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invention
Fédération de Russie Patent RU2182985

turbine VORTEX vent pour les éoliennes

turbine VORTEX vent pour les éoliennes

Nom de l'inventeur:. Bubnov VA; VM Ovsyannikov. AA Osokin
Le nom du titulaire du brevet: Moscow City Université pédagogique
Adresse de correspondance: 125040, Moscou, ul. Skakovaya, 01/04, kv.75, V.M.Ovsyannikovu
Date de début du brevet: 17.11.2000

L'invention concerne l'énergie éolienne, à savoir le moteur de vortex qui convertit l'énergie cinétique en mécanique uraganopodobnogo vortex. Le résultat technique consiste à augmenter la puissance sur l'arbre d'une turbine éolienne en utilisant uraganopodobnogo énergie vortex est atteint en raison du fait que la turbine vortex de vent comprenant un stator, un dispositif de tourbillonnement ayant au moins un des canaux confus, un rotor à pales profilées sur l'arbre, et une source supplémentaire de un écoulement ascendant d'air chaud selon l'invention, le vortex zone stator de tourbillonnement situé formant l'air, la surface latérale qui est formée par des sections terminales convergentes des canaux, et les bases inférieure et supérieure - anneau de support ayant des trous traversants et se stator de tourbillonnement est monté sur la structure de support broyé dans un courant d'air ayant une vitesse supérieure à sa surface.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention se rapporte à l' énergie éolienne, à savoir le moteur à vortex qui convertit l' énergie cinétique dans le tourbillon uraganopodobnogo énergie mécanique ou électrique.

Connu tourbillon éolienne comprenant un stator, un dispositif de tourbillonnement ayant au moins un des canaux confondus, avec les pales de rotor sur l'arbre profilé et une source supplémentaire de courant ascendant d'air chaud (voir. SU, A1 1539382, cl. F 03 D 3/04, 30.01. 1990), les caractéristiques essentielles de l'invention, prises dans l'analogue le plus proche (prototype).

Connu turbine tourbillon du vent a un faible rendement en raison des pertes énergétiques de grande envergure dans les canaux en raison de leur grande longueur avec une petite dimension transversale d'entrée, mais en raison de l'absence de trous au fond de la tour ne crée pas de flux axial intensive, conduisant à une augmentation du moment angulaire agissant sur le rotor, et aucun des recommandations sur le meilleur coin de l'entrée des cours d'eau dans la zone de fusion sur son rayon et il n'y a pas de ratio optimal de la hauteur et le diamètre de la zone de fusion, ce qui réduit la fiabilité et l'efficacité du moteur.

Le résultat technique consiste à augmenter la puissance sur l'arbre d'une turbine éolienne en utilisant uraganopodobnogo énergie vortex est atteint en raison du fait que la turbine vortex de vent comprenant un stator, un dispositif de tourbillonnement ayant au moins un des canaux confus, un rotor à pales profilées sur l'arbre, et une source supplémentaire de un écoulement ascendant d'air chaud selon l'invention, le vortex zone stator de tourbillonnement situé formant l'air, la surface latérale qui est formée par des sections terminales convergentes des canaux, et les bases inférieure et supérieure - anneau de support ayant des trous traversants et se stator de tourbillonnement est monté sur la structure de support au niveau du sol dans un courant d'air ayant une vitesse plus grande que la surface et les parois verticales canaux convergents forment un angle de 30 ° avec la tangente à une section horizontale de la zone cylindrique formant un vortex confondu canaux ont mur au- dessus et au- dessous, le rapport des diamètres des ouvertures des anneaux de support au diamètre de la zone la formation de tourbillons est de 0,5, la hauteur de la zone de formation du tourbillon cylindrique est égale à son diamètre, le rotor comprend en outre une barre transversale, qui, dans le plan du fond de la cage présente des évidements, une source supplémentaire d'ordre courant d'air chaud est formé comme une flamme dynamique des gaz sortant de la buse, dans laquelle un carburant gazeux est fourni, et situé au-dessous de l'anneau de support inférieur, et les pales du rotor sont profilées avec la possibilité de créer un flux descendant et ascendant de vitesse angulaire dans la direction de la zone de formation de vortex.

turbine VORTEX vent pour les éoliennes
turbine VORTEX vent pour les éoliennes

La figure 1 montre une turbine vortex du vent (vue générale);

Figure 2 - section AA d'une turbine éolienne;

Figure 3 - le flux d'air généré par une zone formant flamme vortex dynamique de gaz.

