KR20070015914A - Wind powered turbine engine - Google Patents

Abstract

외측 케이싱 내부에 배치된 로터 블레이드와 로터 블레이드의 전방에 위치된 반구형 헤드를 포함하고 로터 블레이드의 반경의 내측 50 ％를 차단하고, 케이싱 및 헤드는 가속 챔버를 형성하여, 들어오는 바람이 가속되어 헤드 둘레에서 재안내되고 가속된 공기는 그런 후 동력을 생산하기 위하여 풍력 터빈 블레이드를 회전시키는 풍력 터빈 엔진.A rotor blade disposed inside the outer casing and a hemispherical head positioned in front of the rotor blade and blocking the inner 50% of the radius of the rotor blade, the casing and the head forming an acceleration chamber so that the incoming wind is accelerated to The reguided and accelerated air from the wind turbine engine then rotates the wind turbine blades to produce power.

터빈 블레이드, 반구형 헤드, 풍력 터빈 엔진, 구동 로터, 스피드볼 Turbine blades, hemispherical heads, wind turbine engines, drive rotors, speedballs

Description

풍력 터빈 엔진 {WIND POWERED TURBINE ENGINE}Wind Turbine Engines {WIND POWERED TURBINE ENGINE}

본 발명가는 프로펠러 형태의 풍력 터빈 기술분야의 현재 상태의 예를 연구하였다. 프로펠러 블레이드에 의해서 액세스되는 바람의 주어진 단면으로부터 더 높은 퍼센트의 에너지를 이용하기 위한 어떤 개선이 이루어져 온 것이 명백하였다. 발명자에게 알려진 물리학 및 공기역학의 원리에 기초하여, 일부 중대한 가능성 및 대안이 명백하였다. 현 시점에서, 환경적으로 깨끗한 에너지 생산에 대한 요구가 증가하고 있다. 교외 및 시골의 배전 시스템에 대한 기후 손상(weather damage)에 대한 수리비를 포함한 유지 보수의 비용은 이러한 시스템들이 더 이상 이익이 되지 않는다는 결론에 도달하였다. 이 상황은 지금 본 발명 및 50 킬로와트 내지 1 메가와트 범위에서 보다 효과적이고 지역적인 풍력 전기 발전의 개발에 대한 적절한 동기를 제공한다.The inventors have studied examples of the current state of the art in the form of propeller wind turbines. It has been evident that some improvement has been made to utilize higher percentages of energy from a given cross section of wind accessed by the propeller blades. Based on the principles of physics and aerodynamics known to the inventor, some significant possibilities and alternatives have been evident. At the present time, the demand for environmentally clean energy production is increasing. The cost of maintenance, including the cost of repairing weather damage to suburban and rural distribution systems, led to the conclusion that these systems would no longer benefit. This situation now provides the appropriate motivation for the present invention and the development of more effective and regional wind power generation in the 50 kilowatt to 1 megawatt range.

본 발명가는 다수의 목적의 성공적인 달성이 아주 높은 효율을 갖는 새로운 형태의 풍력 발전 유닛의 개발로 이어질 것이라고 확신한다. 첫번째로, 풍력 터빈 기술 분야의 현재 상태에서 일반적인 프로펠러 블레이드 시스템의 반경 길이의 내측 50 퍼센트에 의해서 포획되지 않는 바람 에너지를 회복하여 이용하는 과제를 처리하는 것이다.The inventors are convinced that successful achievement of many objectives will lead to the development of new types of wind power units with very high efficiency. First, the present state of the art in wind turbine technology addresses the task of recovering and using wind energy that is not captured by the inner 50 percent of the radial length of a typical propeller blade system.

두 번째로, 더 넓은 범위의 풍속으로부터 이용가능한 수준의 에너지를 보다 효율적으로 이용하기 위한 풍력 유닛을 제조하는 것이다.Second, manufacturing wind units to more efficiently utilize the available levels of energy from a wider range of wind speeds.

세 번째는, 바람으로부터 최대 퍼센트의 에너지를 얻을 수 있는 풍력 유닛을 창조하는 것이다. 다시 말해, 증기 및 가스 터빈과 같이 효율적인 풍력 유닛을 건설하는 것이다. 네 번째로, 이의 환경에 낮은 또는 훨씬 적은 눈에 띄는 영향 또는 양자의 조합을 제공하는 풍력 유닛을 설계 및 건설하는 것이다.The third is to create wind units that can get the maximum percentage of energy from the wind. In other words, the construction of efficient wind units such as steam and gas turbines. Fourth, the design and construction of wind turbine units that provide a low or much less noticeable impact on the environment or a combination of both.

