Турбина, включающая, по крайней мере, два полых объемных колеса, вложенных друг в друга

Изобретение относится к турбине на воздушном или водном потоке. Турбина состоит, по меньшей мере, из двух полых объемных колес, вложенных одно в другое. С одной стороны, фиксированное полое колесо (А) открыто в передней части для приема потока, в сторону наибольшего диаметра, и оно состоит из вогнутых дисков, расположенных подряд (В), внутренний диаметр каждого из которых уменьшается от передней части к центру, и их внутренние края ориентированы вперед, и к ним прикреплены лопасти, предпочтительно спиралевидной формы (С), расположенные от передней части к центру и с помощью дисков обеспечивающие формирование потоков, направленных по касательной к краю колеса. С другой стороны, по крайней мере, одно роторное колесо (D) охватывает фиксированное полое колесо (А) и состоит из лопастей, предпочтительно спиралевидной формы, которые прикреплены от большого диаметра к центру и изогнуты в форме полых ковшей, один край которых направлен по касательной (Е) внутрь этого колеса, и эти ковшеобразные лопасти закреплены на круглых дисках (F), которые ведут изнутри наружу и разделяют ковши между собой, а внутренние края вышеуказанных дисков выровнены с дисками фиксированного колеса (G). Изобретение направлено на получение максимальной мощности. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Крыльчатки (мельницы) издавна используются для получения энергии из потоков, например ветряные мельницы соответствующих размеров используются в пустынных странах для подъема воды из колодцев, в Европе мельницы используются для организации водопоя для скота на лугах, а также ветряные мельницы используются, чтобы молоть муку.

Эти крыльчатки прошли проверку временем в связи с тем, что у них большая поверхность соприкосновения с воздухом, называемая омываемой поверхностью, благодаря наличию многочисленных широких лопастей, которые охватывают практически весь круг, таким образом захватывая максимальное количество энергии, содержащейся в ветре, при минимальном диаметре.

Новые высокие ветряные установки, которые портят пейзаж в наше время, имеют малую омываемую поверхность, и, соответственно, их средняя отдача составляет около 20%.

Ветряные рукава, которые указывают направление и силу ветра в аэропортах и на обочинах дорог, являются еще одним примером использования ветра с помощью объемного устройства.

Компьютерный промышленный инструмент «CAPRYZ» позволяет быстро генерировать по запросу сколько угодно проектов винтовых лопастей сложных форм и создавать компьютерные шаблоны для их изготовления.

Благодаря длительному и утомительному поиску, проводимому в течение десятилетий, стало возможным создание новых турбин, состоящих из полых объемных (3D) колес, вставленных одно в другое, которые позволяют захватить одинаковое количество энергии, при диаметре в 6-10 раз меньше, чем у крупных ветряков, используемых в наше время.

Турбина в соответствии с настоящим изобретением захватывает поток почти всей своей круговой поверхностью полого фиксированного колеса так же, как и ветряной рукав, и при помощи присоединенных лопастей создает каналы, направляющие поток не в конец рукава, а по касательной, по его бокам.

Новизна заключается в том, что вращающееся полое колесо окружает фиксированное колесо и принимает, через внутреннюю часть, всей круговой поверхностью, потоки, которые направляются каналами фиксированного колеса, в свои ковши, размещенные так, чтобы они отталкивались и двигались, как в турбине Пелтона, которые используются в течение многих лет в гидроэлектростанциях, и имеют такую же большую отдачу до 90%.

Формы лопастей, которые входят в конструкцию этих колес, сложны и должны подбираться для каждого колеса с учетом вида потоков и желаемых характеристик.

Поочередно соединяющиеся лопасти фиксированного и вращающегося колес образуют очень прочную механическую структуру в виде пчелиных сот, и само двигающееся колесо также защищено фиксированным колесом.

Эти турбины, состоящие, по меньшей мере, из двух полых объемных колес, вложенных одно в другое, отличаются, с одной стороны, тем, что фиксированное полое колесо (A) открыто в передней части для приема потока, в сторону наибольшего диаметра, и оно состоит из вогнутых дисков, расположенных подряд (B), внутренний диаметр каждого из которых уменьшается от передней части к центру, и их внутренние края направлены вперед, и к ним прикреплены лопасти, предпочтительно спиралевидной формы (C), которые расположены от передней части к центру и создают с помощью дисков потоки, направленные тангенциально к периферии колеса. С другой стороны, имеется, по крайней мере, одно вращающееся колесо (D), которое окружает фиксированное колесо. Вращающееся колесо состоит из лопастей, предпочтительно спиралевидной формы, которые прикреплены от большого диаметра к центру и изогнуты в форме полых ковшей, один край которых направлен по касательной (E) внутрь этого колеса, и эти ковшеобразные лопасти закреплены на круглых дисках (F), которые ведут изнутри наружу и разделяют ковши между собой, и внутренние края вышеуказанных дисков в идеале должны быть выровнены с дисками фиксированного колеса (G).

