Claims (37)
1. Устройство, содержащее:1. A device comprising:
а. ветроэнергетическую установку, имеющую бандаж с расширяющимся впускным отверстием;but. a wind turbine having a bandage with an expanding inlet;
b. ротор пропеллерного вида, расположенный за впускным отверстием;b. a propeller-type rotor located behind the inlet;
с. смеситель, имеющий кольцо из выступов смесителя, которые проходят за ротором; иfrom. a mixer having a ring of mixer protrusions that extend behind the rotor; and
d. эжектор, окружающий задние кромки выступов смесителя и проходящий за выступы смесителя.d. an ejector surrounding the trailing edges of the mixer protrusions and extending beyond the mixer protrusions.
2. Устройство, содержащее:2. A device comprising:
а. ветроэнергетическую установку, имеющую бандаж с расширяющимся впускным отверстием;but. a wind turbine having a bandage with an expanding inlet;
b. ротор, расположенный за впускным отверстием; и b. a rotor located behind the inlet; and
с. смеситель, проходящий за ротором.from. mixer passing behind the rotor.
3. Устройство по п.2, дополнительно содержащее эжектор, проходящий за смеситель.3. The device according to claim 2, further comprising an ejector extending past the mixer.
4. Устройство по п.1, в котором смеситель содержит кольцо из выступов смесителя, которые проходят в эжектор.4. The device according to claim 1, in which the mixer comprises a ring of protrusions of the mixer, which pass into the ejector.
5. Устройство по п.1, в котором смеситель содержит отдельные пазы смесителя, которые проходят в эжектор.5. The device according to claim 1, in which the mixer contains individual grooves of the mixer, which pass into the ejector.
6. Устройство, содержащее:6. A device comprising:
а. ветроэнергетическую установку, имеющую бандаж с расширяющимся впускным отверстием;but. a wind turbine having a bandage with an expanding inlet;
b. ротор пропеллерного вида, расположенный за впускным отверстием; иb. a propeller-type rotor located behind the inlet; and
с. средство для выработки уровня мощности, превышающего предел Бетца в течение неаномального периода, посредством:from. means for generating a power level exceeding the Betz limit during the non-anomalous period by:
i. приема и направления первичной воздушной струи окружающего воздуха в расширяющееся впускное отверстие и через бандаж турбины;i. receiving and directing the primary air stream of ambient air into the expanding inlet and through the turbine bandage;
ii. приведения ротора внутри бандажа во вращение посредством первичной воздушной струи, в результате чего первичная воздушная струя передает энергию ротору; иii. bringing the rotor inside the brace into rotation by means of the primary air stream, as a result of which the primary air stream transfers energy to the rotor; and
iii. вовлечения и смешивания вторичной воздушной струи окружающего воздуха только с первичной воздушной струей, которая прошла через ротор, посредством смесителя и эжектора, расположенных последовательно за ротором, для передачи энергии от вторичной воздушной струи первичной воздушной струе и для создания ряда вихрей, выходящих из эжектора.iii. involving and mixing the secondary air stream of the surrounding air only with the primary air stream that passed through the rotor by means of a mixer and an ejector arranged in series behind the rotor to transfer energy from the secondary air stream to the primary air stream and to create a series of vortices exiting the ejector.
7. Устройство по п.6, в котором средство дополнительно содержит:7. The device according to claim 6, in which the tool further comprises:
а. смеситель, имеющий кольцо из выступов смесителя, которые проходят за ротор; иbut. a mixer having a ring of mixer protrusions that extend beyond the rotor; and
b. эжектор, окружающий задние кромки выступов смесителя и проходящий за выступы смесителя.b. an ejector surrounding the trailing edges of the mixer protrusions and extending beyond the mixer protrusions.
8. Устройство по п.7, в котором эжектор расположен коаксиально бандажу турбины.8. The device according to claim 7, in which the ejector is located coaxial to the turbine bandage.
9. Устройство по п.7, в котором эжектор содержит кожух эжектора, концентричный выпускному отверстию бандажа турбины.9. The device according to claim 7, in which the ejector comprises an ejector casing concentric to the outlet of the turbine bandage.
