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invention
Fédération de Russie Patent RU2124649

Denisov-Dubovskoy roues éoliennes

Denisov-Dubovskoy roues éoliennes

Nom de l'inventeur: Anatoly Denisov; Dubovskii Leonid Y.
Le nom du titulaire du brevet: Anatoly Denisov; Dubovskii Leonid Y.
Adresse pour la correspondance: 196135 Saint - Pétersbourg, Ave Gagarin 27-93, Dubovsky LY
Date de début du brevet: 24.12.1996

Utilisez: une énergie éolienne et peut être utilisé pour convertir l'énergie du vent. Roue RESUME éolienne comporte un arbre horizontal de type tubulaire et monté de manière fixe sur celui-ci un élément rotatif formé de deux disposés coaxialement avec possibilité de rotation synchrone en relation opposée à l'autre direction du disque d'entraînement, la position de cet axe de rotation est fixé de manière rigide sur l'arbre horizontal au moyen d'un engrenage d'entraînement et la bague le logement en cercles disques avec un intervalle à la surface du disque. L'arbre horizontal est maintenu dans l'espace entre les disques sur un axe diamétral et est reliée à une virole annulaire disposé de manière coaxiale dans le plan de rotation des disques d'entraînement. La rotation coaxiale du disque dans des directions opposées par rapport à l'autre est réalisée au moyen d'un arbre d'entraînement étendant à l'intérieur de l'arbre tubulaire horizontal, et la roue dentée d'entraînement. Le résultat technique est d'augmenter l'efficacité et réduire la taille de la roue éolienne.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne l' ingénierie éolienne de puissance et peut être utilisé pour convertir l' énergie éolienne.

Connu hélice de type aube de turbine à axe horizontal de rotation et les pales incurvées de la roue éolienne avec F - forme avec un axe de rotation vertical (Rotok Daria) en utilisant l'ascenseur pour la conversion de l' énergie éolienne / 1,2 /.

Les inconvénients des conceptions connues ne sont pas suffisamment grande efficacité et de grandes dimensions.

Le plus proche de l'invention proposée est un ensemble d'attributs roue éolienne comprenant une lame ayant un profil aérodynamique, et l'arbre de rotation horizontal. L'un des paramètres de base permettant d'évaluer le degré de perfection de l'aile est son efficacité aérodynamique, montrant combien de fois un angle d'attaque donné de la force de portance de l'aile supérieure à la force de sa résistance latérale. L'amplitude de la qualité aérodynamique dépend en grande partie des caractéristiques géométriques de l'aile. Etant donné que la force de levage de l'aile pour un débit d'air donné est augmentée en augmentant la circulation le long du profil de l'aile, qui peut être obtenue en augmentant la courbure. Cependant, avec l'augmentation de la courbure du profil de l'aile la qualité aérodynamique décroît à mesure que le coefficient de traînée augmente plus vite que le coefficient élévateur / 3 /.

Capacité de levage de cette conception de l'aile peut être augmentée que par l'augmentation de l'envergure.

Les inconvénients de la roue éolienne ayant un diamètre de rotor de type lame est grande, ce qui nécessite des structures d'appui élevées, insuffisamment haut rendement, haut coefficient de traînée.

L'objet de l'invention est d'augmenter l'efficacité et réduire la taille et le coefficient de résistance à l'hélice frontale.

Le problème est résolu en ce que l'hélice, comportant un arbre horizontal et monté sur celui-ci un élément rotatif selon l'invention, un élément rotatif se présente sous la forme de deux disposés coaxialement avec la possibilité de rotation synchrone en relation opposée à l'autre direction du disque d'entraînement, l'axe de rotation qui est perpendiculaire à l'axe horizontal, et un boîtier annulaire dans les milieux des disques avec des intervalles sur la surface du disque. L'arbre horizontal est maintenu dans l'espace entre les disques sur un axe diamétral et est couplé de manière rigide à un plan fixe de rotation logement annulaire coaxial d'entraînement de disque.

Cette hélice lors de l'actionnement en rotation des disques d'entraînement et en le plaçant dans le flux du vent crée une force de portance due à la différence de pression autour des surfaces extérieures coaxiales tournant en sens inverse par rapport à l'autre des moyens de disques d'entraînement et la présence de l'enveloppe annulaire élimine la pénétration de l'écoulement du vent dans l'espace entre les disques, qui Il créerait un ascenseur obstacle de l'événement.

