Ветроэнергетическая установка
Полезная модель предназначена для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию. Установка включает центральное тело, состоящее из лобового обтекателя, средней части, выполненной в виде осевой турбинной ступени состоящей из направляющего аппарата с лопатками и вращающегося рабочего колеса турбины с лопатками, и хвостового обтекателя. Кольцевой обтекатель с сечением формы несимметричного профиля крыла, выпуклая часть которого является образующей его внутренней поверхности. Отношение максимального диаметра центрального тела к внешнему диаметру турбины составляет 0,45-0,55. Лопатки направляющего аппарата и вращающегося рабочего колеса турбины в плоскости, соответствующей минимальному внутреннему диаметру кольцевого обтекателя установлены под углом к оси вращения турбины с отклонением по потоку. Полезная модель увеличивает вырабатываемую мощность ВЭУ при сохранении ее внешних габаритов.
Предлагаемая конструкция ветроэнергетической установки (ВЭУ) предназначена для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию.
Широко известны ветродвигатели, содержащие центральное тело и рабочие лопатки пропеллерного типа. Такие ветродвигатели не рассчитаны на работу при малых скоростях ветра, как правило, они входят в виде модуля в состав ветроэнергетических установок. Эти ветродвигатели устанавливают вдали от жилых домов, поскольку результатом их работы является эрозия почвы, а также гибель птиц, насекомых, попадающих во вращающиеся лопатки пропеллерного типа.
Наиболее близким к предлагаемой конструкции ВЭУ по технической сущности и достигаемому результату является известный ветродвигатель, включающий центральное тело, состоящее из лобового обтекателя, средней части и хвостового обтекателя, осевую турбинную ступень, состоящую из неподвижной лопаточной решетки профилей, а также вращающейся турбинной лопаточной решетки, кольцевой обтекатель с сечением формы несимметричного профиля крыла (см. RU 106674 опубликованный 20.07.2011), причем лобовой обтекатель выполнен в форме полусферы, выпуклая часть кольцевого обтекателя является образующей его внутренней поверхности, средняя часть центрального тела выполнена в виде осевой турбины с лопатками, установленными за направляющим аппаратом, а отношение максимального диаметра центрального тела к внешнему диаметру турбины составляет 0,45-0,55.
Технический результат предлагаемой полезной модели состоит в увеличении вырабатываемой мощности ВЭУ при сохранении ее внешних габаритов.
Данный технический результат достигается ветроэнергетической установкой, включающей центральное тело, состоящее из лобового обтекателя, средней части, выполненной в виде осевой турбинной ступени состоящей из направляющего аппарата с лопатками и вращающегося рабочего колеса с лопатками, и хвостового обтекателя; кольцевого обтекателя с сечением формы несимметричного профиля крыла, причем выпуклая часть кольцевого обтекателя является образующей его внутренней поверхности, а отношение максимального диаметра центрального тела к внешнему диаметру турбины составляет 0,45-0,55, при этом, согласно полезной модели, лопатки направляющего аппарата и вращающегося рабочего колеса турбины в плоскости, соответствующей минимальному внутреннему диаметру кольцевого обтекателя установлены под углом к оси вращения турбины с отклонением по потоку.
Сущность заявленной конструкции ВЭУ поясняется прилагаемыми чертежами.
На Рис.1 представлен общий вид ВЭУ.
На Рис.2 представлена общая схема ВЭУ.
На Рис.3 представлено рабочее колесо ВЭУ.
ВЭУ состоит из лобового обтекателя 1 средней части и хвостового обтекателя 2 образующих центральное тело, лопаток направляющего аппарата 3, лопаток рабочего колеса 4 и кольцевого обтекателя 5 с сечением формы несимметричного профиля крыла. Выпуклая часть кольцевого обтекателя является образующей его внутренней поверхности, средняя часть центрального тела выполнена в виде осевой турбины с лопатками, установленными за направляющим аппаратом. Направляющий аппарат с лопатками установлен в плоскости, соответствующей минимальному внутреннему диаметру кольцевого обтекателя. Отношение максимального диаметра центрального тела к внешнему диаметру турбины составляет 0,45-0,55. Неподвижные лопатки направляющего аппарата и лопатки вращающейся турбины установлены стреловидно, т.е. с отклонением по потоку. Вращение же турбины происходит по-прежнему, в плоскости перпендикулярной оси вращения, совпадающей с направлением набегающего потока воздуха. Это изменение конструкции дает увеличение площади лопаток турбины за счет удлинения лопаток при угле стреловидности 45 град это удлинение составит 1,4 от длины перпендикулярно установленных лопаток. Таким образом, увеличивается величина крутящего момента на каждой лопатке турбины и соответственно, как показали эксперименты, увеличивается аэромеханическая мощность, снимаемая с турбины, при сохранении внешних габаритов ВЭУ.
Ветроэнергетическая установка, включающая центральное тело, состоящее из лобового обтекателя, средней части, выполненной в виде осевой турбинной ступени, состоящей из направляющего аппарата с лопатками и вращающегося рабочего колеса турбины с лопатками, и хвостового обтекателя; кольцевого обтекателя с сечением формы несимметричного профиля крыла, выпуклая часть которого является образующей его внутренней поверхности, а отношение максимального диаметра центрального тела к внешнему диаметру турбины составляет 0,45-0,55, отличающаяся тем, что лопатки направляющего аппарата и вращающегося рабочего колеса турбины в плоскости, соответствующей минимальному внутреннему диаметру кольцевого обтекателя, установлены под углом к оси вращения турбины с отклонением по потоку.
