Диффузорная ветроэнергетическая установка с пониженным уровнем шума


 


Владельцы патента RU 2501975:

Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ВЭС" (RU)

Изобретение относится к области энергетики, а именно к осевым ветроэнергетическим установкам. Ветроэнергетическая установка с пониженным уровнем шума содержит неподвижно закрепленные на оси передний и задний обтекатели, расположенный между ними ротор в виде втулки с лопатками основной ветротурбины и кольцевой диффузорный ускоритель. Кольцевой диффузорный ускоритель зафиксирован на обтекателях посредством неподвижных стоек и лопаток направляющего аппарата. За основной ветротурбиной по направлению потока размещена, по крайней мере, одна дополнительная ветротурбина. Дополнительная ветротурбина расположена внутри кольцевой обечайки, диаметр которой меньше внутреннего диаметра кольцевого диффузорного ускорителя. Лопатки дополнительной ветротурбины закреплены на втулке ротора основной ветротурбины. Кольцевой диффузорный ускоритель выполнен в виде трех кольцевых крыльев, расположенных вдоль оси друг за другом и имеющих последовательно увеличивающиеся диаметры. Изобретение позволяет понизить уровень шума. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области энергетики, а именно к осевым ветроэнергетическим установкам и может быть использована в промышленности, сельском хозяйстве, энергоснабжении жилых зданий и т.п. Установка относится в ветроустановкам с ускорителями потока, в частности с диффузорными ускорителями.

Известна ветроэнергетическая установка, содержащая неподвижно закрепленные на оси передний и задний обтекатели, расположенный между ними ротор в виде втулки с лопатками основной ветротурбины и кольцевой диффузорный ускоритель, зафиксированный на обтекателях посредством неподвижных стоек и лопаток направляющего аппарата (см. патент RU 2331791, кл. F03D 1/04, опубл. 20.08.2008). Недостатком известного устройства является интенсивное акустическое воздействие на окружающую среду.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка. Технический результат заключается в снижении уровня шума. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в ветроэнергетической установке с пониженным уровнем шума, содержащей неподвижно закрепленные на оси передний и задний обтекатели, расположенный между ними ротор в виде втулки с лопатками основной ветротурбины и кольцевой диффузорный ускоритель, зафиксированный на обтекателях посредством неподвижных стоек и лопаток направляющего аппарата, за основной ветротурбиной по направлению потока размещена по крайней мере одна дополнительная ветротурбина, расположенная внутри кольцевой обечайки, диаметр которой меньше внутреннего диаметра кольцевого диффузорного ускорителя. Лопатки дополнительной ветротурбины могут быть закреплены на втулке ротора основной ветротурбины. Кольцевой диффузорный ускоритель может быть выполнен в виде трех кольцевых крыльев, расположенных вдоль оси друг за другом и имеющих последовательно увеличивающиеся диаметры.

На чертеже представлено продольное сечение предлагаемой ветроэнергетической установки.

Наиболее эффективным способом уменьшения акустической мощности турбины является уменьшение окружной скорости, при которой она обеспечивает необходимые параметры по срабатываемому перепаду давления и расходу воздуха. Однако, при уменьшении окружной скорости увеличивается аэродинамическая нагруженность лопаточных венцов турбины особенно в привтулочной их части (требуются большие углы поворота потока, большие густоты решеток профилей, возникает опасность возникновения отрыва потока). Это приводит к необходимости значительного увеличения диаметра втулки турбины, что существенно уменьшает ометаемую площадь и снижает энергетическую эффективность установки или (если не уменьшать ометаемую площадь турбины) существенно ограничивает нижний предел по окружной скорости.