Tourbillonnant éolienne comprend un stator de tourbillonnement comprenant au moins un canal de confuser 1, un rotor 2 avec des lames profilées 3 sur l'arbre 4, et une source supplémentaire de courant ascendant d'air chaud généré dans une flamme torche dynamique de gaz 5 sortant de la buse 6, dans lequel le combustible gazeux fourni, tandis que le stator de tourbillonnement situé région 7 formant tourbillon d'air, la surface latérale qui est formée par des sections d'extrémité du canal 1 et les bases inférieure et supérieure convergentes - les bagues support supérieur et inférieur 8, 9 ayant des parties supérieure et inférieure des trous traversants 10, 11, le stator auto-tourbillon est installé sur la structure de support 12 au-dessus du sol dans un courant d'air ayant une vitesse supérieure à la surface.

Parois verticales 1 canaux convergents forment un angle de 30 ° avec la tangente horizontale à la partie cylindrique du vortex de la zone 7 de formage, dans lequel l'une embrouillé les canaux ont des parois supérieure et inférieure, le rapport entre les diamètres des trous dans la zone de formation de vortex d'anneaux de support 8,9 diamètre 7 est de 0,5, et la hauteur l de la zone de formation du tourbillon cylindrique 7 est égal au diamètre D (l / D = 1).

Le rotor 2 comporte en outre une traverse 13, qui avions sont au fond des évidements pour l'arbre 4. La torche à flamme dynamique de gaz 5 est disposé en dessous de la bague inférieure de support 8 et la buse 6 se trouve à une hauteur h au-dessus de la surface du sol à la longueur de la torche 5 atteint le niveau du trou 11.

Les pales 3 du rotor 2 sont profilées avec la possibilité de créer de haut en bas et le flux ascendant du moment angulaire dans une direction dans la formation de vortex zone 7.

Tourbillonnant éolienne fonctionne comme suit. flux d'air droite, ayant à une altitude plus grande vitesse que la surface de la terre, quelle que soit la direction du vent de la vitesse tombe dans un ou plusieurs canaux convergents 1, en passant à et d'augmenter la vitesse du vent initial autant de fois que la zone de section d'entrée du canal 1 est supérieure à la sortie, il pénètre dans le vortex de la zone 7 formant un angle de 30 ° à la tangente à la section horizontale de la zone cylindrique 7. cette zone 7 en raison de la vitesse élevée du vent, conformément à l'équation de Bernoulli connue, la pression statique diminue, ce qui entraîne l' air d'être éjectée dans la masse dans les zones 7 les canaux adjacents aux canaux par lesquels pénétraient l'écoulement du vent simple. À son tour, entrer dans la zone 7, rejeter les flux d'éjection à partir des canaux adjacents rectilignes accélérés écoulement d'air, l'amenant à tourner dans le même sens, qui est indépendant de sa direction d'origine. En même temps, les parois supérieure et inférieure 1 canaux convergents permettent l'entrée dans la zone 7 des masses d'air, prise dans la section d'entrée du canal 1, ce qui augmente l'énergie cinétique du vortex. Bagues d'appui 8 et 9 et détenus dans un flux d'air tourbillonnant formant la zone de vortex 7.

Décrit ci-dessus est formée par la périphérie reposant tourbillonnaire sur des bagues d'appui 8 et 9 et ayant déplacé la vitesse circonférentielle maximale v radialement vers l'intérieur en raison de l'action de vortex pousse les courants éjectés.

La force centrifuge provoque la sortie périphérique du vortex dans la direction radiale de l'air depuis l'axe de la zone 7. Cette sortie en liaison avec le courant de flux d'air d'alimentation vers le centre de la zone 7 et éjectée flux forme une trajectoire stable et observée tourbillonnement sous la forme d'une colonne cylindrique, à partir des bagues de roulement 8, 9.

Évacuation de l'air provenant de la zone de l'axe 7 entraîne une diminution de la pression statique en ce point. les masses d'air sont impliqués, torsions et ayant swirl périphérique vers le bas écoulement axial dans le centre de conséquence, et la force de gravité à travers l'ouverture supérieure 10 dans la zone 7. Donc, le tourbillon intérieur est formé.

La force centrifuge provoque le tourbillon intérieur et la sortie d'air de l'axe de la zone 7 dans la direction radiale. Par conséquent, pas tous de la masse d'air qui est entré dans le trou 10, vient à l'ouverture inférieure 11. L'air est entré dans le trou 10 et descendre à l'ouverture 11, avec les masses d'air du canal convergeant 1 crée des ascendances près de la périphérie de l'ouverture supérieure 10. Le profil radial 14 vitesse axiale formant ledit flux axial, est typique pour les vrais ouragans.

