RU179502U1

RU179502U1 - WIND ENGINE

Info

Publication number: RU179502U1
Application number: RU2017114050U
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Латышев; Ирина Викторовна Латышева; Ирина Сергеевна Устинова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "НОВАЯ ЭНЕРГИЯ"
Priority date: 2017-04-21
Filing date: 2017-04-21
Publication date: 2018-05-16

Abstract

Полезная модель относится к области ветроэнергетики, а именно к энергетическим установкам с вертикальной осью вращения ротора, используемым для получения механической и электрической энергии.The utility model relates to the field of wind energy, namely to power plants with a vertical axis of rotation of the rotor, used to produce mechanical and electrical energy.

Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является повышение мощности турбины, а именно снижение потерь давления в каналах направляющего аппарата и увеличение расхода воздуха через каналы путем предотвращения отрыва потока с входных кромок наружной и внутренней оболочек направляющего аппарата при натекании ветра.The technical result, which the utility model aims to achieve, is to increase the turbine power, namely, reducing pressure losses in the channels of the guiding apparatus and increasing the air flow through the channels by preventing flow separation from the input edges of the outer and inner shells of the guiding apparatus when wind flows.

Технический результат достигается тем, что ветродвигатель содержит электрогенератор, установленный на валу, ротор турбины с лопастями, вал которого связан с валом электрогенератора, и направляющий аппарат, включающий оболочки, между которыми расположены лопатки с прямолинейной входной и выходной кромками, причем входная кромка ориентирована по оси вращения ротора турбины, направляющий аппарат выполнен круговым, образующие его оболочек представляют собой круговые седлообразные поверхности вращения вокруг оси вращения ротора, выходная кромка лопатки ориентирована перпендикулярно оси вращения, причем проходное сечение межлопаточных каналов уменьшается в направлении выхода, турбина выполнена осевой, ротор турбины установлен в корпусе, имеющем входное отверстие, сообщенное с выходом направляющего аппарата, и стенки отверстия являются продолжением оболочек направляющего аппарата, коллектор, установленный на входе в направляющий аппарат, профиль которого выполнен по дуге окружности.

The technical result is achieved by the fact that the wind turbine contains an electric generator mounted on the shaft, a turbine rotor with blades, the shaft of which is connected with the electric generator shaft, and a guiding apparatus, including shells, between which there are blades with a straight input and output edges, the input edge being oriented along the axis the rotation of the turbine rotor, the guide apparatus is circular, the shells forming it are circular saddle-shaped surfaces of revolution around the axis of rotation of the rotor, the output I the edge of the blade is oriented perpendicular to the axis of rotation, and the passage section of the interscapular channels decreases in the direction of exit, the turbine is made axial, the turbine rotor is installed in the housing having an inlet in communication with the output of the guide apparatus, and the walls of the hole are an extension of the shells of the guide apparatus, the collector installed at the entrance to the guide apparatus, the profile of which is made along an arc of a circle.

Description

Полезная модель относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэнергетическим установкам с вертикальной осью вращения ротора, используемым для получения механической и электрической энергии.The utility model relates to the field of wind energy, namely to wind power plants with a vertical axis of rotation of the rotor used to produce mechanical and electrical energy.

Известен ветродвигатель (ветроэнергетическая установка), содержащий ротор турбины с лопастями и направляющий аппарат, образованный из неподвижных осесимметричных направляющих створок, закрепленных верхней и нижней крышками, входная и выходная кромки направляющих створок ориентированы по оси вращения ротора турбины, турбина образована рядом радиальных профилированных осесимметричных лопастей и расположена внутри направляющего аппарата, кромки лопаток турбины сориентированы так, чтобы обеспечить плавное натекание воздуха с направляющих створок на лопатки турбины (см. МПК F03D 3/04 описание изобретения к патенту №2168059 РФ, опубл. 27.05.2001).A wind turbine (wind power installation) is known, comprising a turbine rotor with blades and a guiding apparatus formed of fixed axisymmetric guiding flaps fixed by upper and lower covers, the input and output edges of the guiding flaps are oriented along the axis of rotation of the turbine rotor, the turbine is formed by a series of radial profiled axisymmetric blades and located inside the guide vane, the edges of the turbine blades are oriented so as to ensure smooth air flow from yayuschih flaps to the turbine blades (see. IPC F03D 3/04 patent specification №2168059 RF, publ. 27.05.2001).

Основным недостатком данного устройства является низкая полнота использования энергии ветрового потока, т.к. не используется энергия потока, отходящего вверх вдоль оси модуля, из-за того, что не организован отвод этого потока..The main disadvantage of this device is the low completeness of the use of wind flow energy, because the energy of the flow going upward along the axis of the module is not used due to the fact that the diversion of this flow is not organized.