Предлагаемая ветроэнергетическая установка содержит центральное тело, выполненное в виде неподвижно закрепленных на оси 1 переднего обтекателя (кока) 2 и заднего обтекателя 3. На обтекателях 2 и 3 посредством неподвижных стоек 4 и лопаток направляющего аппарата 5 зафиксирован кольцевой диффузорный ускоритель 6 в виде трех кольцевых крыльев, расположенных вдоль оси друг за другом и имеющих последовательно увеличивающиеся диаметры. Между обтекателями 2 и 3 на оси 1 расположен ротор в виде втулки 7 с лопатками основной ветротурбины 8 (диаметр которой практически равен внутреннему диаметру ускорителя 6) и следующей за ней по направлению потока дополнительной ветротурбины 9 меньшего диаметра. Малая ветротурбина 9 расположена внутри неподвижной кольцевой обечайки 10, снабженной спрямляющими лопатками 11. Диаметр обечайки 9 соответствует диаметру ветротурбины 8, т.е. меньше внутреннего диаметра кольцевого диффузорного ускорителя. В случае необходимости, установка может быть снабжена несколькими дополнительными турбинами со своими обечайками уменьшающегося диаметра.

Работает установка точно так же, как и подобные ей установки с диффузорным ускорителем.

В предлагаемой установке за счет разделения перепада давления, срабатываемого в привтулочной части, между двумя или несколькими ветротутурбинами разного диаметра существенно снижается их аэродинамическая нагруженность. Это позволяет обеспечить значительное снижение окружной скорости и шума ветроустановки без увеличения диаметра втулки турбины и, соответственно, без ухудшения ее энергетической эффективности и увеличения габаритов.

1. Ветроэнергетическая установка с пониженным уровнем шума, содержащая неподвижно закрепленные на оси передний и задний обтекатели, расположенный между ними ротор в виде втулки с лопатками основной ветротурбины и кольцевой диффузорный ускоритель, зафиксированный на обтекателях посредством неподвижных стоек и лопаток направляющего аппарата, отличающаяся тем, что за основной ветротурбиной по направлению потока размещена, по крайней мере, одна дополнительная ветротурбина, расположенная внутри кольцевой обечайки, диаметр которой меньше внутреннего диаметра кольцевого диффузорного ускорителя.

2. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что лопатки дополнительной ветротурбины закреплены на втулке ротора основной ветротурбины.

3. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что кольцевой диффузорный ускоритель выполнен в виде трех кольцевых крыльев, расположенных вдоль оси друг за другом и имеющих последовательно увеличивающиеся диаметры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптимизированной структуре для привода и ускоренного (принудительного) взлета аэродинамических поверхностей для тропосферного эолового генератора.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для преобразования энергии ветра в другие виды энергии. .

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для преобразования энергии, содержащейся в горизонтальных потоках естественных текучих сред, в полезную механическую или электрическую энергию.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. .

Изобретение относится к возобновляющимся источникам энергии. .

Изобретение относится к энергетике, а именно к энергетическим установкам, преобразующим кинетическую энергию ветрового потока в другие виды энергии, и может быть использовано в промышленности, жилищно-коммунальном хозяйстве или в качестве автономного источника энергии.

Изобретение относится к ветро- и гидроэнергетике, в частности к ГЭС и ВЭС автономного и индивидуального использования как в частных и малых хозяйствах, так и на крупных промышленных предприятиях.

Изобретение относится к области тихоходных турбинных механизмов для жидкой или воздушной среды, для получения электрической энергии. .

