RU25551U1 - WIND POWER PLANT - Google Patents

Abstract

Ветроэнергетическая установка в виде установленного на опоре энергоагрегата, содержащего по крайней мере одну ветровую турбину, связанную с электрогенератором, переднюю кольцевую оболочку с по крайней мере одним входным каналом ветровой турбины и подвижной выходной частью, а электрогенератор помещен в центральную оболочку, установленную за лопастями ветровой турбины и представляющую обтекаемую поверхность, образующую с выходной подвижной частью передней кольцевой оболочки выходной канал ветровой турбины, а с наружной кольцевой оболочкой, установленной концентрично передней кольцевой оболочке и центральной оболочке, диффузорный канал, причем передняя кольцевая оболочка и наружная кольцевая оболочка выполнены в виде воздуховодов, расширяющиеся части которых направлены в сторону набегающего ветрового потока и снабжены радиальными направляющими пластинами, при этом выходная часть наружной кольцевой оболочки выполнена с возможностью осевого перемещения, а ветровая турбина установлена в выходной части передней кольцевой оболочки, отличающаяся тем, что она снабжена установленным перед ветровой турбиной и соосно с ней ротором с винтообразными лопастями, имеющим возможность вращения, а выходная подвижная часть передней кольцевой оболочки имеет радиально расположенные полые щелевые каналы.A wind power installation in the form of a power unit mounted on a support, comprising at least one wind turbine connected to an electric generator, a front annular shell with at least one inlet channel of the wind turbine and a movable output part, and the electric generator is placed in a central shell installed behind the blades of the wind turbine and representing a streamlined surface, forming with the output movable part of the front annular shell the output channel of the wind turbine, and with the outer annular a diffuser channel installed concentrically with the front annular shell and the central shell, the front annular shell and the outer annular shell being made in the form of air ducts, the expanding parts of which are directed towards the incoming wind flow and are provided with radial guide plates, while the output part of the outer annular shell is made with the possibility of axial movement, and the wind turbine is installed in the output part of the front annular shell, characterized in that it is equipped with on an upstream wind turbine and coaxial with the rotor with helical blades having a rotatable output and the movable portion of the front annular shell has a radially disposed slotted hollow channels.

Description

tfii }tA 1im-mitY.uMum-iimti,tfii} tA 1im-mitY.uMum-iimti,

ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА,WIND POWER INSTALLATION,

Ветроэнергетическая установка относится к области электроэнергетики и может быть использована для преобразования энергии ветра в электроэнергию.A wind power plant belongs to the field of electric power and can be used to convert wind energy into electricity.

Известна ветроэнергетическая установка 1, состоящая из рабочего колеса с центральным обтекателем, на периферии которого установлены реактивные лопатки, а растеканию набегающего ветрового потока препятствует кольцевой цилиндрический обтекатель, установленный соосно с рабочим колесом. С тыльной стороной рабочего колеса контактирует бегунок электрогенератора, который установлен в обтекателе, формирующем внешний ветровой поток с плавным изменением скорости, вследствие чего на выходе воздуха из лопаточного пространства аппарата образуется разряжение, которое повышает перепад давления на лопатках.Known wind power installation 1, consisting of an impeller with a central cowl, on the periphery of which jet blades are installed, and an annular cylindrical cowl mounted coaxially with the impeller prevents spreading of the incident wind flow. The runner of the electric generator is in contact with the back of the impeller, which is installed in the fairing, which forms an external wind flow with a smooth change in speed, as a result of which a vacuum forms at the air outlet from the blade space of the apparatus, which increases the pressure drop across the blades.

Основным недостатком ветроэнергетических установок подобного типа являются конструкторско-технологические ограничения по увеличению мопщости установок, связанные с возрастанием лобового сопротивления от набегающего ветрового потока и массы вращающихся частей рабочего колеса.The main disadvantage of wind power plants of this type is the design and technological restrictions on increasing the mobility of plants associated with an increase in drag from the incident wind flow and the mass of the rotating parts of the impeller.