Наиболее близкой по технической сущности к полезной модели является ветродвигатель, содержащий электрогенератор, установленный на валу, ротор турбины с лопастями, вал которого связан с валом электрогенератора, и направляющий аппарат, включающий оболочки, между которыми расположены лопатки с прямолинейной входной и выходной кромками, причем входная кромка ориентирована по оси вращения ротора турбины, оболочки направляющего аппарата представляют собой круговые седлообразные поверхности вращения вокруг оси вращения ротора, выходная кромка лопатки ориентирована перпендикулярно оси вращения, лопатки выполнены прямолинейными, причем проходное сечение межлопаточных каналов уменьшается в направлении выхода; турбина выполнена осевой, ротор турбины установлен в корпусе, имеющем входное отверстие, сообщенное с выходом направляющего аппарата, и стенки отверстия являются продолжением оболочек направляющего аппарата (см. МПК F03D 3/04 описание полезной модели к патенту №144302 РФ, опубл. 20.08.2014).The closest to the technical essence of the utility model is a wind turbine containing an electric generator mounted on the shaft, a turbine rotor with blades, the shaft of which is connected with the electric generator shaft, and a guiding apparatus, including shells, between which there are blades with straight input and output edges, the input the edge is oriented along the axis of rotation of the turbine rotor, the guiding apparatus shells are circular saddle-shaped surfaces of revolution around the axis of rotation of the rotor, the output to omka blade is oriented perpendicular to the rotation axis, the blades are made straight, and interblade channels orifice decreases towards the outlet; the turbine is made axial, the turbine rotor is installed in a housing having an inlet in communication with the exit of the guide apparatus, and the walls of the hole are a continuation of the shells of the guide apparatus (see IPC F03D 3/04 utility model description to RF patent No. 144302, published on 08.20.2014 )

Недостаткам этого устройства является понижение мощности турбины за счет того, что с достаточно острых входных кромок наружной и внутренней оболочек направляющего аппарата при натекании ветра происходит отрыв потока, что приводит к создания неравномерных полей скоростей и давлений, к увеличению потерь давления в каналах направляющего аппарата и, соответственно, к уменьшению расхода воздуха через каналы и к снижению мощности турбины.The disadvantages of this device is a decrease in turbine power due to the fact that flow is separated from sufficiently sharp input edges of the outer and inner shells of the guide apparatus when wind flows, which leads to the creation of uneven velocity and pressure fields, to increase pressure losses in the channels of the guide apparatus and, accordingly, to reduce air flow through the channels and to reduce the power of the turbine.

Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является повышение мощности турбины, а именно снижение потерь давления в каналах направляющего аппарата и увеличение расхода воздуха через каналы путем предотвращение отрыва потока с входных кромок наружной и внутренней оболочек направляющего аппарата при натекании ветра.The technical result, which the utility model aims to achieve, is to increase the turbine power, namely, reducing pressure losses in the channels of the guide apparatus and increasing air flow through the channels by preventing flow separation from the input edges of the outer and inner shells of the guide apparatus when wind flows.

Технический результат достигается тем, что ветродвигатель содержит электрогенератор, установленный на валу, ротор турбины с лопастями, вал которого связан с валом электрогенератора, и направляющий аппарат, включающий оболочки, между которыми расположены лопатки с прямолинейной входной и выходной кромками, причем входная кромка ориентирована по оси вращения ротора турбины, направляющий аппарат выполнен круговым, образующие его оболочек представляют собой круговые седлообразные поверхности вращения вокруг оси вращения ротора, выходная кромка лопатки ориентирована перпендикулярно оси вращения, причем проходное сечение межлопаточных каналов уменьшается в направлении выхода, турбина выполнена осевой, ротор турбины установлен в корпусе, имеющем входное отверстие, сообщенное с выходом направляющего аппарата, и стенки отверстия являются продолжением оболочек направляющего аппарата.The technical result is achieved by the fact that the wind turbine contains an electric generator mounted on the shaft, a turbine rotor with blades, the shaft of which is connected with the electric generator shaft, and a guiding apparatus, including shells, between which there are blades with a straight input and output edges, the input edge being oriented along the axis the rotation of the turbine rotor, the guide apparatus is made circular, the shells forming it are circular saddle-shaped surfaces of revolution around the axis of rotation of the rotor, the output I blade edge is oriented perpendicular to the rotation axis, the orifice interblade channels decreases towards the outlet, is formed of axial turbine, the turbine rotor is mounted in a housing having an inlet communicating with the outlet guide vanes and apertures are a continuation of the wall membranes of the guide apparatus.

Новым в полезной модели является то, что она дополнительно содержит коллектор, установленный на входе в направляющий аппарат, профиль которого выполнен по дуге окружности.New in the utility model is that it additionally contains a collector installed at the entrance to the guide apparatus, the profile of which is made along an arc of a circle.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен общий вид ветродвигателя.A utility model is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a general view of a wind turbine.

Ветродвигатель содержит электрогенератор 1, установленный на валу 2, ротор 3 турбины с лопастями 4, вал 5 которого связан с валом 2 электрогенератора 1. Установка также содержит круговой направляющий аппарат, имеющий наружную 6 и внутреннюю 7 оболочки, образующие которых представляют собой круговые седлообразные поверхности вращения вокруг оси вращения ротора 8. Между оболочками 6 и 7 расположены лопатки 9 направляющего аппарата, входная 10 и выходная кромка 11 лопаток 9 направляющего аппарата выполнены прямолинейными, причем входная кромка 10 ориентирована по оси 8, а выходная кромка 11 - перпендикулярно оси 8, проходное сечение межлопаточных каналов 12 уменьшается в направлении выходной кромки 11, турбина выполнена осевой, ротор 3 турбины установлен в корпусе 13, имеющем входное отверстие 14, сообщенное с кольцевым выходом 15 направляющего аппарата, наружная 16 и внутренняя 17 стенки отверстия 14 являются продолжением оболочек 6 и 7 направляющего аппарата. На входе в направляющий аппарат выполнен коллектор 18, профиль которого выполнен по дуге окружности. Работа ветродвигателя осуществляется следующим образом. Работа ветродвигателя не зависит от направления ветра и не требует ориентации на ветер. Поток ветра поступает в межлопаточные каналы 12 направляющего аппарата. Для предотвращения срыва потока с входных кромок наружной и внутренней оболочек направляющего аппарата при натекании ветра на входе в направляющий аппарат установлен коллектор 18, профиль которого выполнен по дуге окружности. Разогнавшийся в направляющих межлопаточных каналах 12 и изменивший направление поток натекает на всю поверхность рабочих лопаток 4 турбины и отдает свою энергию этим лопаткам. В результате кинетическая энергия воздушного потока преобразуется в механическую энергию вращения ротора 3 и в дальнейшем в электрогенераторе 1 - в электрическую энергию.The wind turbine contains an electric generator 1 mounted on the shaft 2, a rotor 3 of the turbine with blades 4, a shaft 5 of which is connected with the shaft 2 of the electric generator 1. The installation also contains a circular guide apparatus having an outer 6 and an inner 7 shell, the constituents of which are circular saddle-shaped surfaces of revolution around the axis of rotation of the rotor 8. Between the shells 6 and 7 are the blades 9 of the guide apparatus, the input 10 and the output edge 11 of the blades 9 of the guide apparatus are made linear, and the input edge of 10 it is oriented along the axis 8, and the output edge 11 is perpendicular to the axis 8, the passage section of the interscapular channels 12 decreases in the direction of the output edge 11, the turbine is axial, the turbine rotor 3 is installed in the housing 13 having an inlet 14 in communication with the annular exit 15 of the guide vane , the outer 16 and inner 17 of the wall of the hole 14 are a continuation of the shells 6 and 7 of the guide apparatus. At the entrance to the guide apparatus, a collector 18 is made, the profile of which is made along an arc of a circle. The operation of the wind turbine is as follows. The operation of the wind turbine does not depend on the direction of the wind and does not require orientation to the wind. The wind flow enters the interscapular channels 12 of the guide vane. To prevent stalling of the flow from the input edges of the outer and inner shells of the guide vane when the wind flows in, a collector 18 is installed at the entrance to the guide vane, the profile of which is made along an arc of a circle. Accelerated in the guide interscapular channels 12 and changed direction, the flow flows onto the entire surface of the working blades 4 of the turbine and gives its energy to these blades. As a result, the kinetic energy of the air flow is converted into mechanical energy of rotation of the rotor 3 and then in the electric generator 1 into electrical energy.

Применение полезной модели позволит увеличить мощность ветродвигателя и увеличить КПД преобразования энергии ветра в механическую энергию вращения вала и в дальнейшем в электрическую энергию.The application of the utility model will increase the power of the wind turbine and increase the efficiency of converting wind energy into mechanical energy of rotation of the shaft and further into electrical energy.

Claims

A wind turbine containing an electric generator mounted on the shaft, a turbine rotor with blades, the shaft of which is connected with the electric generator shaft, and a guiding apparatus, including shells, between which there are blades with straight input and output edges, the input edge being oriented along the axis of rotation of the turbine rotor, the guiding the apparatus is made circular, the shells forming its shells are circular saddle-shaped surfaces of revolution about the axis of rotation of the rotor, the outlet edge of the blade is oriented perpendi perpendicular to the axis of rotation, and the passage section of the interscapular channels decreases in the direction of exit, the turbine is made axial, the turbine rotor is installed in a housing having an inlet in communication with the output of the guide apparatus, and the walls of the hole are a continuation of the shells of the guide apparatus, characterized in that the wind turbine further comprises a collector installed at the entrance to the guide apparatus, the profile of which is made along an arc of a circle.