CZ279647B6 - Způsob a zařízení k výrobě užitné energie z paralelního proudění - Google Patents
Způsob a zařízení k výrobě užitné energie z paralelního proudění Download PDFInfo
- Publication number
- CZ279647B6 CZ279647B6 CS932571A CS257193A CZ279647B6 CZ 279647 B6 CZ279647 B6 CZ 279647B6 CS 932571 A CS932571 A CS 932571A CS 257193 A CS257193 A CS 257193A CZ 279647 B6 CZ279647 B6 CZ 279647B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- flow
- hollow body
- vortex
- opening
- inner hollow
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/04—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels
- F03D3/0409—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having stationary wind-guiding means, e.g. with shrouds or channels surrounding the rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2240/00—Components
- F05B2240/10—Stators
- F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
- F05B2240/132—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines creating a vortex or tornado effect
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S415/00—Rotary kinetic fluid motors or pumps
- Y10S415/905—Natural fluid current motor
- Y10S415/907—Vertical runner axis
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Zařízení má proudový modul (1) k tvorbě potenciálního víru, opatřený nejméně jedním vtokovým otvorem (28) a nejméně jedním výtokovým otvorem (10) a dále má turbínu (14), uspořádanou ve směru působení potenciálního víru. Proudový modul obsahuje vnější duté těleso (3) vytvořené z velkého počtu klapek (4) a oboustranně překryté deskami (11, 12), přičemž v jedné desceje vytvořen výtokový otvor (10) a dále vnitřní duté těleso (9) uspořádané soustředně vzhledem k vnějšímu dutému tělesu (3). Při způsobu dynamický tlak působící na vnější duté těleso (3) otevře část pohyblivých klapek (4) a zavře ostatní, čímž je vyvoláno rotační proudění. Rotační proudění je tangenciálním přítokem do vnitřního dutého tělesa (9) dále urychlováno a vytváří šroubovité proudění, které je podtlakem na výtokovém otvoru (10) směrováno ven a které je po průchodu výtokovým otvorem (10) přeměněno působením střihových sil paralelního proudění na potenciální vír. Ve vnějším dutém tělese (3) je uspořádŕ
Description
Vynález se týká způsobu a zařízení k získávání energie z paralelního proudění, zejména z náporového vzduchu, libovolně měnícího směr a rychlost.
Dosavadní stav techniky
K výrobě elektrické energie jsou využívány větrné elektrárny s rotory větších průmětů. Nevýhodou těchto zařízení jsou jednak vyšší náklady na jejich zřízení a jednak jejich energetické meze. Při vyšších rychlostech větru a tím proudícího vzduchu musí být tato zařízeni odstavena mimo provoz, neboť by byla zničena. Se zvýšením instalovaného elektrického výkonu musí být zvětšen průměr rotoru, čímž vzniknou technické problémy s kmitáním a zvukovými emisemi. Není rovněž vyloučeno nebezpečí rozlomení lopatek rotoru.
Pro menší výkony je známa větrná elektrárna se svislými rotorovými listy, které vyžadují vysoké rychlosti větru. Při spojení těchto zařízení byly zkoušeny menší průměry rotorových listů, přičemž bylo docíleno vyšší rychlosti proudění v oblasti rotoru. Přitom je využit poznatek, že mezi elektrotechnikou a technikou proudění existuje analogie, která spočívá v tom, že mezi elektromagnetickým polem v jakémkoliv do oblouku zformovaném vodiči a proudovým polem kolem libovolně zformovaného vírového vlákna jsou stejné souvislosti, popsané Biot-Sawartovým zákonem.
Z patentového spisu DE 3330899 je známo uspořádání, ve kterém je před větrnou turbínou upraveno křídlo kruhového tvaru, čímž je vytvořena vírová cívka, která odtrhuje vírová vlákna z volně obtékajícího větru od nosných křídel, indukuje proudové pole, které zvyšuje rychlost axiálních proudů. S malými průměry rotorů mohou být dosahovány vysoké výkony, přičemž činitel zesílení bývá udáván 6 až 8.
Vzhledem ke značným nákladům na toto zařízení bylo vytvořeno jen malé pokusné zařízení. Vír způsobující elementy nebo křídla se chovají při stoupajících rychlostech větru nestabilně a vyžadují přídavné konstrukční náklady a průmyslově není toto známé zařízení využíváno.