Au- dessus des deux moitiés des surfaces extérieures des disques qui tournent vers l' écoulement du vent formera une région à basse pression P 1 et les autres moitiés des deux surfaces extérieures des disques qui tournent dans le sens de l'écoulement du vent seront générés région de haute pression P 2 (fig . 2). En raison de la différence de pression sur les deux surfaces par rapport à l'axe diamétral de la force de l'hélice de levage élément rotatif comportant F, dirigée en sens opposé (fig. 2), qui fait tourner l'arbre rotatif horizontal à partir duquel la puissance de sortie est donnée.

La force de levage peut être déterminée en utilisant l'équation de Bernoulli, qui établit la relation entre la vitesse et la pression dans le courant d'air et en ajoutant les forces qui agissent sur les surfaces externes et internes des disques rotatifs coaxiaux.

1) Pour la moitié de la surface externe du disque, la direction de rotation qui est opposée à la direction d'écoulement du vent



2) à la surface intérieure des moitiés de disque, le sens de rotation qui est opposée à la direction d'écoulement du vent



3) sur la surface intérieure des moitiés de disque, le sens de rotation qui coïncide avec la direction d'écoulement du vent



4) Pour la moitié de la surface externe du disque, le sens de rotation qui coïncide avec la direction d'écoulement du vent



où

P - pression statique;

r - densité de l' air;

y - la vitesse d'écoulement du vent;

v - composante longitudinale moyenne (dans le sens de l'écoulement du vent) de la vitesse de rotation des lecteurs coaxiaux (Figure 5).



où

R - rayon de disques;

V BP - vitesse linéaire de rotation des disques;

n - nombre de tours de rotation disques coaxiaux en quelques secondes.

En conséquence, pour chaque mètre carré de la surface de l'élément hélice en rotation fonctionne l'ascenseur:



Le reste de la force de levage de l'élément hélice en rotation dépend du rayon et de la vitesse de rotation coaxiale des disques d'entraînement.

Une comparaison avec le prototype montre que la pale de levage hélice de type à palettes est calculé comme suit:



où

C y - coefficient de portance;

r - densité de l' air;

débit d'air - y;

S - zone lame.

Le coefficient C y peut être égal à un (presque sa valeur minimum), puis pour chaque mètre carré de la surface de la pale d'hélice fonctionne l'ascenseur .

En comparant la portance de l'hélice selon 2 rChyCh v = 4 ChrCh R n B Chy et prototype d'ascenseur il est facile de voir que la première valeur est supérieure à

Par exemple, lorsque y = 6 m / s, R = 2 m, n = 1 s -1

Une augmentation de R et n différence dans la puissance de levage est multiplié, ce qui augmente respectivement l'utilisation de l'énergie éolienne, une puissance de sortie de l'arbre horizontal, et en général, l'efficacité de l'hélice.

Dans ce cas, la puissance nécessaire pour faire tourner l'hélice d'entraînement de disque selon au moins un ordre de grandeur inférieure à la puissance de sortie.

Il est facile de comprendre que le diamètre de l'hélice selon la même puissance du moteur sera nettement inférieur au diamètre du prototype de roue éolienne. Par exemple, le système connu Mod - OA (Etats-Unis) à 200 kW comporte des pales d'un diamètre de 38 m / 2 /, tandis que le diamètre des disques d'entraînement selon l'hélice pour la même puissance de sortie. 8 - 19 m dans le cadre de la réduction des dimensions de l'hélice selon l'invention est réduite et que le coefficient glisser, en particulier en relation avec le multi-lames roue éolienne.

Une analyse comparative de l'hélice selon l'invention avec le prototype montre que l'hélice revendiquée diffère du fait connu que l'élément rotatif se présente sous la forme de deux disposés coaxialement avec possibilité de rotation synchrone en relation opposée à l'autre direction du disque d'entraînement, l'axe de rotation qui est perpendiculaire à l'arbre horizontal, et le carter annulaire par disques avec des intervalles sur la circonférence du disque. L'arbre horizontal est maintenu dans l'espace entre les disques sur un axe diamétral et est couplé de manière rigide à un plan fixe de rotation logement annulaire coaxial d'entraînement de disque.