기술분야의 현재 상태의 현존 프로펠러 터빈 풍력 유닛은 이러한 유닛에 의해서 처리되는 바람의 단면으로부터의 아주 높은 퍼센트의 에너지를 이용하지 못하고 있다. 3개의 블레이드 프로펠러는 그 에너지의 많은 부분을 이용하지 못한다. 더 많은 수의 블레이드를 갖는 구성의 기술분야의 현재 상태의 장치는 더 소형화된 시스템의 범위 내에서 일부 개선을 제공을 제공할 수도 있다. 프로펠러 구동 풍력 시스템의 반경의 내측 50 ％는 처리되는 에너지의 단면의 많은 부분을 이용하지 못한다.Existing propeller turbine wind power units in the state of the art do not make use of a very high percentage of energy from the cross section of the wind processed by these units. Three blade propellers do not use much of their energy. Devices in the state of the art in configurations with a larger number of blades may provide some improvement within the scope of a smaller system. The inner 50% of the radius of the propeller driven wind system does not make use of much of the cross section of the energy being processed.

액슬 중심으로부터 프로펠러 블레이드의 반경의 내측 50％를 다루는 가장 실용적인 해결책은 그 영역을 효과적으로 차단하고 차단된 영역을 지나 반경방향으로 연장하는 터빈 블레이드로 재안내된 에너지를 액세스하는 것이다.The most practical solution to deal with the inner 50% of the radius of the propeller blades from the axle center is to access the energy redirected to the turbine blades which effectively block the area and extend radially past the blocked area.

바람직한 실시예에서, 본 발명은 액슬 중심에서 터빈 블레이드의 외측 팁부까지의 반경 전방에서 이의 50 ％ 이상을 덮는, 이후에 "스피드볼(speedball)"로 참조되는 구형 헤드 구성을 채용한다. 스피드볼은 재안내된 바람 에너지의 속도를 증가시켜서 많은 수의 짧은 터빈 블레이드를 더욱 완전하게 거치게 한다.In a preferred embodiment, the present invention employs a spherical head configuration, hereafter referred to as " speedball, " covering at least 50% of it radially forward from the center of the axle to the outer tip of the turbine blade. The speedball increases the speed of the reguided wind energy, making it more complete through a large number of short turbine blades.

들어오는 바람이 반구형 스피드볼 헤드 주위에서 굽어짐에 따른 바람 속도 증가의 양은 이론적으로 구형 헤드의 주연부의 이의 반경을 지나 이의 중심 지점까지의 1/4의 등가량이고, 그 수는 1.57 내지 1이다. 이의 중요성은 주어진 바람 속도에서 이동하는 공기 덩어리(air mass)에서 이용가능한 운동 에너지는 마찰의 3제곱이다. 이는 드래그 요인을 뺀 후 순 풍속 증가가 발명자의 엔지니어에 의해서 최근 확인 바와 같이 46 ％인 것을 의미한다. 운동 에너지의 이용가능한 와트수의 결과적인 증가는 1.46의 세제곱 또는 대략 311 ％이다. 발명자는 "운동 에너지 향상"으로 이용가능한 에너지의 증가를 나타낸다. 운동하는 공기에서 제곱 미터 당 와트를 산출하는 현재의 수식은 주어진 고도 및 온도에서 세제곱 미터당 표준 질량 또는 중량을 이용한다. 미국 풍력 에너지 협회(American Wind Energy Association)에 의해 특히 설명되는, 운동하는 공기 덩어리에서 이용할 수 있는 제곱미터당 와트를 결정하기 위한, 전체 수식은 압축을 고려하지 않는다. 그러나 발명자는 접근하는 공기 덩어리의 어떠한 압축이 이의 세제곱 미터 당의 중량을 증가시켜서 제곱 미터당 이용가능한 와트 수에 추가 이득(gain)을 제공하고 추가 이득은 또한 마찰의 세제곱일 것이다. 압축을 부가하는 이점의 예는 압축 인자가 25％이라면 제곱 미터당 이용가능한 와트를 1.25의 세제곱, 즉 총 1.953까지 증가시킨다. 결과적으로, 제곱 미터당 이용가능한 와트수에 대해 추가 95 ％를 가지게 될 것이다. 발명자는 또한 "운동 에너지 향상"으로서 제곱 미터당 이용할 수 있는 운동에너지를 증가시키는 이 방법을 참조한다.The amount of wind speed increase as the incoming wind bends around the hemispherical speedball head is theoretically equivalent to a quarter of its way past its radius at the periphery of the spherical head and to its center point, the number being 1.57-1. Its importance is that the kinetic energy available in the moving air mass at a given wind speed is the trigonometry of the friction. This means that the net wind speed increase after subtracting the drag factor is 46%, as recently confirmed by the inventor's engineer. The resulting increase in available wattage of kinetic energy is a cube of 1.46 or approximately 311%. The inventors show an increase in the energy available as "kinetic energy enhancement". The current formula for calculating watts per square meter in moving air uses the standard mass or weight per cubic meter at a given altitude and temperature. The entire formula does not take compression into account to determine the watts per square meter available in a moving mass of air, which is described in particular by the American Wind Energy Association. However, the inventors would have to increase the weight per cubic meter of any compression of the approaching air mass to provide an additional gain in the number of watts available per square meter and the additional gain would also be a cube of friction. An example of the benefit of adding compression is that if the compression factor is 25%, the available watts per square meter increases to a cube of 1.25, or 1.953 total. As a result, you will have an additional 95% of the available watts per square meter. The inventor also refers to this method of increasing the available kinetic energy per square meter as "kinetic energy enhancement".

