RU2162545C2 - Саморегулирующаяся ветротурбина - Google Patents
Саморегулирующаяся ветротурбина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2162545C2 RU2162545C2 RU99108470/06A RU99108470A RU2162545C2 RU 2162545 C2 RU2162545 C2 RU 2162545C2 RU 99108470/06 A RU99108470/06 A RU 99108470/06A RU 99108470 A RU99108470 A RU 99108470A RU 2162545 C2 RU2162545 C2 RU 2162545C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind
- shaft
- windwheel
- channel
- row
- Prior art date
Links
Images
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
Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно входит в состав оборудования ветросиловой энергоустановки. Технический результат, заключающийся в повышении КПД ветротурбины и увеличении коэффициента использования энергии ветра, а также достижении процесса авторегулирования скорости вращения турбины до заданной оптимальной величины, обеспечивается за счет того, что в ветротурбине, содержащей рабочий канал с диффузором на выходе и размещенный в канале вал турбины с рабочими лопатками, жестко закрепленными под определенным углом к его оси, согласно изобретению рабочие лопатки закреплены с образованием по меньшей мере одного ряда, на внутренней поверхности канала жестко закреплен по меньшей мере один ряд направляющих лопаток, причем направляющие лопатки выходного ряда установлены параллельно оси вала. Кроме того, в канале между турбиной и выходным диффузором установлен центробежный регулятор скорости ветрового потока, соединенный своим валом с валом турбины через понижающий редуктор, а на ведущих штангах регулятора жестко укреплены регулирующие заслонки в форме трапеции, плоскость которых направлена навстречу ветровому потоку. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно входит в состав оборудования ветросиловой энергоустановки.
Известен ветродвигатель, содержащий корпус с входным конфузором, горловиной и выходным диффузором, вал, размещенный в корпусе, турбину и лопастной ротор, причем конфузор снабжен направляющими лопатками, ротор вращается относительно вала и выполнен в виде размещенной на нем втулки с вентиляторными лопатками и кольцевым ободом, связанным с концами лопаток (см. SU, 1590626 A1, кл. F 03 D 1/04, 07.09.1990).
К недостаткам конструкции ветродвигателя относятся низкий коэффициент использования энергии ветра из-за сложности конструкции и низкая надежность установки.
Известен ветряной двигатель, содержащий направляющую трубу, состоящую из раструба, конических частей и наружного конического кожуха, наклонные перегородки, рабочее колесо, кольцевой канал и клапаны (см. SU, 3459 А, кл. F 03 D 1/04, 31.08.1927).
К недостаткам конструкции ветряного двигателя относятся низкий КПД и отсутствие возможности автоматически регулировать скорость вращения рабочего колеса.
Известна ветротурбина, содержащая рабочий канал с диффузором на выходе и размещенный в канале вал турбины с рабочими лопатками, жестко закрепленными под определенным углом к его оси (см. SU 1523707 A1, кл. F 03 D 1/04, 23.11.1989), принятая по совокупности существенных признаков за прототип.
К недостаткам предложенной в качестве ближайшего аналога (прототипа) ветротурбины относится низкий КПД использования энергии ветросилового потока.
Технический результат, заключающийся в повышении КПД ветротурбины и увеличении коэффициента использования энергии ветра, а также достижении процесса авторегулирования скорости вращения турбины до заданной оптимальной величины, обеспечивается за счет того, что в ветротурбине, содержащей рабочий канал с диффузором на выходе и размещенный в канале вал турбины с рабочими лопатками, жестко закрепленными под определенным углом к его оси, согласно изобретению рабочие лопатки закреплены с образованием по меньшей мере одного ряда, на внутренней поверхности канала жестко закреплен по меньшей мере один ряд направляющих лопаток, причем направляющие лопатки выходного ряда установлены параллельно оси вала, кроме того, в канале между турбиной и выходным диффузором установлен центробежный регулятор скорости ветрового потока, соединенный своим валом с валом турбины через понижающий редуктор, а на ведущих штангах регулятора жестко укреплены регулирующие заслонки в форме трапеции, плоскость которых направлена навстречу ветровому потоку.
На фиг. 1 изображена саморегулирующаяся ветротурбина (общий вид); на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.