10. Ветротурбина, выполненная с возможностью использования энергии из потока ветра, содержащая:10. A wind turbine configured to use energy from a wind stream, comprising:
а. ветротурбину, имеющую направление против потока и направление по потоку относительно струи ветра, при этом ветротурбина содержит:but. a wind turbine having an upstream direction and a downstream direction relative to the wind jet, wherein the wind turbine comprises:
b. бандаж турбины, имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие;b. a turbine brace having an inlet and an outlet;
с. рабочее колесо, имеющее лопатки рабочего колеса, расположенное внутри бандажа за впускным отверстием; иfrom. an impeller having impeller blades located inside the bandage behind the inlet; and
d. кожух эжектора, коаксиальный бандажу турбины, расположенный рядом с выпускным отверстием бандажа турбины;d. an ejector housing, a coaxial turbine retainer located adjacent to an outlet of the turbine retainer;
е. при этом бандаж турбины и кожух эжектора согласованы по размеру и форме для:E. In this case, the turbine bandage and the ejector casing are matched in size and shape for:
i. направления первичной воздушной струи, проходящей через внутреннее пространство бандажа турбины и через рабочее колесо, в сторону от оси вращения рабочего колеса; и i. the direction of the primary air stream passing through the inner space of the turbine bandage and through the impeller, away from the axis of rotation of the impeller; and
ii. направления вторичной воздушной струи, которая не вошла в бандаж турбины, внутрь кожуха эжектора и к оси вращения рабочего колеса.ii. direction of the secondary air stream, which did not enter the turbine bandage, into the ejector casing and to the axis of rotation of the impeller.
11. Ветротурбина по п.11, в которой бандаж турбины у его выпускного отверстия и эжектор согласованы по размеру и форме для смешивания вторичной воздушной струи с первичной воздушной струей за рабочим колесом.11. The wind turbine according to claim 11, in which the turbine brace at its outlet and the ejector are matched in size and shape to mix the secondary air stream with the primary air stream behind the impeller.
12. Ветротурбина по п.11, в которой бандаж турбины у его выпускного отверстия и эжектор согласованы по размеру и форме для передачи энергии от вторичной воздушной струи первичной воздушной струе более эффективным образом благодаря образованию ряда вихрей смешения за рабочим колесом.12. The wind turbine according to claim 11, in which the turbine brace at its outlet and the ejector are matched in size and shape to transfer energy from the secondary air stream to the primary air stream in a more efficient manner due to the formation of a series of mixing vortices behind the impeller.
13. Ветротурбина по п.11, в которой бандаж турбины и кожух эжектора, при таком расположении, согласованы по размеру и форме для:13. The wind turbine according to claim 11, in which the bandage of the turbine and the casing of the ejector, with this arrangement, are coordinated in size and shape for:
а. направления части вторичной воздушной струи в кожух эжектора и к месту на оси вращения рабочего колеса за выпускным отверстием бандажа турбины; иbut. the direction of the secondary air stream into the ejector casing and to a place on the axis of rotation of the impeller behind the outlet of the turbine bandage; and
b. направления части первичной воздушной струи через внутреннее пространство бандажа турбины и через рабочее колесо от места на оси вращения за выпускным отверстием бандажа турбины.b. directing a portion of the primary air stream through the inner space of the turbine bandage and through the impeller from a location on the axis of rotation behind the outlet of the turbine bandage.
14. Устройство, содержащее:14. A device comprising:
а. ветротурбину, имеющую направление против потока и направление по потоку, при этом ветротурбина содержит:but. a wind turbine having an upstream direction and a downstream direction, wherein the wind turbine comprises:
i. бандаж турбины, имеющий впускное отверстие;i. a turbine brace having an inlet;
ii. рабочее колесо, расположенное за впускным отверстием бандажа турбины;ii. an impeller located behind the inlet of the turbine bandage;
iii. кожух эжектора, расположенный вблизи выпускного отверстия бандажа турбины; иiii. an ejector housing located near an outlet of a turbine bandage; and
iv. при этом бандаж ветротурбины согласован по размеру и форме для создания ряда вихрей смешения с малыми потерями, вследствие значительной неоднородности, по меньшей мере, бандажа турбины, за рабочим колесом, когда ветротурбина открыта для воздействия ветра, движущегося в направлении по потоку.iv. wherein the wind turbine bandage is matched in size and shape to create a series of mixing vortices with low losses due to the significant heterogeneity of at least the turbine bandage behind the impeller when the wind turbine is open to the action of wind moving in the flow direction.