풍력 터빈 시스템 분야의 현재 상태는 이용가능한 양의 바람 에너지를 이용할 수 있는 풍속의 범위로 제한되기 쉽다. 구형 헤드 구성은 터빈 로터 및 블레이드 조립체의 중심으로부터 블레이드 팁부 반경의 내측 50 ％로부터 재안내된 바람의 속도를 증가시키고, 그러나 더 빠른 바람은 터빈 블레이드의 내측 반경부 만을 거치기 쉽다. 다중 블레이드 터빈 로터를 포함한 작동 개구를 통한 바람 유동을 고르게 하기 위하여, 복합 만곡 흡입 스쿠프 구성이 들어오는 바람의 더 많은 양을 내향으로 상기 짧고 보다 많은 터빈 블레이드를 향해서 퍼내기 위해 이용된다. 이 환형 링 스쿠프는 상기 구형 헤드에 의해 달성되는 것과 같은 정도로 포획된 바람의 속도를 증가시키는 내측 대면 에어포일 배치를 갖도록 더 설계된다. 전체적인 목적은 들어오는 바람 속도를 증가시키는 것이고, 그런 후 이 더 빠르게 이동하는 바람을 많은 수의 짧은 터빈 블레이드를 포함하는 개구로 균일하게 전하는 것이다. 상기 흡입 스쿠프의 추가 이점은 이것이 확대된 체적의 들어오는 공기를 포획하여, 그에 의해 압축을 일으켜서, 터빈 블레이드로 공급됨에 따라 공기 컬럼(air column)의 질량 또는 중량을 증가시켜서, 터빈 블레이드로 전해지는 운동 에너지의 와트수를 증가시킨다. 상기 흡입 스쿠프의 전방 외측 에지로부터 후방으로 연장하는 연장된 길이 외측 주연 에어포일 및 터빈 로터 및 블레이드 조립체 뒤에 후방으로 선행하는 외향 확장부의 조합으로 낮은 압력 또는 진공 배기 상황이 달성된다. 이의 흡입부에서 과급, 이의 터빈 로터 및 블레이드의 원통형 인케이스먼트로 유입되는 바람 덩어리의 더 높은 속도 및 압축 및 이의 블레이드의 모두가 최대의 토크를 생성하도록 적절하게 분배되는 풍력 터빈 엔진이 제공된다.The current state of the art in wind turbine systems is likely to be limited to the range of wind speeds available with the available amount of wind energy. The spherical head configuration increases the speed of wind redirected from the inner 50% of the blade tip radius from the center of the turbine rotor and blade assembly, but faster winds tend to pass through the inner radius of the turbine blades only. In order to even the wind flow through the operating opening including the multiple blade turbine rotor, a compound curved suction scoop configuration is used to pump more of the incoming wind inwards towards the shorter and more turbine blades. This annular ring scoop is further designed to have an inner facing airfoil arrangement that increases the speed of the captured wind to the same extent as achieved by the spherical head. The overall goal is to increase the incoming wind speed, and then to evenly distribute this faster moving wind into the opening containing a large number of short turbine blades. A further advantage of the intake scoop is that it captures the enlarged volume of incoming air and thereby causes compression to increase the mass or weight of the air column as it is fed to the turbine blades, thus conveying it to the turbine blades. Increase the wattage of energy. A low pressure or vacuum exhaust situation is achieved with a combination of an extended length outer peripheral airfoil extending rearward from the front outer edge of the intake scoop and the outward extension rearward behind the turbine rotor and blade assembly. A wind turbine engine is provided in which both the higher speed and compression of the wind mass entering its supercharge, its turbine rotor and blade cylindrical enclosure and its blades are all properly distributed to produce maximum torque.

