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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2261363

Windturbine mit einem Diffusor mit zwei Injektion (Windmühle)

Windturbine mit einem Diffusor mit zwei Injektion (Windmühle)

Name des Erfinders: Richard A. Janson (RU); Gasilov Alexey
Den Namen des Patentinhabers: Jansson, Richard A. (RU); Gasilov Alexey
Korrespondenzanschrift: 121309, Moskau, ul. B. Filyovskaya, 17, kv.148, RA Janson
Startdatum des Patents: 2003.11.17

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Windenergie. Das technische Ergebnis ist eine Erhöhung der Energieeffizienz des Windes, die axiale Länge des Diffusors und seine Kosten zu reduzieren. Windturbine Windturbine umfasst einen Multiplizierer, Generator, Gondel, die Lagervorrichtung mit Rotationsmechanismus und atmosphärischem Diffusor in der Form eines Ringflügel. An seiner Innenwand gibt es zwei aufeinanderfolgende unabhängige Lücke zu einer ringförmigen Injektions, wobei das erste Treib eintritt Umfangsabschnitt der Hauptluftstrom durchgeführt auf dem Umfangsabschnitt des Windrades beendet durch Einwirken der Strömungsverdichterabschnitte Schaufeln getrennt Platten aus den Hauptturbinenteil Leitschaufeln und rotierenden Diffusoraussparung in dem Gehäuse durch Zufuhr von Luft in einem ringförmigen Kanal gefolgt, an der inneren Oberfläche befindet des Diffusors Zwischenschaufel-Kanälen des ersten Schlitzes und Beenden der Injektion in einzelnen gekrümmten Schaufeln unterteilt.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Energie, nämlich Windkraftanlagen.

Bekannt schematische Horizontalachsen-Windturbine mit einem Diffusor in der Form von ringförmigen Schlitzen Außenluft in die Grenzschicht zwei Sitze Injektion ist in der Innenfläche des Diffusors möglich, ein Treib - in einem Ringspalt am Eingang des Diffusors, direkt in die Propellerebene, die zweite - der ringförmige Schlitz an der Innenfläche des Diffusors stromabwärts (siehe (1). str.134-138, Bild 4.11). Im Rahmen dieser Regelung im Jahr 1996 in Neuseeland gemacht und wurde in Betrieb Windturbine Vortec-7 mit einer elektrischen Leistung von 1000 kW installiert und setzen (siehe. (2)).

Bekannte Hersteller und Betrieb von Windturbinen Caphom 10 CH / POL 10 kW (Frankreich) mit einem Diffusor, ohne den Ringflügel Typ bläst (siehe. (3)).

Ein Nachteil Schaltung eine Grenzschicht bläst Außenluft mit relativ geringem Stromverbrauch der Luft injiziert Masse seit eingeführt, in die Grenzschicht der Fluiddynamik relativ niedrige kinetische Energie der Außenluftstrom und einen kleinen Unterschied zwischen den statischen Drücken an den Außenseiten und der Außendiffusor bestimmt.

Das technische Ergebnis ist die Energieeffizienz des Windes zu erhöhen, das Gewicht und die Kosten des Diffusors zu verringern. Die Lösung der Aufgabe der beanspruchten technischen Effekt auf die folgende Weise erzielen.

Windturbine mit einem Diffusor umfasst eine Windturbine, der Multiplikator, Generator, Gondel, die Lagervorrichtung mit Rotationsmechanismus und atmosphärischem Diffusor in der Form eines Ringflügel. An seiner Innenwand gibt es zwei aufeinanderfolgende unabhängige Lücke mit einem ringförmigen Einspritzung in die Grenzschicht der Außenluft, und wobei die erste Treibumfangsabschnitt der Hauptluftstrom durchgeführt Windrades durch Kontakt mit dem peripheren Teil des Stroms beendet Kompressorabschnitte Schaufeln getrennt Platten eintritt von dem Hauptteil der Turbinenschaufeln und in der Aussparung des Diffusorgehäuses, mit Nachlieferung von Luft in den Ringkanal angeordnet unterhalb der Innenfläche des Diffusors Dreh in einzelne gekrümmten Schaufeln Zwischenschaufel-Kanälen des ersten Schlitzes und Beenden Einspritzung unterteilt.