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в качестве автономного источника электроснабжения. Циклоидный ветродвигатель содержит опорную мачту, полые овальные трубы с установленными на их концах поворотными вертикальными лопастями, планетарный редуктор с заторможенной центральной конической шестерней, генератор, реверсивный электропривод, флюгер с контактной группой переключателей для самоориентации лопастей на ветер, противобуревый эксцентриковый флажок с подвижной конусной втулкой и размыкатели кинематических связей лопастей. Поворотные лопасти выполнены одинарными со сбалансированным чередующимся размещением их сверху и снизу по внешней окружности ветряного колеса. Многополюсный генератор с мультипликатором, редуктор отбора мощности, реверсивный электропривод и флюгер с контактной группой переключателей размещены внизу внутри несущего корпуса, установленного на вертикальных стойках. На подвижной конусной втулке закреплены пружинящая скоба с толкателями и шток соленоида, электрически связанного с выносным дистанционным пультом экстренной или профилактической остановки ветряного колеса. Ветродвигатель ориентирован преимущественно на возможность установки на крышах многоэтажных сооружений, а также на палубах морских несамоходных плавсредств и может быть эффективно использован в качестве автономного источника электроснабжения удаленных береговых туристических, рыболовецких и других инфраструктур. 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Флажковый ветрогенератор содержит ветроприемник, выполненный в виде струн, расположенных в ветровом потоке между стойками, преобразователь колебаний струн в полезную энергию. Струны, натянутые между стойками, содержат навешанные на них полотнища в виде флажков, так что они делят струну между стойками на равные половины. Преобразователь энергии колебаний в полезную энергию установлен между центром струн и точкой поверхности, на которой расположены стойки для их крепления, являющейся проекцией центра струн на указанную поверхность. Изобретение позволяет повысить КПД и надежность ветрогенератора. 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Система (20) генерирования электроэнергии содержит воздушный электрогенератор (30), узел (40) страховочного фала, сконфигурированный с возможностью передачи электроэнергии от воздушного электрогенератора на землю. Узел страховочного фала содержит первый конечный участок (42), связанный с воздушным электрогенератором, и узел (50) лебедки, включающий барабан (52), стол и переходный узел. В первом варианте способ управления страховочным фалом содержит этапы, на которых набирают высоту воздушного электрогенератора, пилотируют воздушный электрогенератор вниз, генерируют электроэнергию воздушным электрогенератором так, что электроэнергия пропускается по страховочному фалу к наземной станции, и пилотируют воздушный электрогенератор на землю. Во втором варианте способ управления страховочным фалом содержит этапы, на которых развертывают воздушный электрогенератор, подматывают страховочный фал, зажимают страховочный фал зажимным узлом, отслеживают первые положения вдоль страховочного фала и зажимают страховочный фал во вторых положениях вдоль страховочного фала. Группа изобретений направлена на оптимизацию аэродинамического сопротивления. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