Также, фиксированное колесо снабжено круглым щитом, расположенным внутри в центральной части, ориентированным вперед (H).

Также, турбины находятся внутри внешнего корпуса, который защищает колеса, и этот корпус спереди прикреплен к фиксированному колесу, причем отверстие впереди корпуса меньше (I), чем отверстие за вращающимся колесом (J).

Строго говоря, вращающееся колесо держится в центре на подшипнике (K), поддерживающем с внутренней стороны фиксированное колесо и опоры, расположенные радиально, которые присоединены к фиксированному корпусу устройства.

Кроме того, лопасти фиксированного колеса большего диаметра закреплены к внутреннему диаметру фиксированного корпуса кольцом, вытянутым вперед, которое прикрепляет колесо к соплу и присоединяется к верхнему краю корпуса.

Геометрически боковой контур колес внутри и снаружи обычно имеет полусферическую или стрельчатую форму.

Следует отметить, что перед фиксированным колесом размещена сетка (фильтр), отверстия которой имеют меньшие размеры, чем отверстия каналов, и, с другой стороны, этот фильтр поддерживается в центре концевой частью щита.

Следует также отметить, что на внешнем диаметре щита находится самый последний малый диск фиксированного колеса.

Для размещения турбин снизу фиксированного корпуса расположены фиксирующие крепежи.

Изображения представляют собой схемы, намеренно упрощенные частичные секции, которые демонстрируют базовую конструкцию заявляемой турбины.

На фигуре 1 показана половина поперечного сечения, которая демонстрирует, что фиксированное полое колесо (A) открыто в передней части, через которую поступает поток, проходящий к внешнему диаметру, и состоит из дисков, расположенных подряд (B), внутренний диаметр каждого из которых уменьшается от передней части к центру, и их внутренние края направлены вперед, и на них прикреплены лопасти, предпочтительно спиралевидной формы (C), которые ведут от передней части к центру и создают с помощью дисков каналы, направленные по касательной к краю колеса; и что, с другой стороны, по крайней мере, одно вращающееся колесо (D), которое окружает фиксированное колесо, состоит из лопастей, предпочтительно спиралевидной формы, которые ведут от большого диаметра в сторону центра и изогнуты в форме полых ковшей, один край которых направлен по касательной (E) внутрь этого колеса, и эти ковшеобразные лопасти пересекаются с дисками (F), которые ведут изнутри наружу и разделяют ковши между собой, и внутренние края указанных дисков в идеале должны быть выровнены с дисками фиксированного колеса (G).

Также показано, что фиксированное колесо снабжено внутри в центре круглым щитом, край которого направлен вперед (H), а также, что турбины находятся внутри внешнего корпуса, который защищает колеса, и этот корпус спереди прикреплен к фиксированному колесу, причем отверстие впереди корпуса меньше (I), чем отверстие за вращающимся колесом (J).

Также показано, что вращающееся колесо держится в центре на подшипнике (K), опирающемся с внутренней стороны на фиксированное колесо и опоры, расположенные радиально (L), которые присоединены к фиксированному корпусу всего устройства.

Кроме того, показано, что внешний диаметр лопасти фиксированного колеса прикреплен к внутреннему диаметру фиксированного корпуса кольцом (M), вытянутым вперед, которое прикрепляет колесо к соплу, и присоединяется к верхнему краю корпуса.

Также показано, в качестве примера, что боковой контур колес внутри и снаружи обычно имеет полусферическую или стрельчатую форму (N).

Также показано, что, с одной стороны, перед фиксированным колесом размещается сетка (фильтр) (O), отверстия которой имеют меньшие размеры, чем отверстия каналов, и, с другой стороны, этот фильтр поддерживается в центре концевой частью щита.

Также показано, что на внешнем диаметре щита находится самый последний малый диск (P) фиксированного колеса.

