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invention
Fédération de Russie Patent RU2261363

Wind turbine avec un diffuseur ayant deux injection (moulin à vent)

Wind turbine avec un diffuseur ayant deux injection (moulin à vent)

Nom de l'inventeur: Richard A. Janson (RU); Gasilov Alexey
Le nom du titulaire du brevet: Jansson, Richard A. (RU); Gasilov Alexey
Adresse de correspondance: 121309, Moscou, ul. B. Filyovskaya, 17, kv.148, RA Janson
Date de début du brevet: 17.11.2003

L'invention concerne le domaine de l'énergie éolienne. Le résultat technique est une augmentation de l'efficacité énergétique du vent, ce qui réduit la longueur axiale du diffuseur et son coût. Éolienne éolienne comprend un multiplicateur, un générateur, la nacelle, le dispositif de support doté d'un mécanisme de rotation et le diffuseur atmosphérique sous la forme d'une aile annulaire. Sur sa paroi intérieure, il y a deux écart indépendants successifs à une injection annulaire, dans lequel le premier soufflage est réalisé partie périphérique du flux d'air principal entrant dans la roue éolienne en agissant sur la partie périphérique du flux terminé parties de compresseur lames plaques séparées de la partie principale de la turbine aubes et tournant diffuseur évidement dans le boîtier, suivi par un apport d'air dans un canal annulaire situé à la surface intérieure du diffuseur est divisé en différentes ailettes incurvées interpale canaux de la première fente et se terminant par injection.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne le domaine de l' énergie, à savoir les éoliennes.

Connu schématique à axe horizontal éolienne avec un diffuseur ayant injection deux sièges sous la forme de fentes annulaires air extérieur dans la couche limite est disponible dans la surface intérieure du diffuseur, un soufflage - dans un espace annulaire à l'entrée du diffuseur, directement dans le plan de l'hélice, la seconde - l'annulaire fente sur la surface intérieure du diffuseur, en aval (voir (1). str.134-138, figure 4.11). En vertu de ce régime, il a été fait en 1996 en Nouvelle-Zélande et a été installé et mis en service éolienne Vortec-7 avec une puissance électrique de 1000 kW (voir. (2)).

célèbre fabricant et l'exploitation éolienne Caphom 10 CH / POL 10 kW (France) avec un diffuseur sans souffler le type d'aile annulaire (voir. (3)).

Un circuit de désavantage ayant une couche limite soufflant de l'air extérieur est relativement faible consommation d'énergie de la masse d'air injecté depuis introduite dans la couche limite de la dynamique de fluide est déterminée relativement faible énergie cinétique du flux d'air extérieur et d'une petite différence entre les pressions statiques sur les côtés extérieurs et le diffuseur extérieur.

Le résultat technique est d'augmenter l'efficacité énergétique du vent, ce qui réduit le poids et le coût du diffuseur. La solution de la tâche de réaliser l'effet technique revendiqué dans la façon suivante.

Wind turbine avec un diffuseur comprend une éolienne, le multiplicateur, générateur, nacelle, l'appareil de support avec un mécanisme de rotation et diffuseur atmosphérique sous la forme d'une aile annulaire. Sur sa paroi intérieure, il y a deux écart indépendants successifs à une injection annulaire dans la couche limite de l'air extérieur, et dans lequel le premier soufflage est réalisé partie périphérique du flux d'air principal entrant dans la roue du vent au moyen d'une exposition à la partie périphérique du flux terminé portions de compression des lames de plaques séparées à partir de la partie principale des pales de turbine et tournant dans l'évidement du logement de diffuseur, avec une livraison ultérieure de l'air vers le canal annulaire situé au-dessous de la surface intérieure du diffuseur est subdivisé en ailettes incurvées individuelles des canaux de la première fente et l'injection de terminaison.