이는 터빈 로터 및 블레이드 조립체 뒤에서 연속적으로 낮아지는 압력의 배기 영역에 의해서 연결된다. 터빈 엔진의 모든 기본적인 특성이 이 실시예 내에 존재한다. 이 풍력 터빈 엔진의 특유의 경우, 이의 터빈 블레이드는 블레이드 피치 제어를 가질 것이다. 현재 기술 상태의 3개의 블레이드 풍력 터빈이 공기역학적 양력을 이용하기 위하여 제조되지만, 이 풍력 터빈 엔진의 짧은 블레이드는 보다 직접적인 토크를 이용하도록 된 형상을 가져야 한다. 블레이드 피치 제어는 이 실시예에서, 과도하게 높은 바람 속도의 경우에서 터빈 블레이드를 완전 열린 중립으로 설정하고 그 지점에서 블레이드가 공기역학적 양력에 의해서 더욱 직접적으로 구동되어 전력을 계속 생산할 뿐만 아니라 바람 속도의 전체 범위를 가장 효과적으로 액세스하기 위하여 필수적인 것으로 고려된다.It is connected by a continuously lower pressure exhaust zone behind the turbine rotor and blade assembly. All basic characteristics of the turbine engine are present in this embodiment. In the peculiarity of this wind turbine engine, its turbine blades will have blade pitch control. Although three blade wind turbines in the state of the art are manufactured to take advantage of aerodynamic lift, the short blades of this wind turbine engine must be shaped to use more direct torque. Blade pitch control, in this embodiment, sets the turbine blades to fully open neutral in the case of excessively high wind speeds, at which point the blades are driven more directly by aerodynamic lift to continue to produce power, It is considered essential to access the full range most effectively.

지금 아주 명백한 것은 기술 분야의 현재 상태의 풍력 터빈과 비교하여 더 높은 수준의 효율을 갖고 풍력 터빈 엔진이 이의 출력 잠재력에 비해 크기가 오히려 더 작아지는 상황을 다루고 있다.What is very clear now deals with the situation where the wind turbine engine is smaller in size compared to its output potential, with a higher level of efficiency compared to the current state of the art wind turbines.

본 발명은 엔지니어 및 기술분야의 함께 일하는 숙련된 다른 사람들에게 새로운 개념을 제공한다. 평상시처럼 절대적으로 최대량의 풍력 에너지가 본 발명의 다음 버전에 의해서 이용되는 지점까지 많은 개선이 이뤄질 것이다.The present invention provides new concepts for engineers and others skilled in the art working together. As usual, many improvements will be made to the point where absolutely the maximum amount of wind energy is used by the next version of the present invention.

비록 이 바람직한 실시예가 50 킬로와트 내지 1 메가와트 범위에서 작동하는 바람 에너지 이용 장치로서 역할을 하는 것으로 주로 의도되었지만, 발명자는 현재 5 메가와트급 정도의 출력 포텐셜의 상승될 범위를 생각하고 있다. 해당 기술분야의 숙련자는 이미 3 블레이드 프로펠러 시스템을 가장 큰 풍력 터빈이 2 1/2 메가와트의 포텐셜 출력을 가지는 것으로 확장시켰다.Although this preferred embodiment is primarily intended to serve as a wind energy utilization device operating in the range of 50 kilowatts to 1 megawatts, the inventors are currently contemplating an increased range of output potentials on the order of 5 megawatts. Those skilled in the art have already extended the three blade propeller system to the largest wind turbines with a potential output of 2 1/2 megawatts.

본 발명의 미래의 대형 버전은 그 수치를 만족시킬 수 있어야 하며 궁극적으로 이를 배가시킬 수도 있을 것이다.Future large versions of the present invention should be able to satisfy that figure and ultimately double it.

본 발명자는 수력 발전 및 구동 적용예에서 그리고 아마도 고효율 공기 순환 팬 시스템에 대해서도 본 발명의 특별한 실시예의 이용을 향한 잠재력을 예상한다.We anticipate the potential for the use of particular embodiments of the present invention in hydropower and drive applications and perhaps even for high efficiency air circulation fan systems.

도1은 지지 타워 플랫폼의 회전가능한 상부에 장착되고 터빈 로터와 12개의 터빈 블레이드를 갖고 로터와 터빈 플레이드를 도시하기 위하여 이의 바람 흡입 스쿠프 단면이 절결된 본 발명의 바람직한 실시예의 부분 절결 측면도이다. 본질상 기계적인 다른 세부는 기술 분야의 현 상태이며 본 발명의 개념의 필수적인 원리, 세부 및 신규성을 나타내기 위하여 도시될 필요가 없다.1 is a partially cutaway side view of a preferred embodiment of the present invention mounted on a rotatable top of a support tower platform and having a turbine rotor and twelve turbine blades and whose wind intake scoop cross section is cut away to show the rotor and turbine plate. By nature, other mechanical details are presently known in the art and need not be shown to represent the essential principles, details, and novelties of the inventive concepts.

