RU2012102010A

RU2012102010A - Ветровая турбина

Info

Publication number: RU2012102010A
Application number: RU2012102010/06A
Authority: RU
Inventors: Кин В. СТИММ
Original assignee: Кин В. СТИММ
Priority date: 2009-06-22
Filing date: 2010-06-22
Publication date: 2013-07-27
Also published as: CN102483033A; CN102483033B; EP2446141A4; NZ597642A; CL2011003215A1; WO2010151540A1; ZA201200403B; EP2446141B1; CA2766068C; EP2446141A1; MX2011013734A; AU2010264534B2; RU2531478C2; AU2010264534A1; CA2766068A1; IN2012DN00542A

Abstract

1. Ветровая турбина, содержащая:комплект изогнутых лопастей, закрепленных на центральной вращающейся ступице,обод, окружающий концы лопастей и прикрепленный к ним, при этом обод выполнен с возможностью вращения вместе с упомянутой ступицей и упомянутыми лопастями, причем каждая из упомянутых лопастей имеет фиксированный наклон, так что угол наклона лопасти в наружном конце находится в пределах от 54° до 75° относительно (центральной) оси вращения ступицы, и угол наклона лопасти в ступичном конце определяется результатом отношения, полученным, если радиус ступицы разделить на радиус турбины и умножить на угол наклона на конце, при этом лопасть содержит сложную кривизну, которая вызывает отклонение лопасти от угла кажущегося ветра, наталкивающегося на лопасть при входе ветра в участок лопасти, при этом упомянутая турбина дополнительно содержит устройство, которое управляет скоростью вращения турбины, так что можно регулировать угол кажущегося ветра для лопастей относительно угла наклона лопастей с возможностью получения, по меньшей мере, 50% максимальной энергии, которая может быть отобрана при помощи турбины.2. Ветровая турбина по п.1, в которой обод содержит окружную стенку вокруг центральной оси, причем упомянутая окружная стенка образует переднее отверстие, выполненное с возможностью быть обращенным к истинному ветру, и заднее отверстие; причем упомянутая стенка имеет наклон от упомянутого переднего отверстия к упомянутому заднему отверстию, так что заднее отверстие имеет больший диаметр, чем переднее отверстие.3. Ветровая турбина по п.2, в которой упомянутая стенка имеет наклон от упомянутого переднего

Claims

1. Ветровая турбина, содержащая:

комплект изогнутых лопастей, закрепленных на центральной вращающейся ступице,

обод, окружающий концы лопастей и прикрепленный к ним, при этом обод выполнен с возможностью вращения вместе с упомянутой ступицей и упомянутыми лопастями, причем каждая из упомянутых лопастей имеет фиксированный наклон, так что угол наклона лопасти в наружном конце находится в пределах от 54° до 75° относительно (центральной) оси вращения ступицы, и угол наклона лопасти в ступичном конце определяется результатом отношения, полученным, если радиус ступицы разделить на радиус турбины и умножить на угол наклона на конце, при этом лопасть содержит сложную кривизну, которая вызывает отклонение лопасти от угла кажущегося ветра, наталкивающегося на лопасть при входе ветра в участок лопасти, при этом упомянутая турбина дополнительно содержит устройство, которое управляет скоростью вращения турбины, так что можно регулировать угол кажущегося ветра для лопастей относительно угла наклона лопастей с возможностью получения, по меньшей мере, 50% максимальной энергии, которая может быть отобрана при помощи турбины.

2. Ветровая турбина по п.1, в которой обод содержит окружную стенку вокруг центральной оси, причем упомянутая окружная стенка образует переднее отверстие, выполненное с возможностью быть обращенным к истинному ветру, и заднее отверстие; причем упомянутая стенка имеет наклон от упомянутого переднего отверстия к упомянутому заднему отверстию, так что заднее отверстие имеет больший диаметр, чем переднее отверстие.

3. Ветровая турбина по п.2, в которой упомянутая стенка имеет наклон от упомянутого переднего отверстия к упомянутому заднему отверстию относительно плоскости упомянутого переднего отверстия под углом, который находится в пределах от 100° до 135°.

4. Ветровая турбина по п.3, в которой упомянутая стенка имеет наклон от упомянутого переднего отверстия к упомянутому заднему отверстию относительно плоскости упомянутого переднего отверстия под углом, который находится в пределах от 107° до 112°.

5. Ветровая турбина по п.1, в которой каждая из упомянутых лопастей содержит переднюю кромку и заднюю кромку, образующие поверхность для приема ветра, при этом количество лопастей достаточно, чтобы полностью изменить направление прямого ветра, наталкивающегося на турбину.