Le corps du diffuseur dans sa section transversale est réalisée sous la forme d'un profil aérodynamique et formant un corps de révolution et la paroi interne du cône formé par la face convexe d'une surface portante et le diffuseur augmente le long de la longueur de l'angle d'ouverture (Appelé comme une aile de diffuseur annulaire). La valeur maximale de l'angle d'ouverture limité à une séparation de la couche limite de la surface de la paroi du diffuseur, en raison de l'augmentation du gradient de pression positif dans le sens de l'écoulement. Pour empêcher une telle séparation dans le prototype et les analogues sont fournis en tant que flux d'air extérieur à travers la première fente annulaire dans la zone de formation de la couche limite et le flux d'air extérieur dans la deuxième fente annulaire dans la zone en face de la séparation de la couche limite. Toutefois, la relativement faible quantité de mouvement du flux d'air injecté ne permet pas de réduire de manière significative la longueur du diffuseur. Pour augmenter la quantité de mouvement des masses d'air dans la couche limite (afin de parer ou d'éviter la séparation des flux) est proposé de modifier et d'intensifier le programme de la première injection, à savoir, pour former la première soufflé dans le jet annulaire au détriment non seulement de l'énergie du flux entrant à l'écart de l'air, mais aussi par la sélection une petite fraction de la puissance de la turbine éolienne. A cet effet, il est proposé de réaliser une partie périphérique de chaque hélice à pales d'une turbine éolienne dans une station de compression. Ces parties périphériques des lames sont encastrées dans la fente annulaire sur la paroi intérieure du diffuseur. Nisha n'a pas corniche en face de ses parties et donc l'air librement aspiré lames de section de compression et les força ensuite dans le canal de fente annulaire situé à l'intérieur du corps de diffuseur sous sa surface intérieure et commence directement derrière les lames rotatives, de sorte que l'entrée du canal est le fond de la niche . En conséquence de la couche limite sur la paroi interne du cône servi de l'énergie cinétique de l'air atmosphérique et une petite partie de la turbine de puissance, ce qui empêche ainsi l'écoulement de la séparation des parois et réduire les pertes dans le diffuseur, ce qui rend le processus d'augmentation de la pression statique dans le plus efficace. Cela augmente la pression négative de la turbine éolienne, sa sortie et, en fin de compte, l'utilisation de l'énergie éolienne, mais réduit également la taille axiale du diffuseur et sa masse.

Wind turbine avec un diffuseur ayant deux injection (moulin à vent)

1 est un schéma de structure schématique d'éolienne avec un diffuseur comportant deux injection d'air dans la couche limite sur la paroi intérieure. La figure 2 représente une coupe du diagramme de corps de diffuseur montrant les conduits d'air des première et seconde injection. La figure 3 est une section de balayage A-A de la figure 1 montrant le positionnement relatif des lames et des canaux mezhlopastnyh partie annulaire de la première injection. 4 est donnée par la section B-B de la figure 1, montrant une vue de la pale et l'entrée du premier canal d'injection.

Wind turbine se compose des éléments principaux suivants: une éolienne 1, ambient diffuseur 5, la nacelle 11, un multiplicateur 12, un générateur électrique 13, 17. Le support 1 présente une éolienne lames rotatifs (mécanisme de rotation de la figure 1 ne sont pas représentés), la partie périphérique 3 qui a un profil, tourné à un certain angle par rapport à l'axe longitudinal de la partie principale de la lame en sens antihoraire (figure 3). Entre le (compresseur) partie périphérique 3 et la lame principale (turbine), la partie de la lame 2 comporte une plaque de séparation 20. Le diffuseur d'un carter 5, dont la section transversale (2) est obtenue par rotation autour de son profil aérodynamique de l'axe. Sur la surface intérieure du diffuseur à une certaine distance de l'entrée 4 se trouve une niche (2) de section transversale triangulaire, qui tournent dans les zones périphériques des aubes du compresseur. Niche 4 dans sa partie avant au point A présente une surface de rupture de la paroi et non le rebord. L'arrière de la niche Soleil est l'entrée du canal annulaire 6 pour la première fente de soufflage d'air injecté périphérique (compresseur) la partie 3 de la lame. Le canal annulaire 6 (figure 3), incurvées aubes 18 est divisée en canaux interpales séparés 19 dans le sens d'écoulement d'une zone de section transversale croissante. Canaux 19 se combinent Mezhlopastnye fente annulaire 9 pour souffler de l'air dans la couche limite sur la paroi intérieure du diffuseur. Au diffuseur arrière a canal annulaire 7 pour la deuxième injection à travers l'espace annulaire 8 de l'air extérieur. Diffuseur logement 5 à travers la grille d'alimentation 10 est relié à une nacelle 11 qui est au-dessus de l'appui 17. Pour faire tourner la nacelle ensemble avec un diffuseur 15 se trouve un support rotatif 16 et le mécanisme de retournement.