На фигуре 2 показан с одной стороны один круговой диск (B) фиксированного колеса (A), на котором расположена лопасть (C), направляющая поток к краю колеса, и с другой стороны один круговой диск (F) роторного колеса (D), который соединяется с продольными лопастями в форме ковша, чей внутренний край направлен по касательной (E).

1. Турбина, состоящая, по меньшей мере, из двух полых объемных колес, вложенных одно в другое, отличающаяся тем, что,

- с одной стороны, фиксированное полое колесо (А) открыто в передней части для приема потока, в сторону наибольшего диаметра, и оно состоит из вогнутых дисков, расположенных подряд (В), внутренний диаметр каждого из которых уменьшается от передней части к центру, и их внутренние края ориентированы вперед, и к ним прикреплены лопасти, предпочтительно спиралевидной формы (С), расположенные от передней части к центру и с помощью дисков обеспечивающие формирование потоков, направленных по касательной к краю колеса;

- и, с другой стороны, по крайней мере, одно роторное колесо (D) охватывает фиксированное полое колесо (А) и состоит из лопастей, предпочтительно спиралевидной формы, которые прикреплены от большого диаметра к центру и изогнуты в форме полых ковшей, один край которых направлен по касательной (Е) внутрь этого колеса, и эти ковшеобразные лопасти закреплены на круглых дисках (F), которые ведут изнутри наружу и разделяют ковши между собой, а внутренние края вышеуказанных дисков выровнены с дисками фиксированного колеса (G).

2. Турбина по п. 1, отличающаяся тем, что фиксированное колесо снабжено внутри в центре круглым щитом, внешний край которого ориентирован вперед (Н).

3. Турбина по пп. 1, 2, отличающаяся тем, что она включает внешний корпус, защищающий колеса, прикрепленный в передней части к фиксированному колесу, причем отверстие впереди корпуса меньше (I), чем отверстие за вращающимся колесом (J).

4. Турбина по п. 3, отличающаяся тем, что вращающееся колесо закреплено в центральной части на подшипнике (K), опирающемся с внутренней стороны на фиксированное колесо и опоры, расположенные радиально (L) и соединенные с корпусом турбины.

5. Турбина по п. 1, отличающаяся тем, что внешний диаметр лопасти фиксированного колеса прикреплен к внутреннему диаметру фиксированного корпуса посредством кольца (М), вытянутого вперед и соединенного с верхним краем корпуса.

6. Турбина по п. 1, отличающаяся тем, что боковой контур колес внутри и снаружи имеет полусферическую или оживальную форму (N).

7. Турбина по п. 1, отличающаяся тем, что, с одной стороны, перед фиксированным колесом размещен сетчатый фильтр (О), отверстия которого имеют меньшие размеры, чем отверстия каналов, и, с другой стороны, этот фильтр поддерживается в центре концевой частью щита.

8. Турбина по п. 1, отличающаяся тем, что на внешнем диаметре щита расположен самый малый диск (Р) фиксированного колеса.

9. Турбина по п. 1, отличающаяся тем, что внизу фиксированного корпуса расположены фиксирующие крепежи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроколесо ветроэлектрогенератора сегментного типа содержит ступицу, спицы, обод, лопасти с устройством крепления к ободу.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Каскадный ветрогенератор содержит, по меньшей мере, наклонный воздуховод цилиндрической формы, в нижней части которого установлен нагреватель, к верхней части указанного воздуховода посредством изогнутого переходника присоединен горизонтально расположенный воздуховод, состоящий из отрезков труб цилиндрической формы различного диаметра, соединенных с возможностью форсирования воздушного потока через уменьшение сечения воздуховода, внутри горизонтального воздуховода соосно с ним установлены, по меньшей мере, две осевые турбины, каждая из которых подключена к своему электрогенератору.

Изобретение относится к покрытию лопастей роторов ветрогенераторов. Применение покрытия, содержащего от 15 до 75 ат.

Изобретение относится к электроэнергетике. Автономная энергетическая установка, содержащая ветроэлектрогенератор башенного типа с движителем в виде трехлопастного ротора с горизонтальной осью вращения, солнечный фотоэлектрический панельный генератор, дизельный электрогенератор с блоком для плавного регулирования мощности, группу мачтовых вибрационно-индукторных электрогенераторов для резервной подпитки установки, ванадиевую проточную батарею элементов окислительно-восстановительного цикла с емкостями для анодного и катодного электролитов и циркуляционными насосами или батарею твердооксидных топливных элементов проточного типа с электролизером водорода в метан или электролизером водорода в металлогидридные соединения, насосами для закачки метана, водорода и кислорода в ресиверы, коммутатор с функцией интеллектуального управления источниками и защиты сети от коротких замыканий и перенапряжений, литий-ионную аккумуляторную батарею, при этом каждые из вышеуказанных генераторов и батарей используются как основной или как резервный источник питания потребителей по факту выработки электроэнергии или ее накопления в количестве, соответствующем потребности потребителей в энергоснабжении.