Наиболее близкой по технической сущности является ветроэнергетическая установка 2, которая состоит из установленного на опоре энергоагрегата, содержащего по крайней мере одну ветровую турбину, связанную с электрогенератором, переднюю кольцевую оболочку с по крайней мере одним входным каналом ветровой турбины и подвижной выходной частью, центральную оболочку, установленную за лопастями ветровой турбины и представляющую обтекаемую поверхность, образуюшую с выходной подвижной частью передней кольцевой оболочки выходной канал ветровой турбины, а с наружной кольцевой оболочкой, установленной концентрично передней кольцевой оболочке и центральной оболочке, диффузорный канал, причем передняя кольцевая оболочка и наружная кольцевая оболочка выполнены в виде воздуховодов, расширяющиеся части которых направлены в сторону набегающегоThe closest in technical essence is the wind power installation 2, which consists of a power unit mounted on a support containing at least one wind turbine connected to an electric generator, a front annular shell with at least one inlet channel of the wind turbine and a movable output part, a central shell, installed behind the blades of the wind turbine and representing a streamlined surface, forming with the output movable part of the front annular shell the output channel of the wind turbine, and with an outer annular sheath mounted concentrically annular front shell and the central shell, the diffuser passage, the front shell and the annular outer annular sheath are formed as ducts, expanding parts which are directed towards the oncoming

F04D 1/04 F04D 1/04

ветрового потока и снабжены радиальными направляющими пластинами, при этом выходная часть наружной кольцевой оболочки выполнена с возможностью осевого перемещения, а ветровая турбина установлена в выходной части передней кольцевой оболочки.the wind flow and are equipped with radial guide plates, while the output part of the outer annular shell is made with the possibility of axial movement, and the wind turbine is installed in the output part of the front annular shell.

Недостатком ветроэнергетических установок подобного типа является недостаточно эффективное использование энергии набегающего потока и недостаточная степень создаваемого разряжения за лопастями ветровой турбины.A disadvantage of wind power plants of this type is the insufficiently efficient use of free flow energy and the insufficient degree of vacuum generated behind the blades of a wind turbine.

Целью предлагаемой полезной модели является увеличение к.п.д. ветроэнергетической установки путем увеличения перепада давления на лопастях ветровой турбины, а также увеличение крутящего момента на валу ветровой турбины за счет изменения угла атаки ветрового потока на лопасти ветровой турбины.The purpose of the proposed utility model is to increase the efficiency wind power installation by increasing the pressure drop across the blades of the wind turbine, as well as increasing the torque on the shaft of the wind turbine by changing the angle of attack of the wind flow on the blades of the wind turbine.

Указанная цель достигается тем, что ветроэнергетическая установка, в виде установленного на опоре энергоагрегата, содержащего по крайней мере одну ветровую турбину, связанную с электрогенератором, переднюю кольцевую оболочку с по крайней мере одним входным каналом ветровой турбины и подвижной выходной частью, а электрогенератор помещен в центральную оболочку, установленную за лопастями ветровой турбины и представляющую обтекаемую поверхность, образующую с выходной подвижной частью передней кольцевой оболочки выходной канал ветровой турбины, а с наружной кольцевой оболочкой, установленной концентрично передней кольцевой оболочке и центральной оболочке, диффузорный канал, причем передняя кольцевая оболочка и наружная кольцевая оболочка выполнены в виде воздуховодов, расширяющиеся части которых направлены в сторону набегающего ветрового потока и снабжены радиальными направляющими пластинами, при этом выходная часть наружной кольцевой оболочки выполнена с возможностью осевого перемещения, а ветровая турбина установлена в выходной части передней кольцевой оболочки, снабжена установленным перед ветровой турбиной и соосно с ней ротором с винтообразными лопастями, имеющим возможность вращения, а выходная подвижная часть передней кольцевой оболочки имеет радиально расположенные полые щелевые каналы.This goal is achieved by the fact that the wind power installation, in the form of a power plant mounted on a support, containing at least one wind turbine connected to an electric generator, a front annular shell with at least one inlet channel of the wind turbine and a movable output part, and the electric generator is placed in the central a shell installed behind the blades of a wind turbine and representing a streamlined surface, forming with the output movable part of the front annular shell the wind outlet channel of the turbine, and with an outer annular casing installed concentrically to the front annular casing and the central casing, a diffuser channel, the front annular casing and the outer annular casing are made in the form of air ducts, the expanding parts of which are directed towards the incident wind flow and are provided with radial guide plates, with this output part of the outer annular shell is made with the possibility of axial movement, and the wind turbine is installed in the output part of the front annular shell hibernation, provided with an upstream wind turbine and coaxial with the rotor with helical blades having a rotatable output and the movable portion of the front annular shell has a radially disposed slotted hollow channels.