Ainsi, l'invention revendiquée répond au critère du vent roue "nouveauté."

Comparaison de la solution de l'invention, non seulement à l'art antérieur, mais avec d'autres solutions techniques dans ce domaine a conduit à la conclusion qu'il ne devrait pas être explicitement dans l'art et, par conséquent, correspond aux critères de «activité inventive».

La possibilité d'une large utilisation de l'hélice selon la puissance du vent lui fournit le critère de la "applicabilité industrielle".

L'invention est illustrée par un dessin, où

Fig. La figure 1 montre une hélice à gauche; Fig. La figure 2 montre une hélice avant; Fig. La figure 3 montre une hélice sur la droite; Fig. La figure 4 représente une vue schématique vue en coupe transversale A-A hélice sur un plan diamétral perpendiculaire aux entraînements d'axe de la Fig. 1; Fig. La figure 5 montre l'écoulement longitudinal par rapport moyen de la direction du vent est les variateurs de vitesse de rotation.

Roue éolienne comprend un arbre horizontal 1 d'un type tubulaire et monté de façon rigide sur celui-ci un élément rotatif formé de deux disposés coaxialement avec possibilité de rotation synchrone en relation opposée à l'autre direction du disque 2 et 3, la position de cet axe de rotation est fixé de manière rigide sur l'arbre horizontal 1 par l'intermédiaire de la roue dentée d'entraînement 6, et l'annulaire boîtier 4 en cercles disques avec des intervalles de 5 à la surface du disque. axe horizontal 1 se prolonge dans l'espace entre les disques 2 et 3 le long d'un axe diamétral et est relié au boîtier annulaire 4 disposé dans un plan de rotation de l'entraînement des disques coaxiaux 2 et 3. La coaxial disques 2 et 3 dans des directions opposées en rotation par rapport à l'autre est réalisée au moyen d'un arbre d'entraînement 7, passant à l'intérieur de l'arbre rotatif horizontal tubulaire 1 et le pignon d'entraînement 6.

Lorsqu'il est actionné pour faire tourner les disques 2 et 3 et placés dans la vitesse d'écoulement du vent hélice ayant y, l'emballage de surface extérieure se produit courant d'air disques 2 et 3. Le corps annulaire 4 empêche la pénétration de l'air dans l'espace entre les disques. Dans ces conditions , l'écoulement du courant d'air dans chaque moitié (par rapport à l'axe diamétral) , la surface du disque crée une force de levage F, qui est égal à 4 ChrCh R H n Chy par mètre carré de la surface, où r - densité de l' air, R - le rayon des disques, n - nombre de révolutions disque, y - vitesse d'écoulement du vent. En raison des sens opposés de levage sur chaque moitié (par rapport à l'axe diamétral) de la surface du disque, la rotation de l'hélice est réalisée sur un arbre horizontal 1, à partir de laquelle la puissance de sortie est supprimée.

SOURCES D'INFORMATION

1. Ya Shefter. L'utilisation de l'énergie éolienne. M:. Energoatomizdat, 1983, p. 71-72, p. 68.

2. L'énergie éolienne. Under. Éd. D. de Renzo. M:. Energoatomizdat, 1982, p. 26-29, p. 87-88.

3. LH Kokunina. Principes de l'Ecoulement. M:. Transport, 1982, p. 54.

REVENDICATIONS

Roue éolienne comportant un arbre horizontal et monté de façon rigide sur celui-ci un élément rotatif dans lequel l'élément rotatif se présente sous la forme de deux disposés coaxialement avec possibilité de rotation synchrone en relation opposée à l'autre direction du disque d'entraînement, l'axe de rotation qui est perpendiculaire à l'arbre horizontal, et le carter annulaire le long de cercles des disques avec des écarts par rapport aux surfaces des disques, dans lequel un arbre horizontal est maintenu dans l'espace entre les disques sur un axe diamétral et est couplé de manière rigide à un plan fixe de rotation logement annulaire coaxial d'entraînement de disque.

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Date de publication 10.04.2007gg