도2는 회전 가능한 타워 상부에 장착되고 이의 바람 포획 영역, 바람 흡입 스쿠프, 터빈 블레이드, 바람 흡입 스쿠프 및 내부 액슬 및 구동 시스템을 위한 에어포일로 덮힌 지지 및 강화 부재를 나타내는 동일한 풍력 터빈 엔진 실시예의 정면도이다.FIG. 2 is a front view of the same wind turbine engine embodiment mounted on top of the rotatable tower and showing its wind capture area, wind intake scoop, turbine blade, wind intake scoop and airfoil support and reinforcement members for the internal axle and drive system; to be.

도3은 후방으로부터 직접적으로 보이는, 타워 장착부의 상부의 동일한 풍력 터빈 엔진의 배면도이다.3 is a rear view of the same wind turbine engine on top of the tower mount, seen directly from the rear.

도4는 인케이스먼트 조립체를 통한 바람 흡입 스쿠프 및 유동의 연장된 에어포일 형상에 의해서 대부분이 싸여있는 또는 캡슐로 싸여있는, 측면으로부터 직접 보이는 (제트 터빈 엔진과 외관이 비슷함) 타워 장착부의 상부에 위치된 바람 터빈 엔진의 측면도이다.4 shows the top of a tower mount (similar in appearance to a jet turbine engine), seen directly from the side, largely enclosed or encapsulated by the wind intake scoop and flow elongated airfoil shape through the enclosure assembly. Side view of a wind turbine engine located at.

도5는 터빈 로터에 적용된 3열 블레이드 시스템과, 12개의 스테빌라이저 블레이드의 한 개의 링이 하나의 터빈 로터에 장착되어 고정되어 터빈 블레이드의 2개의 바람 구동 열 사이에 근접한 유동 통과 및 터빈 구동 챔버의 내측 표면에 견고하게 장착되어 있는 유동 통과 및 터빈 구동 챔버 각각의 단순화된 도면이다. 스테빌라이저 블레이드는 적절한 형상을 갖고 엔지니어링을 거친 때에 난류를 감소시키거나 제거하는 역할을 하여 효율을 향상시킬 수 있다.Figure 5 shows a three-row blade system applied to a turbine rotor, and one ring of twelve stabilizer blades mounted and secured to one turbine rotor to provide a flow passage between the two wind drive rows of the turbine blades and the turbine drive chamber. Simplified view of each flow passage and turbine drive chamber rigidly mounted to an inner surface. Stabilizer blades have the appropriate shape and serve to reduce or eliminate turbulence when engineered to improve efficiency.

전술된 것, 이 개시내용 및 명세서의 고려로부터 명백해질 수 있는 이러한 다른 그리고 추가의 목적, 이점 또는 신규한 특징의 모든 것과 함께, 본 발명은 첨부 도면에 참조한 이러한 개념의 다양한 특정 실시예들로 구성되거나, 실시되거나, 채택되거나 포함되는 본 발명의 개념을 포함한다.With all of these other and further objects, advantages, or novel features that may become apparent from the foregoing, consideration of this disclosure, and the specification, the present invention consists of various specific embodiments of this concept referred to in the accompanying drawings. It includes the concepts of the invention which are implemented, implemented, adopted or included.

도1은 지지 타워 플랫폼의 회전 가능한 상부 상에 장착된, 본 발명의 바람직한 실시예의 일부 절결 측면도이며, S-커브 속도 증가 인케이스먼트 표면(1a), 유동 통과 및 터빈 구동 챔버 영역 표면(1b), 후방 확장 배기 채널 표면(1c) 및 외측 에어포일 만곡 표면(1d)을 포함하는 바람 흡입 스쿠프 및 유동 통과 인케이스먼트 조립체(1)를 가져서, 배기 유도를 증가시키는 수렴하는 공기흐름을 일으킨다. 그 다음에, 우리는 반구형 바람 변위 및 속도 헤드(2), 바람 흡입 스쿠프 및 유동 통과 인케이스먼트 조립체(1)를 위한 그리고 인케이스드 액슬/구동샤프트(도시 생략)를 지지하는, 반경방향으로 장착된 에어포일 전단부 구조 지지 부재(3), 터빈 로터(5) 상에 장착된 터빈 블레이드(4), 후방 구조 지지 및 강화 부재(7)에 의해 연 속되는 액슬/구동샤프트, 기계공학적 및 전기적인 발전기 부품을 위한 인케이스먼트 몸체(6), 인케이스먼트 및 구조 지지체와 함께 그 상에 장착되고 지지 타워(9)의 상단부에 고정된 전체 풍력 터빈 엔진을 위한 회전 가능한 테이블(8)을 갖는다.1 is a partially cutaway side view of a preferred embodiment of the present invention, mounted on a rotatable top of a support tower platform, with an S-curve speed increasing enclosure surface 1a, flow passage and turbine drive chamber region surface 1b. It has a wind intake scoop and flow through enclosure assembly 1 comprising a rear expanding exhaust channel surface 1c and an outer airfoil curved surface 1d, resulting in a converging airflow that increases exhaust induction. Next, we radially support the hemispherical wind displacement and velocity head 2, the wind intake scoop and flow through enclosure assembly 1 and support the encased axle / drive shaft (not shown). Axle / drive shafts successively mounted by the mounted airfoil front end structural support members 3, turbine blades 4 mounted on the turbine rotor 5, rear structural support and reinforcement members 7, mechanical and A rotatable table 8 for the entire wind turbine engine mounted on it and fixed to the top of the support tower 9 together with an enclosure body 6, an enclosure and a structural support for electrical generator parts is provided. Have