15. Устройство, содержащее:15. A device comprising:
а. осевую ветротурбину, имеющую направление против потока и направление по потоку, при этом ветротурбина содержит:but. an axial wind turbine having an upstream direction and a downstream direction, wherein the wind turbine comprises:
i. рабочее колесо;i. Working wheel;
ii. выступы смесителя;ii. protrusions of the mixer;
iii. эжектор, проходящий за смеситель;iii. an ejector passing behind the mixer;
iv. при этом выступы смесителя расположены рядом с впускным отверстием эжектора; иiv. the protrusions of the mixer are located next to the inlet of the ejector; and
v. при этом ветротурбина согласована по размеру и форме для работы в качестве насоса со смесителем/эжектором вследствие размещения выступов смесителя относительно эжектора так, что окружающий воздух и воздух с меньшей энергией по отношению друг к другу смешиваются для увеличения воздушного потока через ступень турбины.v. the wind turbine is matched in size and shape to work as a pump with a mixer / ejector due to the placement of the protrusions of the mixer relative to the ejector so that ambient air and air with lower energy are mixed with respect to each other to increase air flow through the turbine stage.
16. Устройство, содержащее:16. A device comprising:
а. осевую ветротурбину, имеющую направление против потока и направление по потоку, содержащую:but. an axial wind turbine having an upstream direction and a downstream direction, comprising:
i. лопатки статора;i. stator blades;
ii. рабочее колесо, расположенное за лопатками статора; ii. an impeller located behind the stator blades;
iii. смеситель, расположенный за рабочим колесом; иiii. a mixer located behind the impeller; and
iv. эжектор, проходящий за смеситель;iv. an ejector passing behind the mixer;
v. при этом ветротурбина выполнена с возможностью использования энергии ветра для выработки механической энергии при одновременном превышении предела Бетца для эксплуатационного кпд осевой ветротурбины.v. wherein the wind turbine is configured to use wind energy to generate mechanical energy while exceeding the Betz limit for the operational efficiency of the axial wind turbine.
17. Устройство по п.16, в котором ветротурбина согласована по размеру и форме для использования энергии ветра для выработки механической энергии при одновременном превышении предела Бетца для эксплуатационного кпд осевой ветротурбины в течение неаномального периода.17. The device according to clause 16, in which the wind turbine is consistent in size and shape to use wind energy to generate mechanical energy while exceeding the Betz limit for operational efficiency of the axial wind turbine during the non-anomalous period.
18. Устройство по п.16, в котором ветротурбина согласована по размеру и форме для использования энергии ветра для выработки механической энергии при одновременном превышении предела Бетца для эксплуатационного кпд осевой ветротурбины в течение длительного периода.18. The device according to clause 16, in which the wind turbine is consistent in size and shape to use wind energy to generate mechanical energy while exceeding the Betz limit for operational efficiency of the axial wind turbine for a long period.
19. Устройство по п.16, в котором ветротурбина согласована по размеру и форме для использования энергии ветра для выработки механической энергии при одновременном постоянном превышении предела Бетца для эксплуатационного кпд осевой ветротурбины.19. The device according to clause 16, in which the wind turbine is consistent in size and shape to use wind energy to generate mechanical energy while constantly exceeding the Betz limit for the operational efficiency of the axial wind turbine.
20. Устройство, содержащее:20. A device comprising:
а. ветротурбину, имеющую направление против потока и направление по потоку, содержащую:but. a wind turbine having an upstream direction and a downstream direction, comprising:
i. бандаж турбины с впускным отверстием, при этом толщина стенки бандажа турбины изменяется, по существу, вдоль оси вращения рабочего колеса;i. a turbine brace with an inlet, wherein the wall thickness of the turbine brace varies substantially along the axis of rotation of the impeller;
ii. рабочее колесо, расположенное внутри бандажа турбины;ii. an impeller located inside the turbine brace;
iii. элементы для смешивания потоков, расположенные рядом с выходной плоскостью выхода бандажа турбины; иiii. elements for mixing flows located next to the output plane of the outlet of the turbine bandage; and
iv. эжектор, расположенный вблизи кромок элементов смесителя и проходящий от элементов смесителя.iv. an ejector located near the edges of the mixer elements and extending from the mixer elements.
21. Устройство по п.20, в котором стенка бандажа турбины, толщина которой изменяется, по существу, вдоль оси вращения рабочего колеса, имеет изогнутую форму.21. The device according to claim 20, in which the wall of the bandage of the turbine, the thickness of which varies essentially along the axis of rotation of the impeller, has a curved shape.
22. Устройство по п.20, в котором толщина стенки эжектора изменяется, по существу, вдоль оси вращения рабочего колеса.22. The device according to claim 20, in which the wall thickness of the ejector changes essentially along the axis of rotation of the impeller.
23. Устройство по п.20, в котором стенка эжектора, толщина которой изменяется, по существу, вдоль оси вращения рабочего колеса, имеет изогнутую форму.23. The device according to claim 20, in which the wall of the ejector, the thickness of which varies essentially along the axis of rotation of the impeller, has a curved shape.