Der Körper des Diffusors in seinem Querschnitt in Form eines Strömungsprofils ausgeführt und bildet einen Rotationskörper, und die Innenwand des Konus von der konvexen Seite eines Strömungsprofils und dem Diffusor gebildet wird entlang der Länge des Öffnungswinkels zunehmender (Genannt als Ringdiffusor Flügel). Der Maximalwert des Öffnungswinkels zu einer Abtrennung der Grenzschicht von der Oberfläche der Wand des Diffusors durch den Anstieg des positiven Druckgradienten in Strömungsrichtung begrenzt. Um zu verhindern, eine solche Trennung in dem Prototyp und die Analoga werden als das Einströmen von Außenluft durch den ersten ringförmigen Spalt in die Zone der Bildung der Grenzschicht und der Außenluftzufuhr in den zweiten ringförmigen Spalt in dem Bereich vor der Grenzschichttrennung vorgesehen. Jedoch erlaubt die relativ geringe Dynamik der injizierten Luftstrom nicht wesentlich über die Länge des Diffusors zu verringern. Um die Menge der Bewegung der Luftmassen in der Grenzschicht (in der Reihenfolge zur Abwehr oder Strömungsablösung zu vermeiden) zu erhöhen wird vorgeschlagen, zu ändern und das Schema der ersten Injektion verstärken, zu bilden, nämlich die erste auf Kosten in den ringförmigen Strahl geblasen nicht nur die Energie der eintretenden Strömung zu dem Luftspalt sondern auch durch Auswahl ein kleiner Bruchteil der Leistung der Windturbine. Zu diesem Zweck ist es ein Umfangsabschnitt eines jeden Blatt-Propeller einer Windkraftanlage in einer Verdichterstation auszuführen vorgeschlagen. Diese Umfangsabschnitte der Klingen sind in den Ringspalt zu der Innenwand des Diffusors eingelassen. Nisha hat keine Leiste vor seiner Teile und damit die Luft frei Verdichterabschnitt Schaufeln angesaugt und gezwungen, sie dann in den Ringspaltkanal im Inneren des Diffusorkörper unter seiner Innenfläche und direkt hinter den sich drehenden Schaufeln ausgehend, so daß der Eingang des Kanals die Rückseite der Nische . Als Ergebnis der Grenzschicht an der Innenwand des Kegels diente als die kinetische Energie der Umgebungsluft und etwas kleiner Teil der Leistungsturbine, wodurch die Trennung von den Wänden fließen zu verhindern und den Verlust im Diffusor reduzieren, so dass der Prozess des statischen Drucks in der effizienteren erhöhen. Dies erhöht den Unterdruck der Windturbine, sein Ausgang und letztlich Nutzung der Windenergie, sondern verringert auch die axiale Größe des Diffusors und seine Masse.

Windturbine mit einem Diffusor mit zwei Injektion (Windmühle)

1 ist ein schematisches Strukturdiagramm Windturbine mit einem Diffusor zwei Lufteinblasung in die Grenzschicht auf der Innenwand aufweist. 2 zeigt einen Querschnitt des Körperbild Diffusor die Luftkanäle des ersten und zweiten Injektions zeigt. 3 ist eine raster Abschnitt A-A von 1 ist die relative Positionierung der Klingen und Kanäle mezhlopastnyh ringförmigen Abschnitt der ersten Injektion zeigt. 4 wird durch Abschnitt B-B von Figur 1 zeigt eine Ansicht der Klinge und den Eingang zu dem ersten Einspritzkanal gegeben.

Windenergieanlage besteht aus den folgenden Hauptkomponenten: eine Windenergieanlage 1, Umgebungs Diffusor 5, die Gondel 11, einen Multiplizierer 12, einen elektrischen Generator 13, 17. Der Träger 1 weist eine Windturbinendrehschaufeln (Rotationsmechanismus in Figur 1 nicht dargestellt), das periphere Teil 3, der ein Profil aufweist, gedreht in einem bestimmten Winkel relativ zur Längsachse des Hauptteils der Klinge gegen den Uhrzeigersinn (Figur 3). Zwischen dem Umfangs (Kompressor) Abschnitt 3 und der Hauptklinge (Turbine) hat der Schaufelteil 2 eine Trennplatte 20. Der Diffusor eines Gehäuses 5, dessen Querschnitt (2) durch Drehen um seine Achse Strömungsprofil erhalten wird. An der Innenfläche des Diffusors in einem bestimmten Abstand von dem Einlass 4 eine Nische (2) mit dreieckigem Querschnitt angeordnet, die in den Randbereichen der Verdichterschaufeln drehen. Nische 4 in seinem vorderen Teil an A hat eine Bruchfläche der Wand und nicht die Leiste. Die Rückseite der Sonne Nische ist der Eingang zu dem Ringkanal 6 für den ersten Schlitz Einblasen von Luft peripheren injiziert (Kompressor) Teil 3 der Klinge. Der ringförmige Kanal 6 (Figur 3), gekrümmten Schaufeln 18 in getrennte Zwischenschaufel-Kanäle 19 in der Strömungsrichtung geteilt ist eine zunehmende Querschnittsfläche. 19 Kanäle verbinden Mezhlopastnye ringförmigen Schlitz 9 Luft in die Grenzschicht an der Innenwand des Diffusors zum Blasen. An der Heckdiffusor hat Ringkanal 7 für die zweite Einspritzung durch den Ringspalt 8 der Außenluft. Diffusorgehäuse 5 durch die Kraft Zahnstange 10 ist mit einer Gondel 11, die über Träger 17 der Gondel drehen sich zusammen mit einem Diffusor 15 befindet sich eine Drehstütze 16 und der Drehmechanismus.