기능적인 설명으로, 최고의 풍력 터빈 엔진 성능을 달성하기 위한 제안으로써, 우리는, 속도 증가 s-커브형 전방 돌출 내측 표면(1a)이 바람 변위 및 속도 헤드(2)에 의해서 제공되는 것과 같은 들어오는 바람에 실질적으로 동일한 양의 속도 증가를 제공하도록 설계된 바람 흡입 스쿠프 및 유동 통과 인케이스먼트 조립체(1)를 참조한다. 바람 흡입 스쿠프 및 유동 통과 인케이스먼트 조립체(1)의 내측으로 향하는 표면 및 바람 변위 및 속도 헤드(2)의 외경은 이격되거나 이상적인 높이로 분리될 수 있어, 들어오는 바람 덩어리의 허용 양의 압축이 상기 들어오는 바람 덩어리를 심각하게 느리게 하지 않고 달성된다. 이는 처리 바람 속도 감소를 제한하는 최대 압축을 달성하거나 또는 들어오는 바람 덩어리의 일부를 결국 흘려버리는 것 사이의 분리 거리의 반경 길이의 균형 점이 있을 것이기 때문에 중요하다. 터빈 블레이드(4)는 상기 터빈 블레이드(4)에 의한 최대 에너지 포획 수준에 필수적인 유동의 매끄러움 유지할 정도로 충분히 빠르게 과압축 공기 양을 다룰 수 없을 것이다. 속도 증가 및 압축에 의해서 제공되는 최대로 얻을 수 있는 에너지 이득 비율은, 바람 속도의 넓은 범위에 걸쳐 최대 에너지 포획을 보장하는 최선 비율로 상술한 균형 과정이 주의깊게 적용되지 않는다면 달성될 수 없을 것이다.As a functional description, as a proposal to achieve the best wind turbine engine performance, we suggest that the speed increasing s-curved front protruding inner surface 1a is provided by the wind displacement and speed head 2 such that Reference is made to the wind intake scoop and flow passage enclosure assembly 1 designed to provide substantially the same amount of speed increase. The inwardly facing surface of the wind intake scoop and flow passage enclosure assembly 1 and the outside diameter of the wind displacement and velocity head 2 can be separated or separated to an ideal height such that compression of the allowable amount of incoming wind mass is Achieved without seriously slowing the incoming wind mass. This is important because there will be a balance point of the radial length of the separation distance between achieving maximum compression that limits the treatment wind speed reduction or eventually spilling a portion of the incoming wind mass. The turbine blade 4 will not be able to handle the amount of overcompressed air fast enough to maintain the smoothness of the flow necessary for the maximum energy capture level by the turbine blade 4. The maximum attainable energy gain ratio provided by the speed increase and compression will not be achieved unless the balance process described above is carefully applied at the best rate to ensure maximum energy capture over a wide range of wind speeds.

추가 의견은 또한 풍력 터빈 엔진의 터빈 블레이드가, 액슬 중심으로부터 이의 블레이드 팁부까지의 반경의 외측 50 ％ 내부에 담겨지거나 또는 공급되는, 설 치되어야 하는 위치이다. 이는 다소 상술한 균형 과정에 따라 변화될 수 있다. 흡입 체적, 속도 증가 및 압축이 적절하게 균형잡힌 시스템이 가장 중요한 관심이고, 제곱 미터당 최대의 에너지를 이용하게 될 것이다.A further opinion is also the position where the turbine blades of a wind turbine engine are to be installed or contained within or outside the 50% of the radius from the axle center to its blade tip. This may change somewhat depending on the balance process described above. A properly balanced system of suction volume, speed increase and compression is of primary concern and will use the maximum energy per square meter.