24. Устройство, содержащее:24. A device comprising:
а. ветротурбину, имеющую направление против потока и направление по потоку, при этом ветротурбина содержит:but. a wind turbine having an upstream direction and a downstream direction, wherein the wind turbine comprises:
i. бандаж турбины с аэродинамическим контуром и впускным отверстием;i. turbine brace with aerodynamic circuit and inlet;
ii. рабочее колесо, имеющее лопатки рабочего колеса, расположенные за впускным отверстием;ii. an impeller having impeller blades located behind the inlet;
iii. кольцо из выступов смесителя, проходящих за рабочее колесо; иiii. a ring of mixer protrusions extending beyond the impeller; and
iv. кожух эжектора, окружающий кольцо из выступов смесителя, при этом выступы смесителя проходят дальше по потоку и в кожух эжектора.iv. the ejector casing surrounding the ring of mixer protrusions, the mixer protrusions extending further downstream and into the ejector casing.
25. Устройство по п.24, в котором второе кольцо из выступов смесителя расположено на конце кожуха эжектора.25. The device according to paragraph 24, in which the second ring of the protrusions of the mixer is located on the end of the casing of the ejector.
26. Устройство по п.24, в котором наружная поверхность ветротурбины содержит самоустанавливающийся подвижный крыловидный выступ, предназначенный для того, чтобы аэродинамически способствовать выравниванию ветротурбины относительно направления набегающего потока ветра.26. The device according to paragraph 24, in which the outer surface of the wind turbine contains a self-aligning movable wing-shaped protrusion, designed to aerodynamically facilitate the alignment of the wind turbine relative to the direction of the incoming wind flow.
27. Осевая ветротурбина, содержащая:27. An axial wind turbine containing:
а. бандаж турбины с аэродинамическим контуром и с впускным отверстием и выпускным отверстием; иbut. a turbine brace with an aerodynamic circuit and with an inlet and an outlet; and
b. рабочее колесо, установленное с возможностью вращения внутри бандажа турбины; иb. an impeller mounted for rotation inside the turbine bandage; and
с. средство, предназначенное для обеспечения того, чтобы эксплуатационный кпд осевой ветротурбины стабильно превышал предел Бетца, и содержащее:from. means designed to ensure that the operational efficiency of the axial wind turbine stably exceeds the Betz limit, and containing:
i. кольцо из выступов смесителя, проходящих за рабочее колесо; иi. a ring of mixer protrusions extending beyond the impeller; and
ii. кожух эжектора, окружающий кольцо из выступов смесителя, при этом выступы смесителя проходят в кожух эжектора.ii. the ejector casing surrounding the ring of protrusions of the mixer, while the protrusions of the mixer pass into the casing of the ejector.
28. Устройство, содержащее:28. A device comprising:
а. осевую ветротурбину, имеющую направление против потока и направление по потоку, при этом ветротурбина содержит:but. an axial wind turbine having an upstream direction and a downstream direction, wherein the wind turbine comprises:
i. бандаж турбины с аэродинамическим контуром и впускным отверстием; i. turbine brace with aerodynamic circuit and inlet;
ii. ступень турбины, установленную внутри бандажа, содержащую:ii. a turbine stage installed inside the brace, comprising:
iii. рабочее колесо;iii. Working wheel;
iv. кольцо из выступов смесителя, проходящих от рабочего колеса; и iv. a ring of mixer protrusions extending from the impeller; and
v. эжектор, окружающий задние по отношению к рабочему колесу кромки выступов смесителя и проходящий за выступы смесителя.v. an ejector surrounding the rear edges of the mixer protrusions in relation to the impeller and extending beyond the mixer protrusions.
29. Устройство, содержащее:29. A device comprising:
а. осевую ветротурбину, имеющую направление против потока и направление по потоку, при этом ветротурбина содержит:but. an axial wind turbine having an upstream direction and a downstream direction, wherein the wind turbine comprises:
i. бандаж турбины с аэродинамическим контуром и впускным отверстием;i. turbine brace with aerodynamic circuit and inlet;
ii. рабочее колесо;ii. Working wheel;
iii. смеситель, расположенный вблизи бандажа, имеющий выступы смесителя, проходящие за рабочее колесо; иiii. a mixer located near the brace having protrusions of the mixer extending beyond the impeller; and
iv. эжектор, проходящий за выступы смесителя.iv. an ejector extending beyond the protrusions of the mixer.
30. Осевая ветротурбина, имеющая направление против потока и направление по потоку, бандаж турбины с впускным отверстием и ротор, содержащая смеситель, имеющий выступы смесителя, проходящие за ротор.30. An axial wind turbine having an upstream direction and a downstream direction, a turbine brace with an inlet and a rotor comprising a mixer having mixer protrusions extending beyond the rotor.