Изобретение относится к способу монтажа лопасти ротора ветроэнергетической установки, лопасти ротора ветроэнергетической установки и ветроэнергетической установке, содержащей указанную лопасть.

Изобретение относится к способу и устройству регулировки для ветроэнергетической установки, цифровой носитель данных и ветроэнергетической установке. Способ для эксплуатации ветроэнергетической установки (1000), содержащей гондолу, в которой приводимый в движение ветром ротор соединен с передачей движения с генератором при помощи втулки ротора, причем - для случая остановки ветроэнергетической установки, обусловленной эксплуатационными требованиями - ротор (3) останавливают и фиксируют, причем способ включает в себя этапы: торможения ротора (3), позиционирования ротора (3) в положение останова, фиксации ротора (3) в положении (P1, Р2) останова, задают (S2) конечное положение, тормозят (S-I) ротор (3) регулируемым образом по положению останова, согласованному с конечным положением, и для позиционирования (S-II) для заданного конечного положения ротор автоматически тормозят до останова в положении останова, и для фиксации (S-III) в положении останова механическое устройство фиксации блокируют для автоматической фиксации ротора в положении останова, положение останова устанавливают (S6) с использованием момента фиксации генератора в качестве фиксатора для фиксации и стопорения ротора, причем конечное положение ротора задают за счет задания углового положения ротора и согласования углового положения с положением фиксации генератора.

Изобретение относится к лопасти (1) ротора ветроэнергетической установки (100). Лопасть (1) ротора ветроэнергетической установки (100) содержит нагревательное устройство (33) для нагревания лопасти (1) ротора, расположенное в лопасти (1) ротора в зоне поверхности лопасти ротора.

Изобретение относится к ветроэнергетической установке с опорной стойкой, опорной стойке ветроэнергетической установки и способу проверки резьбовых соединений опорной стойки ветроэнергетической установки.

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветродвигателям с горизонтальной осью вращения ветроколеса. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное ветроколесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены основные лопасти первого уровня, на наружной обечайке расположены плоские лопасти второго уровня в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах, соединенные с ребрами жесткости посредством шарниров для изменения угла атаки воздушному потоку в зависимости от скорости ветра, начальное положение плоских лопастей второго уровня, связанных шарнирными планками, обеспечивается пружинами растяжения и штыревыми ограничителями хода ребер жесткости.

Изобретение относится к подъемной траверсе для подъема лопасти ротора и манипулирования лопастью ротора ветроэнергетической установки. Подъемная траверса для подъема лопасти ротора и манипулирования лопастью ротора ветроэнергетической установки, включающая в себя крановое крепежное средство для закрепления подъемной траверсы на кране, по меньшей мере одно лопастное крепежное средство для закрепления подъемной траверсы на лопасти ротора, а также продольно-поворотное средство для поворота удерживаемой подъемной траверсой лопасти ротора вокруг продольной оси лопасти ротора и поперечно-поворотное средство для поворота удерживаемой подъемной траверсой лопасти ротора вокруг поперечной оси, проходящей поперек продольной оси, при этом продольно-поворотное средство имеет привод для активного поворота лопасти ротора, а поперечно-поворотное средство выполнено для пассивного поворота и имеет средство торможения и/или стопорное средство для фиксации подъемной траверсы по меньшей мере в двух различных друг от друга поворотных положениях.

Изобретение относится к области возобновляемых источников энергии: ветровой и солнечной энергетики. Солнечно-ветровая энергетическая установка содержит неподвижную платформу, на которой в подшипниковой опоре установлен вертикальный вращающийся вал, на верхнем конце которого жестко закреплена аэродинамическая конструкция с аэродинамическими лопастями; солнечные батареи с солнечными элементами, часть которых функционально соединена посредством электропроводов с обмоткой ротора электрогенератора, блоки преобразования напряжения и распределения электроэнергии потребителям.