Ainsi formée dans la région 7 de la ligne droite flux d'air vortex uraganopodobny est proportionnelle en termes de valeurs absolues axiale et circonférentielle 14w 15v vitesse. Dans le même temps, un tel tourbillon avec des dimensions L = D a une énergie cinétique maximale.

L'arbre 4 est mis en rotation par le croisillon moulin à vent 13 qui convertit l'énergie cinétique du mouvement en mouvement angulaire circonférentielle mécanique, et que les lames 3, est conformé de telle sorte que le tourbillon de l'écoulement vers le haut et vers le bas axiale crée un moment angulaire une direction qui coïncide avec le sens de rotation de l'araignée 13. Depuis près de l'axe circonférentiel du tourbillon de la vitesse du tourbillon est négligeable, le plan de coupe présentent des découpes 13, ce qui facilite la conception du rotor 2.

En l'absence de flamme dynamique du vent de gaz 5 se terminant dans l'espace libre de l'embout 6 avec une grande vitesse hydrodynamique dirigée le long de l'axe de la zone 7 de bas en haut, implique le déplacement des couches d'air adjacente à la périphérie de la torche 5. Ces couches d'air à proximité de la périphérie de l'ouverture inférieure 11 dans la direction écouler vers le haut dans la zone 7, créant dans ce flux axial vertical. Au voisinage du centre de l'ouverture 11 en bas, le front de flamme 5 échauffe fortement l'air, ce qui provoque l'écoulement libre de l'air par convection vers le bas entrant dans la zone 7 par l'ouverture supérieure 10. Ces deux flux axial agissant sur les lames 3, 4 provoquent lors de la rotation de l'arbre, ce qui se traduit par faire tourner l'araignée 13 de l'araignée 13 dans ce cas, agissant comme un générateur de tourbillon crée le flux d'air périphérique et au moyen de masses additionnelles d'air éjecté par les canaux 1 et augmente l'énergie cinétique du tourbillon à l'arbre à vitesse fixe 4, obtenue par l'écoulement axial décrit ci-dessus.

Partageant les deux sources de mouvement de vortex (écoulement rectiligne du vent et de la flamme) ci-dessus ne fera que renforcer la puissance de l'éolienne.

REVENDICATIONS

1. tourbillonnement éolienne comprenant un stator, un dispositif de tourbillonnement ayant au moins un des canaux confondus avec les pales de rotor sur l'arbre profilé et une source supplémentaire d'un écoulement ascendant d'air chaud, caractérisé en ce que la zone placée air de tourbillonnement vortex de stator formant la surface latérale duquel formée par des sections d'extrémité des canaux convergents et inférieure et des bases supérieures - anneau de support ayant des trous traversants, et l'auto-tourbillon stator est installé sur la structure de support au-dessus du sol dans un courant d'air ayant une vitesse supérieure à la surface.

2. Eolienne selon la revendication. 1, caractérisée en ce que les parois verticales des canaux convergents forment un angle de 30 ° avec la tangente horizontale à la partie cylindrique de la zone de formation de vortex.

3. Turbine éolienne selon l'une quelconque des revendications. 1 et 2, caractérisé en ce que les canaux ont confondu parois supérieure et inférieure.

4. Turbine éolienne selon la revendication. 1, caractérisée en ce que le rapport des diamètres des trous au diamètre de la zone de formation de vortex d'anneaux de support est égale à 0,5.

5. Eolienne selon la revendication. 1, caractérisée en ce que la hauteur de la zone de formation du tourbillon cylindrique est égale à son diamètre.

6. Eolienne selon la revendication. 1, caractérisée en ce que le rotor comprend en outre une araignée dans lequel une partie plane de fond présentent des découpes pour l'arbre.

7. Turbine éolienne selon la revendication. 1, caractérisée en ce que la source supplémentaire d'augmentation des flux d'air chauffé est réalisé sous la forme d'une flamme dynamique des gaz sortant de la buse, dans lequel le combustible gazeux est fourni, et situé au-dessous de l'anneau de support inférieur.

Eolienne selon la revendication 8. 1, caractérisé en ce que les pales du rotor sont profilées avec la possibilité de créer un écoulement ascendant et descendant de l'impulsion angulaire dans la direction de la zone de formation de vortex.

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Date de publication 31.01.2007gg