31. Устройство по п.31, в котором смеситель содержит множество радиально разнесенных пазов смесителя.31. The device according to p, in which the mixer contains many radially spaced grooves of the mixer.
32. Устройство по п.31, дополнительно содержащее эжектор, проходящий за смеситель.32. The device according to p. 31, further comprising an ejector extending beyond the mixer.
33. Устройство по п.31, в которой турбина дополнительно содержит кольцо из лопаток статора, расположенных перед рабочим колесом.33. The device according to p, in which the turbine further comprises a ring of stator vanes located in front of the impeller.
34. Устройство, содержащее:34. A device comprising:
а. осевую ветротурбину, имеющую направление против потока и направление по потоку, при этом ветротурбина содержит:but. an axial wind turbine having an upstream direction and a downstream direction, wherein the wind turbine comprises:
i. лопатки статора;i. stator blades;
ii. рабочее колесо, расположенное за лопатками статора;ii. an impeller located behind the stator blades;
iii. смеситель, расположенный за рабочим колесом;iii. a mixer located behind the impeller;
iv. эжектор, проходящий за смеситель; и iv. an ejector passing behind the mixer; and
v. другой смеситель, вставленный в концевую область эжектора;v. another mixer inserted into the end region of the ejector;
vi. при этом ветротурбина согласована по размеру и форме для использования энергии ветра для выработки механической энергии при одновременном превышении предела Бетца для эксплуатационного кпд осевой ветротурбины.vi. wherein the wind turbine is matched in size and shape to use wind energy to generate mechanical energy while exceeding the Betz limit for the operational efficiency of the axial wind turbine.
35. Осевая ветротурбина, содержащая:35. An axial wind turbine containing:
а. бандаж турбины с впускным отверстием и выпускным отверстием; иbut. turbine brace with inlet and outlet; and
b. рабочее колесо, установленное с возможностью вращения внутри бандажа турбины; иb. an impeller mounted for rotation inside the turbine bandage; and
с. средство, предназначенное для обеспечения того, чтобы эксплуатационный кпд осевой ветротурбины превышал предел Бетца, и содержащее:from. means designed to ensure that the operational efficiency of the axial wind turbine exceeds the Betz limit, and containing:
i. кольцо из выступов смесителя, при этом выступы выполнены в бандаже турбины и проходят за рабочее колесо; иi. a ring of protrusions of the mixer, while the protrusions are made in the bandage of the turbine and pass beyond the impeller; and
ii. кожух эжектора, окружающий кольцо из выступов смесителя, при этом выступы смесителя проходят в кожух эжектора; иii. the ejector casing surrounding the ring of protrusions of the mixer, while the protrusions of the mixer pass into the casing of the ejector; and
iii. другое кольцо из выступов смесителя, выполненных в концевой области кожуха эжектора.iii. another ring of protrusions of the mixer, made in the end region of the casing of the ejector.
36. Ветроэнергетическая установка, содержащая:36. Wind power installation containing:
а. бандаж турбины с впускным отверстием и выпускным отверстием; иbut. turbine brace with inlet and outlet; and
b. ротор пропеллерного вида, расположенный внутри бандажа турбины; иb. a propeller-type rotor located inside the turbine brace; and
с. средство, предназначенное для обеспечения того, чтобы эксплуатационный кпд ветроэнергетической установки превышал предел Бетца, и содержащее:from. means designed to ensure that the operational efficiency of the wind power installation exceeds the Betz limit, and comprising:
i. кольцо из выступов смесителя, проходящих за ротор;i. a ring of mixer protrusions extending beyond the rotor;
ii. кожух эжектора, окружающий кольцо из выступов смесителя, при этом выступы смесителя проходят в кожух эжектора; иii. the ejector casing surrounding the ring of protrusions of the mixer, while the protrusions of the mixer pass into the casing of the ejector; and
iii. другое кольцо из выступов смесителя, выполненных в концевой области эжектора.iii. another ring of mixer protrusions made in the end region of the ejector.
37. Осевая ветротурбина, содержащая:37. An axial wind turbine containing:
i. рабочее колесо;i. Working wheel;
ii. первый смеситель, расположенный за рабочим колесом;ii. a first mixer located behind the impeller;
iii. эжектор, расположенный рядом со смесителем и проходящий за смеситель; иiii. an ejector located next to the mixer and passing behind the mixer; and
iv. второй смеситель, вставленный в концевую область эжектора.
iv. a second mixer inserted in the end region of the ejector.