Z patentového spisu USA 4452562 je známa větrná turbína Tornádo, která má vertikálně uspořádanou větrnou věž s podélným otvorem pro tangenciální vstup větru. Věž je shora otevřena a dolů má průtokový otvor, na který je připojena větrná komora, vystavená větru. V průtokovém otvoru je uspořádána turbína. Věž je tvořena dvojitými stěnami, přičemž prostor mezi těmito stěnami je spojen se vzduchovou komorou, čímž se může v tomto prostoru vytvořit proudění. Spodní obvod vnější stěny větrné věže je porézní, takže radiálně proudící vzduch může spolupůsobit se vzduchem, vstupujícím do věže tangenciálně, čímž se vytvoří vírové proudění, které vystupuje vzhůru, vytváří podtlak a nasává vzduch otvorem vzduchové komory přes turbínu. Nevýhoda tohoto uspořádání spočívá v tom, že k dosažení požadovaného účinku jsou nezbytné značně velké stavební konstrukce.
-1CZ 279647 B6
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob získávání energie z paralelního proudění, které obtéká proudový modul s nejméně jedním vtokovým a nejméně jedním výtokovým otvorem k vytváření potenciálního víru, který je vyvoláván spirálovým rotačním prouděním, přičemž potenciální vír pohání turbínu jako měnič energie, uspořádanou ve směru jeho působení, podle vynálezu jehož podstata spočívá v tom, že dynamickým tlakem je vytvářeno spirálové rotační proudění, přičemž dynamický tlak je vyvoláván paralelním prouděním, které obtéká proudový modul. Dynamický tlak, působící na vnější duté těleso, vytvořené z pohyblivých klapek, otevírá některé klapky a vytváří uvnitř vnějšího dutého tělesa celkový tlak, který zavírá klapky, na které nepůsobí dynamický tlak, přičemž vznikající rotační proudění s průtokovým otvorem rozdělováno Rotační proudění prvního dílčího ným vtokem do vnitřního dutého proudění, které je podtlakem, vnitřního dutého tělesa, který je dového modulu, směrováno ven. Ze šroubovitého proudění se po jeho průchodu výtokovým otvorem vytváří působením střihových sil z paralelního proudění, které ho obtéká, potenciální vír, který vytahuje objemový proud z druhého dílčího proudu a/nebo zvenčí přes průtokový otvor v dělicím elementu do vnitřku tělesa. Z druhého dílčího proudu se množstvím elementů vytváří velký počet vírových proudění, přiváděna do vnitřního dutého tělesa a zesilují elementy se mohou jako je pomocí dělicího elementu na první a druhý dílčí proud, proudu je tangenciálně urychletělesa přeměněno na šroubovité panujícím na výtokovém otvoru zároveň výtokovým otvorem proutenciálního víru. Všechny vír vytvářející celek otáčet.
vnitřního dutého vír vytvářejících která jsou rovněž proudové pole poVýhodou způsobu podle vynálezu je, že umožňuje hospodárné získávání energie z paralelního proudění, např. větru, při všech jeho rychlostech, přičemž i při trvalém provozu je vyloučeno poškozování přírodního prostředí.
Podstata zařízení k získávání energie z paralelního proudění s proudovým modulem pro vytváření potenciálního víru, majícím nejméně jeden vtokový otvor a nejméně jeden výtokový otvor, a s turbínou, uspořádanou ve směru působení potenciálního víru, podle vynálezu spočívá v tom, že proudový modul má z klapek vytvořené vnější duté těleso, pokryté deskami. Jedna deska je opatřena výtokovým otvorem, přičemž klapky jsou otvíratelně a/nebo uzavíratelně uloženy na axiální ose otáčení. Soustředně k vnějšímu dutému tělesu je v tomto tělese uspořádáno vnitřní duté těleso s nejméně jedním vtokovým otvorem pro tangenciální vtok. Jeden konec vnitřního dutého tělesa tvoří výtokový otvor proudového modulu a druhý konec je zakryt radiálně ve vnějším dutém tělese uspořádaným dělicím elementem s průtokovým otvorem. V oblasti, oddělené od vnitřního tělesa dělicím elementem, jsou uspořádány vír vytvářející elementy pro směrování vírového proudění do vnitřního prostoru vnitřního dutého tělesa.
Způsob a zařízení podle vynálezu umožňují využití nepatrné rychlosti proudění, a to přibližně od 1,5 do 2 m/s a využití jeho energie při všech vyskytujících se rychlostech větru. Větrné poměry stanoviště pro aplikaci způsobu podle vynálezu mají vedlejší význam, mělo by být zaručeno pouze volné obtékání zařízení podle
-2CZ 279647 B6 vynálezu. Vynález je zejména výhodně použitelný k zásobování jednotlivých obytných staveb nebo vyšších budov na které může být zařízení podle vynálezu instalováno, při využiti stávajících stavebních hmot.
Zařízení podle vynálezu může být provozováno stabilně a při všech stavech okolí s dobrým stupněm účinnosti. Pulzace v paralelním proudění, jakož i změny směru náběhu proudění nemají žádný negativní účinek na stupeň účinnosti zařízení.