Éolienne fonctionne comme suit. Avec l'aide de l'actionneur hydraulique ou électromagnétique 14 est orienté éolienne dispositif rotatif 15 dans la direction du vent. l'énergie d'écoulement de vent agissant sur la lame 2, fait tourner le moulin à vent 1, dont le rotor tourne à un noeud de référence 14, ce qui provoque le multiplicateur 12 est réalisé par rotation du générateur de flux d'énergie 13. L'air atmosphérique dans le diffuseur 5, et circulant sur la partie périphérique des pales 2. Les périphériques 3 partie 3 des pales fonctionnent comme compresseur grille basse pression et effectuer alimentation Freestream fente d'air dans le canal annulaire 6. le mouvement relatif (3) du flux atmosphérique accumule dans le profil du compresseur 3 à un taux de W 1 et laisse à un taux de W 2. La réception de la vitesse périphérique (vitesse de rotation de l'aube) U, le flux mezhlopastnye pénètre dans le canal 19 avec absolue de la vitesse d'écoulement C, puis mis en rotation par les ailettes incurvées 18 dans une direction proche de l'axe et sa vitesse est réduite à une valeur requise pour l'injection d'énergie dans la couche limite, sur la surface interne du diffuseur pour empêcher la séparation de l'écoulement principal. Interscapulaire hauteur de la fente h du canal annulaire 6 (2) à l'entrée de la fente annulaire 9 défini par la condition h> ** Où ** - Perte d'épaisseur de l'élan dans la couche limite à la paroi de diffuseur à la fente annulaire 9. Répétez influence énergétique sur la couche limite est réalisée au moyen de fente de soufflage secondaire 7 de l'air extérieur à travers le passage annulaire 8 en aval.

La capacité de l'invention est confirmée par l'utilisation d'exploitation avec succès éoliennes Vortec-7 (2) avec deux annulaire fendue soufflant dans diffuseur d'air et les éoliennes Caphorn 10 CH / POL (3) avec un type de diffuseur aile circulaire.

SOURCES D'INFORMATION

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

2. Bruce Cole. Nouvelle turbine pourrait offrir une faible puissance du vent des coûts. «Systèmes Rotor Modem». Août 1977 - p.27-30.

3. Windpower Monthly, vol.17, No11, Novembre 2001 R.33.

REVENDICATIONS

Éolienne avec un diffuseur comprenant une turbine éolienne, un multiplicateur, un générateur électrique, un appareil de support de nacelle avec un mécanisme de rotation et le diffuseur atmosphérique sous la forme d'une aile annulaire, sur la paroi intérieure duquel il y a deux écart indépendant successifs à une injection annulaire dans la couche limite de l'air extérieur, et dans lequel le premier souffle partie périphérique porté de l'écoulement principal d'air entrant dans la roue du vent au moyen d'une exposition à la partie périphérique des lames flux terminé portions de compression des plaques séparées des pales de pièces de turbine et en rotation dans l'évidement du boîtier de diffuseur, avec la livraison ultérieure de l'air vers le canal annulaire, situé sous l'intérieur la surface du diffuseur, des ailettes incurvées divisé en canaux séparés inter-aubes et se terminant à la première injection de la fente.

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Date de publication 31.01.2007gg