Ветроэнергетическая установка относится к области ветроэнергетики. Ветроэнергетическая установка, содержащая башню, поворотное основание, направляющий киль, статор, вращающееся колесо со втулкой и лопастями и ротор.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроколесо ветроэлектрогенератора сегментного типа содержит ступицу, спицы, обод, лопасти с устройством крепления к ободу.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроколесо ветроэлектрогенератора сегментного типа содержит ступицу, спицы, обод, лопасти с устройством крепления к ободу.

Изобретение относится к способу изготовления и композитному конструктивному элементу, в частности для ветроэнергетической установки. Способ изготовления композитного конструктивного элемента, в частности для ветроэнергетической установки, включающего в себя множество, по меньшей мере, двухкомпонентных композитных фасонных частей, причем первый компонент образуют из задающего форму материала сердечника, а второй компонент образуют в виде части соединительного слоя, причем задающий форму материал сердечника образуют, сообразно форме призмы, в виде призматического тела с многоугольным основанием, причем многоугольник основания имеет базис и угол к базису, который составляет от 30° до 60°, и соединяют множество призматических тел, причем на стыкующихся друг с другом сторонах выполняют функциональную ориентацию соединительных слоев таким образом, что соединительный слой проходит под углом 30°-60° к базисной поверхности, по меньшей мере, одной из прилегающих друг к другу призм.

Изобретение относится к покрытию лопастей роторов ветрогенераторов. Применение покрытия, содержащего от 15 до 75 ат.

Изобретение относится к покрытию лопастей роторов ветрогенераторов. Применение покрытия, содержащего от 15 до 75 ат.

Изобретение относится к лопасти аэродинамического ротора ветроэнергетической установки. Лопасть аэродинамического ротора ветроэнергетической установки, включающая в себя, по меньшей мере, один первый и один второй аэродинамические гребни (810, 820), причем первый аэродинамический гребень (810) расположен на лопасти ротора в радиальном направлении относительно оси вращения ротора в области от 25% до 40% радиальной длины и второй аэродинамический гребень (820) расположен на лопасти ротора в радиальном направлении относительно оси вращения ротора в области от 45% до 60% радиальной длины, имеет переднюю кромку (803) и обращенную от передней кромки (803) заднюю кромку (804).

Изобретение касается способа изготовления роторной лопасти ветроэнергетической установки в двухэтажном производственном здании, которое имеет уровень первого этажа для производства первой части роторной лопасти и расположенный над этим уровнем первого этажа уровень верхнего этажа для производства второй части, например заготовки для этой роторной лопасти, причем на уровне первого этажа и на уровне верхнего этажа производство первых и вторых частей осуществляют одновременно и/или параллельно.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветроэлектроагрегат сегментного типа содержит башню, ветроколесо с горизонтальной осью вращения и роторными элементами, поворотное основание со ступичным узлом и стабилизатором, статорные элементы.

Изобретение относится к области возобновляемых источников энергии: ветровой и солнечной энергетики. Солнечно-ветровая энергетическая установка содержит неподвижную платформу, на которой в подшипниковой опоре установлен вертикальный вращающийся вал, на верхнем конце которого жестко закреплена аэродинамическая конструкция с аэродинамическими лопастями; солнечные батареи с солнечными элементами, часть которых функционально соединена посредством электропроводов с обмоткой ротора электрогенератора, блоки преобразования напряжения и распределения электроэнергии потребителям.

Изобретение относится к турбине на воздушном или водном потоке. Турбина состоит, по меньшей мере, из двух полых объемных колес, вложенных одно в другое. С одной стороны, фиксированное полое колесо открыто в передней части для приема потока, в сторону наибольшего диаметра, и оно состоит из вогнутых дисков, расположенных подряд, внутренний диаметр каждого из которых уменьшается от передней части к центру, и их внутренние края ориентированы вперед, и к ним прикреплены лопасти, предпочтительно спиралевидной формы, расположенные от передней части к центру и с помощью дисков обеспечивающие формирование потоков, направленных по касательной к краю колеса. С другой стороны, по крайней мере, одно роторное колесо охватывает фиксированное полое колесо и состоит из лопастей, предпочтительно спиралевидной формы, которые прикреплены от большого диаметра к центру и изогнуты в форме полых ковшей, один край которых направлен по касательной внутрь этого колеса, и эти ковшеобразные лопасти закреплены на круглых дисках, которые ведут изнутри наружу и разделяют ковши между собой, а внутренние края вышеуказанных дисков выровнены с дисками фиксированного колеса. Изобретение направлено на получение максимальной мощности. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх