сопло) 5 на противоположной стороне панели 2 . Выходные сопла 5 трубок 3 расположены на входной стороне турбины 8 , а входные отверстия 4 трубок расположены на противоположной стороне панели 2 . Концы выходных сопел 5 трубок 2 желательно располагать по существу в одной плоскости . Аналогично, входные отверстия 4 трубок 2 также предпочтительно должны быть расположены по существу в одной плоскости .
Сопла 5 трубок Бернулли 3 в панели 2 предпочтительно располагать рядами 6 по радиусам, отходящим от расположенной напротив вала ветрогенератора точки панели 2 к периферии панели 2 . Углы между смежными рядами сопел в панели 2 желательно должны быть равны углам между смежными рядами лопастей 7 воздушной турбины 8 . При этом количество радиально расположенных рядов 6 в панели 2 предпочтительно выбирают равным числу лопастей 7 воздушной турбины 8 с тем, чтобы обеспечить одновременное воздействие всех выходящих из сопел 5 воздушных потоков на все лопасти 7 воздушной турбины 8 . Это позволяет создавать наиболее равномерные высокоскоростные потоки для лопастей 7 турбины 8 .
Технологически значительно проще изготавливать панель 2 с трубками Бернулли 3 , выполненными за одно целое с панелью 2 , т . е . когда трубки 3 представляют собой полости со стенками из материала панели .
Панель 2 с трубками Бернулли 3, воздушной турбиной 8 и генератором электрического тока 11 предпочтительно выполнены так, что они имеют возможность поворачиваться на валу 12 для ориентации по направлению ветра .
Понятно , что наличие панели с трубками Бернулли позволяет не только осуществлять эффективное использование ветрогенератора в широком диапазоне воздушных потоков , включая слабые воздушные потоки , но и защищает птиц от травм и гибели, исключая их попадание на лопасти воздушной турбины .
Б одном из вариантов осуществления изобретения панель 2 может , например, иметь 46 трубок Бернулли . Это значит , что в данном конкретном случае лопасти 7 воздушной турбины 8 будут одновременно раскручивать 46 плотных высокоскоростных воздушных потоков , которые обеспечивают их вращение с высокой скоростью . В результате резко увеличивается вырабатываемая генератором электрическая энергия .
В реальности число таких трубок Бернулли 3 , выполненных в панели 2 , может быть значительно большим, что позволит еще больше увеличить скорость вращения воздушной турбины и еще больше увеличить вырабатываемую электрическую энергию . Для специалиста в данной области техники будет понятно каким образом рассчитать конкретное количество трубок Бернулли 3 для конкретного ветрогенератора турбинного типа .
Важно отметить , что в предлагаемом ветрогенераторе турбинного типа не нужно , как в технических решениях , относящихся к предшес вующему уровню техники , помещать в каждую из таких трубок Бернулли воздушные турбины и генераторы электрического тока, а затем собирать блоки из таких трубок .
Более того, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения нет необходимости в отдельном изготовлении каждой трубки Бернулли 3 , так как каждая из них является полостью в панели 2 в виде внутренней поверхности такой трубки, созданной в процессе изготовления самой панели 2 , например, методом литья под давлением . При этом полости в панели 2 в виде трубок будут образованы за счет закладных деталей, удаляемых из панели после завершения ее отливки .
Ветрогенератор турбинного типа работает следующим образом . Скорость воздушного потока , проходящего через широкие входные отверстия 4 в трубки Бернулли 3 , выполненные в теле панели 2 , значительно увеличивается за счет эффекта Бернулли . В результате из сопел 5 этих трубок, обращенных к лопастям 7 воздушной турбины 8 , вырываются плотные высокоскоростные воздушные потоки, направленные одновременно на все лопасти 7 воздушной турбины 8 . При этом на каждую лопасть 7 воздушной турбины 8 одновременно будут направлены несколько плотных высокоскоростных воздушных потоков . В результате множество таких потоков одновременно раскручивают лопасти 7 воздушной турбины 8 , увеличивая скорость ее вращения . Ниже приведены примеры расчета скоростей поступающего на турбину входного потока для предложенного ветрогенератора с учетом длины и диаметра используемых трубок Бернулли .