Windturbine arbeitet wie folgt. Mit Hilfe von hydraulischen oder elektromagnetischen Aktuators 14 Windturbinendrehvorrichtung 15 in Richtung des Windes ausgerichtet ist. Windströmungsenergie auf der Klinge 2 wirkt, dreht sich die Windmühle 1, dessen Rotor dreht sich mit einem Referenzknoten 14, wodurch der Multiplizierer 12 wird 13 durch die Drehung des Leistungsgenerators durchgeführt Die atmosphärische Luft strömt in den Diffusor 5 und auf dem peripheren Teil der Schaufeln in strömendem 2. Periphere 3 Teil 3 der Schaufeln arbeiten als Niederdruckverdichter grille und führen Versorgungsfreistrom Luftspalt in den Ringkanal 6. die Relativbewegung (3) Atmosphärenströmungs akkumuliert in dem Profil des Verdichters 3 mit einer Rate von W 1 und lässt sie mit einer Rate von W 2. Empfangen der Umfangsgeschwindigkeit (Rotationsgeschwindigkeit der Schaufel) U tritt mezhlopastnye Strömungs den Kanal 19 mit der absoluten Strömungsgeschwindigkeit C dann durch die gekrümmten Schaufeln 18 in einer Richtung gedreht Nähe von Axial-, und seine Geschwindigkeit wird auf einen Wert reduziert, um die Energieinjektion in die Grenzschicht erforderlich auf der Innenfläche des Diffusors Trennung des Hauptstroms zu verhindern. Interskapulären Spalthöhe h des Ringkanals 6 (2) am Eingang des ringförmigen Schlitzes 9 durch die Bedingung h definiert> ** Wo ** - Dicke Impulsverlust in der Grenzschicht an der Diffusorwand dem Ringspalt 9. Wiederholen energetischen Einfluß auf die Grenzschicht wird durch Einblasen Sekundärschlitz 7 des Außenluft durch den Ringkanal 8 stromab hergestellt.

Die Fähigkeit der Erfindung wird durch die Verwendung von erfolgreich in Betrieb befindlichen Windenergieanlagen bestätigt Vortec-7 (2) mit zwei ringförmigen geschlitzten in Luftdiffusor und Windturbinen bläst Caphorn 10 CH / POL (3) mit einem Diffusor-Typ Kreisflügel.

QUELLEN VON INFORMATIONEN

1. "Wind", Ed. D. de Renzo - Moskau, Energoatomisdat 1982 str.134-138, Abbildung 4.11.

2. Bruce Cole. Neue Turbine könnte kostengünstige Windkraft bieten. «Modem Rotor-Systeme». August 1977 - p.27-30.

3. Windpower Monthly, Vol.17, No11, November 2001 R.33.

FORDERUNGEN

Windturbine mit einem Diffusor, eine Windturbine, umfassend einen Multiplizierer, einen elektrischen Generator, eine Gondel Lagervorrichtung mit Rotationsmechanismus und atmosphärischem Diffusor in der Form eines Ringflügel, an der Innenwand von denen es zwei aufeinanderfolgende unabhängige Lücke mit einem ringförmigen Einspritzung in die Grenzschicht der Außenluft, und wobei die erste Treib durch periphere Teil der Hauptluftströmung in Windrades durch Kontakt mit dem peripheren Teil des Stroms beendet Kompressorabschnitte Schaufeln getrennt Platten aus den Hauptturbinenteil Schaufeln eintritt und in die Aussparung des Diffusorgehäuses, mit Nachlieferung von Luft in den Ringkanal, liegt unter der inneren rotierenden die Oberfläche des Diffusors, gekrümmte Leitschaufeln in getrennte Kanäle unterteilt Zwischenschaufel und der erste Schlitz Einspritzung endet.

Druckversion
Erscheinungsdatum 31.01.2007gg