Ротор с винтообразными лопастями, помещенный перед ветровой турбиной и соосно с ней позволяет изменить направление движения ветрового потока и он подается на лопасти ветровой турбины под углом, обеспечивающим создание максимального крутящего момента, при этом ротор имеет возможность вращения и с него также снимается мощность. Радиально расположенные полые щелевые каналы на выходной подвижной части передней кольцевой оболочки увеличивают площадь контакта воздущного потока диффузорного канала, что способствует увеличению эффекта эжекции и, соответственно, увеличению перепада давления на лопастях ветровой турбины.A rotor with helical blades placed in front of the wind turbine and coaxially with it allows you to change the direction of movement of the wind flow and it is fed to the blades of the wind turbine at an angle that creates maximum torque, while the rotor has the ability to rotate and power is also removed from it. Radially located hollow slotted channels on the output movable part of the front annular shell increase the contact area of the air flow of the diffuser channel, which contributes to an increase in the ejection effect and, accordingly, to an increase in the pressure drop across the blades of the wind turbine.

потока по сравнению с ветроэнергетической установкой, принятой в качестве прототипа.flow compared to a wind power plant adopted as a prototype.

На фигуре 1 изображен общий вид ветроэнергетической установки, установленной на опоре 1.The figure 1 shows a General view of a wind power installation installed on a support 1.

На фигуре 2 представлена ветроэнергетическая установка, содержащая ветровую турбину 2, переднюю кольцевую оболочку 3 с подвижной выходной частью 4, снабженной полыми щелевыми каналами 5, центральную оболочку 6, обтекатель 7, наружную кольцевую оболочку 8 с подвижной выходной частью 9, радиальные направляющие пластины передней кольцевой оболочки 10 и радиальные направляющие пластины наружной кольцевой оболочки И, ротор с винтообразными лопастями 12, установленный перед ветровой турбиной 2.The figure 2 presents a wind power installation containing a wind turbine 2, a front annular shell 3 with a movable outlet part 4 provided with hollow slotted channels 5, a central shell 6, a fairing 7, an outer annular shell 8 with a movable outlet part 9, radial guide plates of the front annular shell 10 and the radial guide plate of the outer annular shell And, the rotor with helical blades 12, installed in front of the wind turbine 2.

Ветроэнергетическая установка работает следующим образом. Набегающий ветровой поток, попадая во внутреннюю полость передней кольцевой оболочки 3, сжимается за счет сужения ее сечения и центрального обтекателя 7, увеличивает свою скорость и кинетическую энергию, при этом, проходя между радиально расположенными пластинами 10 стабилизирует направление своего движения. Выпрямленный ветровой поток воздействует на рабочие поверхности винтообразных лопастей ротора 12, создавая крутящий момент на валу ротора и изменяя направление своего движения и попадает на рабочие поверхности лопастей ветровой турбины 2 под углом, обеспечивающим создание максимального крутящего момента на валу ветровой турбины. Носле прохождения лопастей ветровой турбины 2, ветровой поток попадает в выходной канал, образованный подвижной выходной частью 4 передней кольцевой оболочки 3 и центральной оболочкой 6.Wind power installation works as follows. The incident wind stream, getting into the inner cavity of the front annular shell 3, is compressed due to the narrowing of its cross section and the central fairing 7, increases its speed and kinetic energy, while passing between the radially arranged plates 10 it stabilizes the direction of its movement. The straightened wind flow acts on the working surfaces of the helical blades of the rotor 12, creating a torque on the rotor shaft and changing the direction of its movement and falls on the working surfaces of the blades of the wind turbine 2 at an angle that ensures the creation of maximum torque on the shaft of the wind turbine. After passing the blades of the wind turbine 2, the wind stream enters the outlet channel formed by the movable outlet part 4 of the front annular shell 3 and the central shell 6.

Набегающий ветровой поток, попавший в кольцевой канал, образованный наружной поверхностью передней кольцевой оболочки 3 и внутренней поверхностью наружной кольцевой оболочки 8, сжимается за счет сужения его сечения, увеличивая свою скорость и кинетическую энергию, при этом, проходя между радиально расположенными пластинами И, стабилизирует направление своего движения. Нри выходе из кольцевого канала, сжатый воздущный поток поступает в диффузорный канал, образованный подвижной выходной частью 9 наружной кольцевой оболочки 8 и центральной оболочкой 6,The incident wind flow that has entered the annular channel formed by the outer surface of the front annular shell 3 and the inner surface of the outer annular shell 8 is compressed by narrowing its cross section, increasing its speed and kinetic energy, while passing between the radially located plates And stabilizes the direction his movement. When leaving the annular channel, the compressed air stream enters the diffuser channel formed by the movable output part 9 of the outer annular shell 8 and the central shell 6,

Воздушный поток выходного канала, проходя через полые щелевые каналы 5 подвижной выходной части 4 передней кольцевой оболочки 3, увеличивает площадь контакта с воздушным потоком диффузорного канала, что способствует увеличению эффекта эжекции, и соответственно, увеличению перепада давления на лопастях ветровой турбины 2.The air flow of the output channel, passing through the hollow slotted channels 5 of the movable output part 4 of the front annular shell 3, increases the contact area with the air flow of the diffuser channel, which contributes to an increase in the ejection effect, and accordingly, to an increase in the pressure drop across the blades of the wind turbine 2.

Claims (1)

Ветроэнергетическая установка в виде установленного на опоре энергоагрегата, содержащего по крайней мере одну ветровую турбину, связанную с электрогенератором, переднюю кольцевую оболочку с по крайней мере одним входным каналом ветровой турбины и подвижной выходной частью, а электрогенератор помещен в центральную оболочку, установленную за лопастями ветровой турбины и представляющую обтекаемую поверхность, образующую с выходной подвижной частью передней кольцевой оболочки выходной канал ветровой турбины, а с наружной кольцевой оболочкой, установленной концентрично передней кольцевой оболочке и центральной оболочке, диффузорный канал, причем передняя кольцевая оболочка и наружная кольцевая оболочка выполнены в виде воздуховодов, расширяющиеся части которых направлены в сторону набегающего ветрового потока и снабжены радиальными направляющими пластинами, при этом выходная часть наружной кольцевой оболочки выполнена с возможностью осевого перемещения, а ветровая турбина установлена в выходной части передней кольцевой оболочки, отличающаяся тем, что она снабжена установленным перед ветровой турбиной и соосно с ней ротором с винтообразными лопастями, имеющим возможность вращения, а выходная подвижная часть передней кольцевой оболочки имеет радиально расположенные полые щелевые каналы.

A wind power installation in the form of a power unit mounted on a support containing at least one wind turbine connected to an electric generator, a front annular shell with at least one inlet channel of the wind turbine and a movable output part, and the electric generator is placed in a central shell installed behind the blades of the wind turbine and representing a streamlined surface, forming with the output movable part of the front annular shell the output channel of the wind turbine, and with the outer annular a diffuser channel installed concentrically with the front annular shell and the central shell, the front annular shell and the outer annular shell being made in the form of air ducts, the expanding parts of which are directed towards the incoming wind flow and are provided with radial guide plates, while the output part of the outer annular shell is made with the possibility of axial movement, and the wind turbine is installed in the output part of the front annular shell, characterized in that it is equipped with on an upstream wind turbine and coaxial with the rotor with helical blades having a rotatable output and the movable portion of the front annular shell has a radially disposed slotted hollow channels.