Турбина содержит рабочий канал 1 с диффузором 2 на выходе, размещенный в канале 1 вал 3 ветротурбины, рабочее колесо 4 ветротурбины с рабочими лопатками 5, промежуточные направляющие лопатки 6, выходные направляющие лопатки 7, коническую зубчатую пару 8, выходной вал 9, понижающий редуктор 10, роликоподшипник 11, вал 12 центробежного регулятора 13, неподвижное кольцо 14, ведущую штангу 15, регулирующую заслонку 16, груз 17, ведомую штангу 18 центробежного регулятора 13, пружину 19 возврата и подвижное кольцо 20.
Устройство работает следующим образом.
Ветровой поток поступает по рабочему каналу 1 саморегулирующейся ветротурбины и, ударяя в плоскость рабочих лопаток 5, заставляет их вращать рабочее колесо 4, жестко сидящее на валу 3. При вращении вала 3 ветротурбины и соединенного с ней через понижающий редуктор 10 вала 12 центробежного регулятора 13 возникает центробежная сила, стремящаяся поднять груз 17, а значит, и верхний конец ведущей штанги 15 с регулирующей заслонкой 16. Если эта центробежная сила больше, чем сумма противодействующих сил, то вращающиеся регулирующие заслонки 16 поднимаются вверх и, перекрывая сечение рабочего канала 1, препятствуют прохождению ветрового потока, снижая его скорость. С понижением этой скорости снижается и скорость вращения ветротурбины, центробежная сила уменьшается и регулирующие заслонки 16 опускаются. Это будет продолжаться до тех пор, пока установится скорость вращения, при которой центробежная сила и сумма противодействующих сил будут уравновешены.
Таким образом производится автоматическое саморегулирование ветротурбиной своего вращения, поскольку в исходном положении, когда скорость вращения ветротурбины оптимальна, соблюдаются условия равновесия сил:
Pц= ΣPпр
где Рц - центробежная сила, Н;
ΣPпр- сумма противодействующих сил, Н.
Pц= ΣPпр
где Рц - центробежная сила, Н;
ΣPпр- сумма противодействующих сил, Н.
ΣPпр= Pв.п.+ Pпр.в.+ M
где РВ.П. - сила ветрового потока, действующая на поверхность регулирующих заслонок, Н;
Рпр.в. - сила пружины возврата, Н;
М - масса груза, кг.
где РВ.П. - сила ветрового потока, действующая на поверхность регулирующих заслонок, Н;
Рпр.в. - сила пружины возврата, Н;
М - масса груза, кг.
В этом случае регулирующие заслонки 16 находятся в крайнем нижнем положении, т.е. опущены вниз и не препятствуют прохождению ветрового потока через проходное сечение между ними и рабочим каналом 1. При увеличении скорости ветра, а вместе с этим и скорости вращения ветротурбины, центробежная сила резко возрастает, т.к.
Pц= M·ω2·r
где М - масса груза, кг;
ω- угловая скорость, рад/с;
r - радиус вращения груза, м,
и, действуя на груз 17, преодолевает все указанные выше противодействующие силы, поднимая вверх регулирующие заслонки 16. Несмотря на то, что площадь их поверхности меньше площади сечения проходящего ветрового потока, они, в силу своего быстрого вращения за определенный малый промежуток времени, многократно перекрывают площадь его поперечного сечения и тем самым значительно увеличивая аэродинамическое сопротивление, уменьшают скорость ветрового потока. Чем больше скорость ветра, тем выше поднимается груз 17 и тем большее сечение ветрового потока перекрывается поднимающимися и вращающимися регулирующими заслонками 16. С уменьшением скорости ветрового потока в рабочем канале 1 и скорости вращения ветротурбины, они опускаются в такое положение, когда центробежная сила будет уравновешена суммой противодействующих сил.
где М - масса груза, кг;
ω- угловая скорость, рад/с;
r - радиус вращения груза, м,
и, действуя на груз 17, преодолевает все указанные выше противодействующие силы, поднимая вверх регулирующие заслонки 16. Несмотря на то, что площадь их поверхности меньше площади сечения проходящего ветрового потока, они, в силу своего быстрого вращения за определенный малый промежуток времени, многократно перекрывают площадь его поперечного сечения и тем самым значительно увеличивая аэродинамическое сопротивление, уменьшают скорость ветрового потока. Чем больше скорость ветра, тем выше поднимается груз 17 и тем большее сечение ветрового потока перекрывается поднимающимися и вращающимися регулирующими заслонками 16. С уменьшением скорости ветрового потока в рабочем канале 1 и скорости вращения ветротурбины, они опускаются в такое положение, когда центробежная сила будет уравновешена суммой противодействующих сил.