С помощью метода ' конечных элементов в программе Comsol Mult iphysics решалось стационарное уравнение Навье-Стокса для ламинарного потока :
Figure imgf000008_0001
где v- коэффициент кинематической вязкости
Р~ плотность р- давление векторное поле скорости 7 f- векторное поле массовых сил
Уравнение неразрывности :
Figure imgf000009_0001
0
На входе в трубу диаметром 50мм задавалась скорость потока г = 3 м/с ( ПО шкале Бофора эта скорость соответствует 2 баллам и на суше характеризуется движением ветра, ощущаемого лицом, а также вызывает шелест листьев и приводит в движение флюгер) .
У стенки v = 0
Параметры среды:
Плотность воздуха 1 . 22 кг/м3
Динамическая вязкость воздуха 1 . 85*10~5 Па*с
Для выполнения расчета была создана геометрическая модель и задана расчетная сетка для двух диаметров трубки Бернулли ( 10мм и 15мм) , приведенная на фиг . За и ЗЬ , соответственно .
Результаты расчета приведены на фиг . 4а и 4Ь для диаметра трубки Бернулли 15 мм и на фиг . 5а и 5Ь для диаметра трубки Бернулли 10 мм, соответственно . На графиках фиг . 4а и 5а диаметр трубки Бернулли приведен по оси абсцисс, а продольный размер трубки Бернулли по оси ординат . Различными тонами показано значение скорости воздушного потока по длине трубки Бернулли, соответствие тона и значения скорости приведены на шкале справа от фиг . 4а и 5а . На фиг . 4Ь -и 5Ь приведен график значений скорости воздушного потока по длине трубки Бернулли .
Результаты расчета , приведенные на фиг . 4а и 4Ь и на фиг . 5а и 5Ь, показывают, что при переходе воздушного потока из трубы с диаметром 50 мм в трубку с диаметром 15 мм, его скорость возрастет до 11 м/сек, а при переходе в трубку с диаметром 10 мм скорость воздушного потока достигнет 16 , 7 м/сек (что по шкале Бофора составляет 7 баллов и на суше характеризуется качанием стволов деревьев и вызывает затруднение при ходьбе против ветра) .
Результаты расчета скорости воздушного потока после его выхода из трубки Бернулли диаметром 15 мм и 10 мм приведены на Фиг . 6а и 6Ь и Фиг . 7а и 7Ь, соответственно . На графиках Фиг . 6а и 7а диаметр трубки Бернулли приведен по оси абсцисс, а продольный размер трубки Бернулли по оси ордина . Различными тонами показано значение скорости воздушного потока по длине трубки Бернулли и за ее пределами на выходе из трубки Бернулли, соответствие тона и значения скорости приведены на шкале справа от фиг . 6а и 7 а . На фиг . 6Ь и 7Ь приведен график значений скорости воздушного потока по длине трубки Бернулли и за ее пределами на выходе из трубки Бернулли .
Длины этих трубок составляют 50 мм . Их конец отмечен вертикальными пунктирными линиями .
Из графиков видно, что для трубок Бернулли диаметром 15 мм, на расстоянии до 20 мм за пределами трубки скорость воздушного потока в продольном сечении не падает ниже 11 , 5 м/сек, а для трубки диаметром 10 мм, не падает ниже 16 м/сек, т . е . также характеризуется 7 баллами по шкале Бофора .
Фиг . 8 и 9 демонстрируют скорость воздушного потока в поперечном сечении на выходе из трубки на различных расстояниях от ее края ( 0мм, 5мм, 10мм и 15мм) для трубки Бернулли диаметром 15мм и 10 мм, соответственно . Горизонтальная ось трубки соответствует значению 40мм . Результаты вычислений демонстрируют достаточную равномерность скоростей на сравнительно небольшом удалении от края трубки .
Промышленная применимость .
Предложенный ветрогенератор турбинного типа позволяет, при значительном упрощении его1 конструкции, резко повысить выработку электроэнергии при слабом ветре , что обеспечит его широкое использование в промышленности и быту .