Представлена препятствующая перекручиванию трансмиссионная и направляющая система, содержащая по меньшей мере один первый и второй трос, проходящие взаимно параллельно вдоль оси (X-X) и натянутые между соответствующей сматывающей и разматывающей системой и по меньшей мере одним выходным направляющим и трансмиссионным узлом таких тросов, при этом по меньшей мере один препятствующий перекручиванию направляющий и трансмиссионный узел тросов установлен между сматывающей и разматывающей системой и выходным направляющим и трансмиссионным узлом. Вращение препятствующего перекручиванию направляющего и трансмиссионного узла вокруг оси (Х-Х) вращения обеспечивает сматывание тросов в виде спирального цилиндра вдоль оси (Х-Х) вращения без точек контакта или трения между тросами. 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетическим установкам и способам производства электроэнергии. Основным элементом ветроэнергетической установки является аэродинамическая поверхность в форме крыла, в теле которого выполнен канал, соединяющий противоположные поверхности крыла. Засасываемый в этот канал воздух приводит во вращение турбину и связанный с ней электрогенератор. Установка может быть стационарной или мобильной. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к возобновляемой энергетике и может быть использовано при разработке новых типов ветроустановок разной мощности, работающих в свободных воздушных потоках. Для создания компактной конструкции и компенсации образуемых лопастями больших опрокидывающих усилий генератор с мультипликатором и узел крепления поворотной консоли с лопастями смещены относительно дополнительного неподвижного несущего корпуса в сторону набегающего воздушного потока и установлены на верхней площадке наклонной поворотной рамы. При этом рама жестко связана внизу с размещенным в несущем корпусе на подшипниках центральным вертикальным валом, заторможенным червячным редуктором, который кинематически связан через пару конических шестерен с реверсивным электродвигателем постоянного тока, управляемым флюгером и контактной группой переключателей, размещенных на верхнем конце центрального вала. Изобретение способствует созданию компактных, устойчивых к опрокидыванию, бесшумных и безопасных ветроустановок, позволяющих размещать их на крышах зданий и палубах несамоходных плавсредств, способных при этом плавать неограниченное время без потребления углеводородного топлива и без парусной оснастки, а также дополнительно использоваться в качестве малых мобильных и автономных электростанций. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетическим установкам с главным валом ветротурбины, параллельным ветровому потоку. Цилиндрическая ветротурбина установлена на валу ветроэнергетической установки и содержит лопасти, размещенные на радиальных штангах. Каждая лопасть имеет аэродинамический профиль. Ветротурбина выполнена в виде цилиндра и установлена на главном горизонтальном валу. На этом же валу расположен конический редуктор, втулки с подшипниками, обеспечивающими вращение главного вала. Поверхность цилиндра примыкает к переднему и заднему колесам. Колеса состоят из ободов, ступиц, радиальных штанг. Ступицы закреплены на главном горизонтальном валу ветроэнергетической установки. Радиальные штанги выполнены плоскими. Радиальные штанги соединяют обода колес со своими ступицами. Колеса имеют по N>2 симметрично расположенных штанг. Положение штанг заднего колеса сдвинуто относительно штанг переднего на угол β. Угол β задает угол атаки α для всех N лопастей и фиксируется ступицей заднего колеса. На штангах находятся точки крепления ближайших боковин всех N лопастей. К одноименным точкам крепления штанг на ободах обоих колес крепятся N ребер. К ребрам подсоединены противоположные боковины соответствующих лопастей. К задней кромке N лопастей на шарнире прикреплены закрылки с нагрузочными планками на их нижней кромке и ограничителями, совпадающими по направлению с нижней плоскостью лопастей. Технический результат заключается в простоте и надежности конструкции и отсутствии вибрационных шумов. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к способу получения вторичного энергоносителя - водорода посредством преобразования энергии ветра. Способ получения вторичного энергоносителя - водорода посредством преобразования энергии ветра включает преобразование посредством парусного движителя кинетической энергии ветра в кинетическую энергию движения судна, движущегося в районах открытого океана с мощными воздушными потоками, и затем посредством гидравлической турбины и электрогенератора в электрическую энергию, которую используют для разложения воды на водород и кислород с ожижением и накоплением водорода в криогенных резервуарах. В качестве плавающего судна используют катамаран с парусным движителем, работающим по физическому принципу подъемной силы крыла. Гидротурбину и электрогенератор используют одновременно в качестве балласта, перемещая их по вертикали, обеспечивая и требуемую остойчивость катамарана при сильных порывах ветра. Изобретение направлено на повышение коэффициента использования энергии ветра и мощности парусного движителя. 2 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетическим установкам. Аэроплавательный виндротор содержит ортогональную турбину из лопастей крыловидного профиля и совмещенный с ней генератор, поднятые над землей плоско-выпуклой аэростатной оболочкой положительной плавучести, имеющей жесткое горизонтальное днище и гибкие тросовые связи с наземной лебедкой. Днище аэростатной оболочки выполнено овальным, большая продольная ось которого совпадает с направлением ветра. Гибкие тросовые связи при неизменном центрально-осевом положении трос-кабеля отходят вверх веером через разъемы от полки Т-образного кронштейна, соединенного шарнирно с вертикальным валом, свободно вращающимся внутри причальной тумбы. Верхние концы всех гибких связей прикреплены к овальному днищу аэростатной оболочки равномерно по линии, перпендикулярной большой продольной оси овального днища, и ближе к его наветренной кромке. Крепление трос-кабеля совпадает с упомянутой осью. Наземная лебедка установлена на тележке, передвигаемой вокруг причальной тумбы. Изобретение направлено на уменьшение потерь мощности. 3 ил.

Изобретение относится к ветроэлектрогенераторам. Ветроэлектрогенератор содержит ряд установленных в вертикальной плоскости прямоугольных ячеек, каждая из которых снабжена подпружиненным горизонтальным магнитным сердечником с возможностью осевого перемещения внутри соленоида и двумя вертикальными ветровыми щитками, установленными на концах сердечника, при этом ветровые щитки образуют две вертикальные стенки по обе стороны от плоскости ячеек. Изобретение направлено на получение электроэнергии за счет энергии ветра. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх