RU2008514C1

RU2008514C1 - Wind-electric plant

Info

Publication number: RU2008514C1
Authority: RU
Inventors: В.П. Мазяров; В.И. Медведев; В.С. Макаров
Original assignee: Чувашский сельскохозяйственный институт
Priority date: 1991-01-16
Filing date: 1991-01-16
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: wind-electric power engineering. SUBSTANCE: plant has slit converging tube 5 with diffuser 6. Blade windwheels 8 are set on vertical shafts 7 overlapping each other with axes spaced at distance greater than windwheel radius and smaller than its diameter. Windwheels of adjacent shafts are mounted in different planes and alternate vertically. EFFECT: improved design. 2 dwg

Description

Изобретение относится к ветроэнергетике и касается ветроэнергетических установок с направляющими аппаратами. The invention relates to wind energy and relates to wind power plants with guide vanes.

Известна ветроэнергетическая установка, содержащая входной щелевой конфузор и расположенные за ним два барабана, вертикально установленные с возможностью вращения в противоположных направлениях [1] . Known wind power installation containing an input slotted confuser and located behind it two drums, vertically mounted with the possibility of rotation in opposite directions [1].

Недостатками известного устройства являются большая лобовая поверхность конфузора и его низкий КПД. The disadvantages of the known device are the large frontal surface of the confuser and its low efficiency.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является ветроагрегат, включающий лопастные ветроколеса, установленные на вертикальных валах с межосевым расстоянием, которое больше радиуса и меньше диаметра ветроколес [2] . The closest in technical essence and the achieved result to the invention is a wind turbine, including blade wind turbines mounted on vertical shafts with a center distance that is larger than the radius and smaller than the diameter of the wind wheels [2].

Недостатками этого ветроагрегата являются сравнительно большая лобовая поверхность конфузора и невысокий коэффициент использования энергии ветра. The disadvantages of this wind turbine are the relatively large frontal surface of the confuser and the low coefficient of utilization of wind energy.

Целью изобретения является повышение коэффициента использования энергии ветра. The aim of the invention is to increase the utilization of wind energy.

Поставленная цель достигается тем, что в ветроагрегате, состоящем из щелевых конфузоров и лопастных ветроколес, установленных на размещенных в ряд вертикальных валах с межосевым расстоянием, большим радиуса и меньшим диаметра ветроколес, последние на соседних валах установлены в разных плоскостях с чередованием по вертикали. This goal is achieved by the fact that in a wind turbine consisting of slotted confusers and rotor blades mounted on a row of vertical shafts with a center distance greater than the radius and a smaller diameter of the wind wheels, the latter on adjacent shafts are installed in different planes with alternating vertically.

Сходными признаками предложенного технического решения с известными являются наличие щелевых конфузоров с диффузорами и лопастных ветроколес, установленных на вертикальных валах с межосевым расстоянием, большим радиуса и меньшим диаметра ветроколес. Similar features of the proposed technical solution with the well-known are the presence of slotted confusers with diffusers and rotor blades mounted on vertical shafts with a center distance greater than the radius and smaller diameter of the wind wheels.

Предложенный ветроагрегат отличается от известных тем, что лопастные ветроколеса соседних валов установлены в разных плоскостях с чередованием по вертикали. The proposed wind turbine differs from the known ones in that the blade wind turbines of adjacent shafts are installed in different planes with alternating vertically.

Чередование ветроколес соседних валов в предложенном устройстве позволяет уменьшить расстояние между валами до суммы радиусов ветроколеса и вала, снизить площадь лобового сечения конфузоров и повысить тем самым коэффициент использования энергии ветра. Кроме того, в предложенной конструкции на расстояние между валами не влияют ни число рабочих лопаток, ни их форма, что также способствует оптимизации этих параметров и повышению КПД ветроагрегата. The alternation of wind wheels of adjacent shafts in the proposed device allows to reduce the distance between the shafts to the sum of the radii of the wind wheel and the shaft, to reduce the frontal cross-sectional area of the confusers and thereby increase the utilization of wind energy. In addition, in the proposed design neither the number of working blades nor their shape affect the distance between the shafts, which also helps to optimize these parameters and increase the efficiency of the wind turbine.