Claims

9 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1 . Ветрогенератор турбинного типа , содержащий установленную на валу с возможностью вращения воздушную турбину и расположенную выше по потоку перед входной стороной турбины панель для ускорения подаваемого на турбину входного потока , включающую в себя множество трубок Бернулли , содержащих имеющие большие диаметры входные отверстия и имеющие меньшие диаметры выходные сопла , причем панель расположена так, что выходные сопла трубок размещены на стороне панели, выходящей к входной стороне турбины, а входные отверстия трубок расположены на противоположной стороне панели .
2 . Ветрогенератор по п . 1 , в котором концы выходных сопел трубок расположены по существу в одной плоскости .
3 . Ветрогенератор по п . 2 , в котором входные отверстия трубок расположены по существу в одной плоскости .
4 . Ветрогенератор по любому из пп . 1-3 , в котором сопла в панели расположены рядами по радиусам, отходящим от расположенной напротив вала точки панели к периферии панели .
5. Ветрогенератор по п . 4 , в котором углы между смежными рядами сопел в панели равны углам между смежными рядами лопастей воздушной турбины .
6. Ветрогенератор по любому из пп . 1-5 , в котором по меньшей мере часть трубок Бернулли представляют собой полости со стенками из материала панели .
7 . Панель для ускорения подаваемого на турбину ветрогенератора турбинного типа входного потока , располагаемая перед входной стороной турбины ветрогенератора , содержащая множество трубок Бернулли с имеющими большие диаметры входными отверстиями и с имеющими меньшие диаметры выходными соплами, причем при размещении панели в рабочем положении выходные сопла трубок выходят к входной стороне турбины, а входные отверстия трубок расположены выше по потоку от входной стороны турбины, чем выходные сопла трубок .
8 . Панель по п . 7 , в которой концы выходных сопел трубок расположены по существу в одной плоскости .
9. Панель по п . 8 , в которой входные отверстия трубок расположены по существу в одной плоскости .
10. Панель по любому из пп . 7- 9 , в которой сопла в панели расположены рядами по радиусам, отходящим от располагаемой напротив вала ветрогенератора точки панели к периферии панели .
11. Ветрогенератор по п.10, в котором углы между смежными рядами сопел в панели равны углам между смежными рядами лопастей воздушной турбины.
12. Панель по любому из пп.7-11, в которой по меньшей мере часть трубок Бернулли представляют собой полости со стенками из материала панели.
PCT/RU2023/000189 2022-07-14 2023-06-20 Ветрогенератор турбинного типа WO2024014979A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022119273A RU2789330C1 (ru) 2022-07-14 Ветрогенератор турбинного типа
RU2022119273 2022-07-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024014979A1 true WO2024014979A1 (ru) 2024-01-18

Family

ID=89537186

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2023/000189 WO2024014979A1 (ru) 2022-07-14 2023-06-20 Ветрогенератор турбинного типа

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024014979A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA005152B1 (ru) * 2001-08-08 2004-12-30 Визер, Гудрун Ветросиловая установка для производства энергии
US20050017514A1 (en) * 2003-07-23 2005-01-27 Tocher Angus J. Laminar flow, suction driven, wind energy conversion
US20110156403A1 (en) * 2009-12-30 2011-06-30 Hae-Yong Choi Symmetrical dual-structured wind power generation system
US8598730B2 (en) * 2007-12-10 2013-12-03 V Squared Wind, Inc. Modular array wind energy nozzles with truncated catenoidal curvature to facilitate air flow
RU143120U1 (ru) * 2013-05-16 2014-07-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Ветроустановка с пассивным ускорителем ветрового потока

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA005152B1 (ru) * 2001-08-08 2004-12-30 Визер, Гудрун Ветросиловая установка для производства энергии
US20050017514A1 (en) * 2003-07-23 2005-01-27 Tocher Angus J. Laminar flow, suction driven, wind energy conversion
US8598730B2 (en) * 2007-12-10 2013-12-03 V Squared Wind, Inc. Modular array wind energy nozzles with truncated catenoidal curvature to facilitate air flow
US20110156403A1 (en) * 2009-12-30 2011-06-30 Hae-Yong Choi Symmetrical dual-structured wind power generation system
RU143120U1 (ru) * 2013-05-16 2014-07-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Ветроустановка с пассивным ускорителем ветрового потока

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1102703A (en) Wind operated power generator
KR101646800B1 (ko) 유체 터빈 시스템
EA001034B1 (ru) Ветроэнергетическая установка
US20100213716A1 (en) Fluid flow energy concentrator
Sharma et al. Performance measurement of a two-stage two-bladed Savonius rotor
JP2011518287A (ja) 流体からエネルギーを発生させる装置のブレードおよびこのブレードを利用するローターを備える装置
Wicaksono et al. Influence of omni-directional guide vane on the performance of cross-flow rotor for urban wind energy
CN207610837U (zh) 气流激励器
GB2471349A (en) Wind turbine with fans
WO2024014979A1 (ru) Ветрогенератор турбинного типа
US9695801B1 (en) Wind turbine
RU2789330C1 (ru) Ветрогенератор турбинного типа
RU2642706C2 (ru) Ветрогенераторная башня
CN107725285B (zh) 一种风力机尾流消散装置
RU2276743C1 (ru) Ветроустановка
RU2799612C1 (ru) Ветрогенератор турбинного типа
US20210317816A1 (en) Fluid Turbine Rotor Blade
RU2310090C1 (ru) Ветроэнергетическое устройство
US10794198B1 (en) Clip with fluid dynamic shape
US10190603B2 (en) Power generation from atmospheric air pressure
US20120201665A1 (en) Air flow deflector
RU168510U1 (ru) Сопловой аппарат турбины
US20230175480A1 (en) Fluid Turbine Rotor Blade
JP7418226B2 (ja) 風力発電装置および風力発電ユニット
RU2472031C1 (ru) Ветроэнергетическая установка

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23840042

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1