6. Ветровая турбина по п.5, в которой передняя кромка каждой из лопастей перекрывает заднюю кромку соседней лопасти на величину, которая составляет от 5% до 60% площади ее поверхности.

7. Ветровая турбина по п.1, в которой каждая из упомянутых лопастей изогнута так, что наружный конец упомянутой лопасти загнут относительно центральной оси под углом, величина которого находится в пределах от 58° до 64°.

8. Ветровая турбина по п.7, в которой каждая из лопастей загнута так, что ступичный конец загнут относительно центральной оси под углом, величина которого находится в пределах от 28° до 49°.

9. Ветровая турбина по п.1, в которой в передней части поверхности турбины предусмотрен носовой конус, закрывающий ступицу и который имеет обтекаемую форму, чтобы перемещать массу воздуха, подходящего к турбине, так, чтобы направлять ее вокруг упомянутой ступицы и в упомянутые лопасти с возможностью захвата кинетической энергии в упомянутой массе воздуха.

10. Ветровая турбина по п.1, в которой турбина соединена с многополюсным генератором, содержащим полюса, соединенные последовательно и имеющие достаточный размер, чтобы обеспечить более высокое выходное напряжение относительно выхода двухполюсного генератора.

11. Ветровая турбина по п.10, в которой управление скоростью турбины осуществляется посредством контроллера, который измеряет выходную мощность генератора и изменяет ток возбуждения генератора для нагрузки ротора, чтобы регулировать скорость вращения турбины с возможностью получения, по меньшей мере, 50% максимальной мощности генератора при всех условиях ветра.

12. Ветровая турбина по п.11, в которой управление скоростью турбины осуществляется посредством контроллера, который измеряет выходную мощность генератора и изменяет ток возбуждения генератора для нагрузки ротора, чтобы регулировать скорость вращения турбины с возможностью получения, по меньшей мере, 80% максимальной мощности генератора при всех условиях ветра.

13. Ветровая турбина по п.12, в которой преобразователь соединен с выходом генератора с использованием устройства для обеспечения максимального электрического выхода генератора при всех нормальных условиях ветра для выдачи пользователю.

14. Ветровая турбина по п.1, в которой упомянутый комплект лопастей с фиксированным наклоном включает такое количество, что они перекрывают друг друга, если смотреть прямо на них от передней части турбины.

15. Ветровая турбина по п.1, в которой упомянутый комплект лопастей с фиксированным наклоном выполнен с одной кривизной на передней поверхности лопасти и другой кривизной на задней поверхности лопасти, чтобы оказывать воздействие на кажущийся ветер, который воспринимается движущимися лопастями упомянутой турбины.

16. Ветровая турбина по п.6, в которой передняя кромка каждой из лопастей перекрывает заднюю кромку соседней лопасти на величину, которая находится в пределах от 14% до 20% площади ее поверхности.

17. Ветровая турбина, содержащая:

комплект изогнутых лопастей, закрепленных на центральной вращающейся ступице, обод, окружающий концы лопастей и прикрепленный к ним, причем обод выполнен с возможностью вращения вместе с упомянутой ступицей и упомянутыми лопастями, причем каждая из упомянутых лопастей содержит переднюю кромку и заднюю кромку и угол наклона относительно оси вращения ступицы на передней кромке, каковой угол представляет собой угол между гипотенузой треугольника, первый катет которого определяется истинной скоростью ветра, а второй катет определяется скоростью лопасти, и катетом, определяемым истинной скоростью ветра, причем угол наклона передней кромки лопасти в наружном конце находится в пределах от 54° до 75° относительно (центральной) оси вращения ступицы, а угол наклона лопасти в ступичном конце находится в пределах от 28° до 49° относительно оси вращения ступицы, и

каждая из лопастей содержит сложную кривизну, которая вызывает отклонение лопасти от угла кажущегося ветра на входе ветра участка лопасти, так что поверхность лопасти вынуждена отодвигаться от кажущегося ветра, причем упомянутая турбина дополнительно содержит устройство, которое управляет скоростью вращения турбины так, что можно регулировать угол кажущегося ветра относительно передней кромки лопастей относительно угла наклона лопастей с возможностью получения, по меньшей мере, 50% максимальной энергии, которая может быть отобрана при использовании турбины.

18. Ветровая турбина по п.17, в которой обод содержит окружную стенку вокруг центральной оси, причем упомянутая окружная стенка образует переднее отверстие, выполненное с возможностью быть обращенным против ветра, и заднее отверстие; причем упомянутая стенка имеет наклон от упомянутого переднего отверстия к упомянутому заднему отверстию так, что заднее отверстие имеет больший диаметр, чем переднее отверстие.