На фиг. 1 изображен общий вид ветроагрегата; на фиг. 2 - то же, вид сверху. Ветроагрегат состоит из обтекателей 1, закрепленных траверсами 2 и установленных на катках 3 с возможностью поворота на эксцентричной оси 4. Обтекатель 1 образует щелевой конфузор 5 с диффузором 6, где установлены вертикальные валы 7, кинематически связанные между собой и электрогенератором (на чертежах не показан). На соседних валах 7 в разных плоскостях с чередованием по вертикали установлены лопастные ветроколеса 8. При этом расстояние а между соседними валами больше радиуса R и меньше диаметра D лопастных ветроколес 8. In FIG. 1 shows a General view of the wind turbine; in FIG. 2 - the same, top view. The windmill consists of fairings 1, fixed by traverses 2 and mounted on rollers 3 with the possibility of rotation on the eccentric axis 4. Fairing 1 forms a slotted confuser 5 with a diffuser 6, where vertical shafts 7 are installed, kinematically connected between themselves and the electric generator (not shown in the drawings) . On the adjacent shafts 7 in different planes with alternating vertically installed bladed wind wheels 8. The distance a between adjacent shafts is greater than the radius R and less than the diameter D of the bladed wind wheels 8.

Ветроагрегат работает следующим образом. Поток воздуха обтекателями 1 направляется через входной конфузор 5 в диффузор 6, где повышается где скорость и создается эффект воздушного коридора. Воздействуя на лопатки ветроколес 8, сконцентрированный в диффузоре поток воздуха приводит во вращение вертикальные валы 7 и связанный с ними электрогенератор. Windmill operates as follows. The flow of air around the fairings 1 is directed through the inlet confuser 5 into the diffuser 6, where it increases where the speed increases and the effect of the air passage is created. Acting on the blades of the wind wheel 8, the air stream concentrated in the diffuser drives the vertical shafts 7 and the associated electric generator.

За счет установки лопастных ветроколес на соседних валах в разных плоскостях с чередованием по вертикали обеспечивается уменьшение расстояния между соседними валами при сохранении размеров ветроколес. Это приводит к уменьшению площади лобового сечения обтекателей и повышению коэффициента использования ветровой энергии, а также КПД всего ветроагрегата по сравнению с аналогичными агрегатами. Кроме того, установка ветроагрегата эксцентрично относительно оси 4 позволяет отказаться от специального флюгера для его ориентации по направлению ветра и упростить конструкцию. Предложенный ветроагрегат может работать при малой скорости ветра и создавать сравнительно большой момент на приводном валу электрогенератора, обладает повышенной ураганоустойчивостью и надежностью. Due to the installation of paddle wind turbines on adjacent shafts in different planes with alternating vertically, the distance between adjacent shafts is reduced while maintaining the size of the wind wheels. This leads to a decrease in the area of the frontal section of the fairings and an increase in the coefficient of use of wind energy, as well as the efficiency of the entire wind turbine in comparison with similar units. In addition, the installation of the wind turbine eccentrically relative to axis 4 allows you to abandon the special weather vane for its orientation in the direction of the wind and simplify the design. The proposed wind turbine can operate at a low wind speed and create a relatively large moment on the drive shaft of the generator, has increased hurricane resistance and reliability.

(56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1564375, кл. F 03 D 3/02, 1990. (56) 1. USSR author's certificate N 1564375, cl. F 03 D 3/02, 1990.

2. Патент США N 4174923, кл. F 03 D 3/02, опублик. 1979. 2. US patent N 4174923, CL. F 03 D 3/02, published. 1979.

Claims

A WIND UNIT containing a slotted confuser and rotor blades placed on vertical shafts overlapping each other, with a center distance greater than the radius and smaller diameter of the blades, characterized in that, in order to increase the utilization of wind energy, the blades of adjacent shafts are installed in different planes with vertical alternation.