Claims (1)
- Ветротурбина, содержащая рабочий канал с диффузором на выходе и размещенный в канале вал турбины с рабочими лопатками, жестко закрепленными под определенным углом к его оси, отличающаяся тем, что рабочие лопатки закреплены с образованием по меньшей мере одного ряда, на внутренней поверхности канала жестко закреплен по меньшей мере один ряд направляющих лопаток, причем направляющие лопатки выходного ряда установлены параллельно оси вала, в канале между турбиной и выходным диффузором установлен центробежный регулятор скорости ветрового потока, соединенный своим валом с валом турбины через понижающий редуктор, а на ведущих штангах регулятора жестко укреплены регулирующие заслонки в форме трапеции, плоскость которых направлена навстречу ветровому потоку.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99108470/06A RU2162545C2 (ru) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | Саморегулирующаяся ветротурбина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99108470/06A RU2162545C2 (ru) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | Саморегулирующаяся ветротурбина |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2162545C2 true RU2162545C2 (ru) | 2001-01-27 |
Family
ID=20218927
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99108470/06A RU2162545C2 (ru) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | Саморегулирующаяся ветротурбина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2162545C2 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA011531B1 (ru) * | 2004-12-27 | 2009-04-28 | Кевин Фрайест | Многотурбинный генератор, усиливающий воздушный поток |
CN107926926A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-04-20 | 广东电网有限责任公司江门供电局 | 一种电力驱鸟器 |
RU2686529C2 (ru) * | 2018-04-19 | 2019-04-29 | Сергей Викторович Дёмин | Бортовой ветрогенератор |
-
1999
- 1999-04-05 RU RU99108470/06A patent/RU2162545C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA011531B1 (ru) * | 2004-12-27 | 2009-04-28 | Кевин Фрайест | Многотурбинный генератор, усиливающий воздушный поток |
CN107926926A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-04-20 | 广东电网有限责任公司江门供电局 | 一种电力驱鸟器 |
CN107926926B (zh) * | 2017-12-21 | 2023-08-01 | 广东电网有限责任公司江门供电局 | 一种电力驱鸟器 |
RU2686529C2 (ru) * | 2018-04-19 | 2019-04-29 | Сергей Викторович Дёмин | Бортовой ветрогенератор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4012163A (en) | Wind driven power generator | |
US5553996A (en) | Wind powered turbine | |
EP1423607B1 (en) | Column airflow power apparatus | |
US6981839B2 (en) | Wind powered turbine in a tunnel | |
EP1828598B1 (en) | Vertical axis turbine | |
CN103038503A (zh) | 从非自然风源回收风能的***及方法 | |
RU2007122457A (ru) | Способ использования внутренней энергии воздуха и устройства для его осуществления | |
EP0830507A1 (en) | Self-governing fluid energy turbine | |
EA006361B1 (ru) | Усовершенствованная турбина | |
JP2002364517A (ja) | 風力揚水発電装置 | |
CN105240207A (zh) | 风力涡轮机以及使用风力涡轮机导向流体流的方法 | |
AU2004308987B2 (en) | Wind powered turbine engine-horizontal rotor configuration | |
US8137052B1 (en) | Wind turbine generator | |
US11156204B2 (en) | Wind turbine | |
RU2162545C2 (ru) | Саморегулирующаяся ветротурбина | |
GB2275970A (en) | Vertical axis wind turbines | |
SU1787210A3 (ru) | Ветряной двигатель | |
KR102026954B1 (ko) | 집풍식 풍력발전시스템 | |
RU2531478C2 (ru) | Ветровая турбина | |
US20130058758A1 (en) | Wind turbine installed on the top floor of a residential building, particularly in an urban area | |
RU2638120C1 (ru) | Ветротурбинная установка | |
RU162228U1 (ru) | Ветроэнергетическая установка | |
DE102019007452B3 (de) | Bidirektional wirksame Strömungsmaschine | |
CN203098160U (zh) | 可控旋式菲涅尔透镜阵列真空磁悬浮风电*** | |
RU2166665C1 (ru) | Ветродвигатель |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040406 |