도2는 동일한 풍력 터빈 엔진 실시예의 정면도이고, 이 도면에서 s-커브형 흡입 스쿠프 표면(들)(1a) 및 외측 에어포일 표면(1d)인 바람 흡입 스쿠프 및 유동 통과 인케이스먼트 조립체 구성, 스피드볼 바람 변위 및 속도 헤드(2), 전방 단부 구조 지지 및 강화 부재(3), 터빈 블레이드(4), 인케이스먼트 몸체(6), 회전가능한 지지 테이블(8) 및 지지 타워(9)의 정지 상부의 직접적인 정면이 도시되어 있다.2 is a front view of the same wind turbine engine embodiment, in which the s-curve intake scoop surface (s) 1a and the outer airfoil surface 1d are wind intake scoop and flow passage enclosure assembly configurations, speed Ball wind displacement and speed head (2), front end structural support and reinforcement member (3), turbine blade (4), enclosure body (6), rotatable support table (8) and suspension of support tower (9) The direct front of the top is shown.

여기서 도시된 것은 대형 승용 제트기 상에서 관찰할 수 있는 제트 터빈 엔진의 정면도와 아주 비슷하다.Shown here is very similar to the front view of a jet turbine engine that can be observed on a large passenger jet.

도3은 동일한 풍력 터빈 엔진 실시예의 후면도이고, 여기서 내면화된 후향 연장 배기 채널 표면(1c) 및 외측 에어포일 표면(1d)인 바람 흡입 스쿠프 및 유동 통과 인케이스먼트 조립체 구성 및 지지 타워(9)의 상단부에 장착된 상태의 전단부 구조 지지 부재(3), 터빈 블레이드(4), 인케이스먼트 몸체(6), 후방 구조 지지 부재(7), 회전가능한 지지 테이블(8)의 후면이 도시되어 있다.FIG. 3 is a rear view of the same wind turbine engine embodiment, wherein the wind suction scoop and flow passage enclosure assembly configuration and support tower 9 are internalized rearward extending exhaust channel surface 1c and outer airfoil surface 1d. The rear end of the front end structural support member 3, the turbine blade 4, the enclosure body 6, the rear structural support member 7, and the rotatable support table 8, which are mounted at the upper end of the have.

도4는 풍력 터빈 엔진의 측면도이며, 지지 타워(9)의 상부 상에 장착되어 있는 바람 흡입 스쿠프 및 유동 통과 인케이스먼트 조립체 외부 에어포일 표면(1d), 인케이스먼트 몸체(6), 후방 구조 지지 부재(7), 회전가능한 지지 테이블(8)이 도시되어 있다.4 is a side view of the wind turbine engine, with a wind intake scoop and flow through enclosure assembly external airfoil surface 1d, enclosure body 6, rear structure mounted on top of the support tower 9; The support member 7, the rotatable support table 8, is shown.

도5는 후방 연장 구동 로터(5) 상에 장착된 2열의 12개의 터빈 로터 블레이 드(4,11)를 갖는 본 발명의 바람직한 제2 실시예의 부분 절결 측면도이며, 상기 2개의 열의 터빈 블레이드는 상기 후방 연장 구동 로터(5) 상에서 일정 거리를 두고 이격되어 있어서 12개의 유동 스테빌라이저 블레이드(10)의 고정된 정적 비회전 링 조립체를 상기 스테빌라이저 블레이드 조립체(10) 및 2열의 터빈 블레이드(4,11) 사이의 적절한 클리언스로 적절히 위치설정시키고, 2열의 터빈 블레이드(4, 11) 및 12개의 유동 스테빌라이저 블레이드의 상기 비회전 링은 연장된 유동 통과 및 터빈 구동 영역 표면(1b)의 내주연부에 고정 또는 견고하게 장착된다. 후방 연장 로터(5) 상의 상기 2열의 터빈 블레이드 사이에 위치된 유동 스테빌라이저 블레이드(10)와 2열의 터빈 블레이드(4, 11)의 설치에 필수적이지 않는 다른 모든 요소는 도1, 도2 및 도3에서 각각 완전하게 도면부호를 붙여 기재되어 설명된다.Fig. 5 is a partially cutaway side view of a second preferred embodiment of the present invention having two rows of twelve turbine rotor blades 4,11 mounted on a rearward extension drive rotor 5, wherein the two rows of turbine blades are The fixed static non-rotating ring assembly of the twelve flow stabilizer blades 10 is spaced apart at a distance on the rear extending drive rotor 5 to stabilize the stabilizer blade assembly 10 and two rows of turbine blades 4, 11. Properly positioned with appropriate clearance between the two rows of turbine blades (4, 11) and the twelve flow stabilizer blades, the non-rotating ring is provided at the inner periphery of the extended flow passage and turbine drive region surface (1b). It is fixed or firmly mounted. All other elements not essential to the installation of the flow stabilizer blades 10 and the two rows of turbine blades 4, 11 located between the two rows of turbine blades on the rear extending rotor 5 are shown in FIGS. In Fig. 3, each of them is completely described with reference to the numerals.

추가 관련 의견 및 설명과 함께 앞선 상세한 설명에 기초하여, 본 명세서에서 설명된 것과 같은 본 발명의 목적이 적절하게 다루어졌으며 용이하게 달성가능하다. 도한, 비록 본 발명의 도시되고 설명된 바람직한 실시예가 있지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며 후속 청구범위의 범위 내에서 달리 다양하게 실시 및 응용될 수 있을 것이다.Based on the foregoing detailed description together with further related comments and explanations, the object of the present invention as described herein has been properly addressed and is easily attainable. In addition, although there are preferred embodiments shown and described of the present invention, the present invention is not limited thereto and may be variously implemented and applied within the scope of the following claims.

Claims (8)

풍력 터빈 엔진.Wind turbine engine. 구동 로터가 내측 처리 격납 및 제어 챔버 내부에 위치되, 바람 처리의 최대량이 이의 터빈 로터 블레이드를 구동하는 풍력 터빈 엔진.A wind turbine engine, wherein a drive rotor is located inside the inner processing containment and control chamber, where the maximum amount of wind treatment drives its turbine rotor blades. 로터 블레이드가 액슬 중심으로부터 로터 블레이드의 팁부까지의 반경의 외측 절반 내에 위치되고, 로터의 차단된 나머지 부분에 의해서 변위된 모든 유입 바람 처리량을 또한 재안내하여 로터 블레이드를 구동하는 풍력 터빈 엔진.A wind turbine engine in which the rotor blades are located within the outer half of the radius from the center of the axle to the tip of the rotor blades and also guide the rotor blades by re-guiding all incoming wind throughput displaced by the rest of the rotor. 잔방 흡입 영역 내부에, 전방 연장 또는 돌출 반구형 헤드에 의해서 차단된구동 액슬 중심으로부터 터빈 블레이드의 외측 팁부까지의 반경의 내측 50 퍼센트 이상을 갖고, 상기 전방 연장 또는 돌출 반구형 헤드는 유용한 동력을 생산하기 위하여 전해져서 터빈 블레이드를 통과해야하는 곳으로 상기 반구형 헤드 주위에서 유입 공기를 가속하여 재안내하는 풍력 터빈 엔진.Inside the residual suction region, it has an inner 50 percent or more of the radius from the drive axle center blocked by the forwardly extending or projecting hemispherical head to the outer tip of the turbine blade, the forwardly extending or projecting hemispherical head to produce useful power. A wind turbine engine that accelerates and re-directs inlet air around the hemispherical head to where it must pass through and pass through the turbine blades. 터빈 로터 및 블레이드 조립체의 전방 흡입 개구에 들어오는 바람을 포획하여 가속하고 방향을 바꾸는 외측 도달 전방 개구를 갖는 풍력 터빈 엔진.A wind turbine engine having an outwardly reaching front opening that captures, accelerates and redirects wind entering the front inlet opening of the turbine rotor and blade assembly. 증기 또는 가스 터빈 엔진에서와 마찬가지로 이의 내측 주연부가 로터의 외측 팁부에 근접한 내재된 바람 처리 격납 및 제어 챔버를 포함하는 풍력 터빈 엔진.As in a steam or gas turbine engine, a wind turbine engine comprising an inherent wind treatment containment and control chamber whose inner periphery is proximate the outer tip of the rotor. 증기 또는 가스 터빈 엔진과 마찬가지로, 확대된 또는 과급된 흡입, 바람 속도 증가의 기능, 압축, 제어된 기밀 포위 챔버 내부에서 포위된 터빈 블레이드, 저압 배기 영역의 순차적인 구성을 갖는 풍력 터빈 엔진.Like a steam or gas turbine engine, a wind turbine engine having a sequential configuration of enlarged or supercharged suction, a function of increasing wind speed, a compressed, enclosed turbine blade inside a controlled hermetic enclosure chamber, a low pressure exhaust zone. 증기 또는 가스 터빈 엔진의, 열을 제외한 모든 기본적인 기능을 갖는 풍력 터빈 엔진.Wind turbine engine with all basic functions except heat, for steam or gas turbine engines.

Images