Opatřeními, uvedenými v podružných nárocích, jsou možná další provedení a zlepšení.
Tím, že vír vytvářející elementy v oblasti druhého dílčího proudu jsou vytvořeny jako otáčivé jednotky, přičemž otáčení může být způsobeno buď axiálním proudem nebo externí pohonnou jednotkou, a vír vytvářející elementy rotují proti přitékajícímu axiálnímu proudění, je celkový proud dále urychlen.
Tyto vír vytvářející elementy mohou být zhotoveny ve tvaru křídla, které způsobuje okrajový vír, přičemž tyto jsou pod definovaným úhlem uloženy v potenciálním víru. Účinek může být zesílen také tím, že rotující vír vytvářející elementy jsou kombinovány s pevnými vír vytvářejícími elementy, které využitím podtlaku, panujícího ve vírovém vláknu potenciálního víru, vytváří hadicový vír a paralelně ho přivádějí přímo soustředně do osy potenciálního víru.
Zvýšení rychlosti potenciálního víru způsobuje nepřímo urychlení rotačního proudění ve vnějším dutém tělese, jakož i zvýšení rychlosti na jeho otevřených klapkách, takže dynamickým tlakem je přiveden větší objemový proud. Nestačí-li dynamický tlak k tomu, aby podporoval požadovaný objemový proud, je použit statický tlak paralelního proudění, který vyrovná rozdíl rychlosti proudění, která je k dispozici.
Stabilita vzniklého potenciálního víru je podle vynálezu zvýšena ještě tím, že na výtokovém otvoru proudového modulu je uspořádáno rozváděči zařízení ve tvaru komolého kužele, které přeměňuje statický přetlak, panující ve vnitřním dutém tělese před výstupem do paralelního proudění, na energii proudění.
Výhodně jsou v rozváděcím zařízení upraveny štěrbiny, které tvoří okrajové víry paralelní s proudem, přičemž tyto víry při výstupu z rozváděcího ústrojí obklopují potenciální vír při výstupu z rozváděcího zařízení.
Proudový modul podle vynálezu může být uspořádán jednotlivě na stávajících výškových budovách, nebo může být sestavován vzájemně na sebe do konstrukce věžovitého tvaru. Takové energetické zařízení může být sestaveno z více modulů, a tak přizpůsobeno požadovanému výkonu, čímž se značně zlepšuje hospodárnost.
Přehled obrázků na výkresech
Příklady provedení podle vynálezu jsou znázorněny na výkresech a objasněny v následujícím popisu. Jednotlivé obrázky představuj i:
-3CZ 279647 B6 obr. 1 obr. 2 obr. 3 obr. 4 obr. 5 obr. 6 obr. 7
- podélný řez příkladem provedení, kde je schematicky znázorněno zařízení podle vynálezu,
- podélný řez dalšího příkladného provedení podle vynálezu se dvěma proudovými moduly,
- podélný řez dalšího příkladného provedení podle vynále- zu ,
- příčný řez
- příčný řez proudovými
- uspořádání proudovými podél roviny A-A dle obr. 1, příkladným provedením podle obr. 2 mezi dvěma moduly, ve tvaru věže s více nad sebou uspořádanými moduly
- možnost uspořádání věží podle obr. 6.
Příklady provedení
Na obr. 1 a obr. 4 je znázorněn prvý příklad provedení zařízení podle vynálezu, ve kterém je proudový modul χ upraven na věžovitém dříku 24. Proudový modul χ má kruhově uspořádané náběhové sloupy 30., které jsou upraveny mezi základovou deskou 11 a víkem 12 a jsou s nimi pevně spojeny. Náběhové sloupy 30 mají průřez tvaru trojúhelníku s kruhovou úsečí, přičemž od vrcholu probíhající přímé plochy sloupů tvoří náběhové plochy 2. Přitom podélná osa průřezu náběhových sloupů 30 má vzhledem k průměru kružnice, který opisují vrcholy náběhových sloupů 30., určitý úhel, jak je seznatelné z obr. 4. Mezi náběhovými sloupy 30 je upraveno vnější duté těleso vytvořené ve tvaru dutého válce 3, který sestává z mnoha otočně pohyblivých elementů nebo klapek 4. Tyto klapky 4 tvoří v uzavřeném stavu obvodovou plochu dutého válce 3., který rovněž leží mezi základovou deskou 11 a víkem 12 a je s nimi pevně spojen. Soustředně k dutému válci 3 je uspořádáno vnitřní duté těleso 9. s průřezem ve tvaru spirály (viz obr. 4), přičemž vnitřní část je po délce mírně kónická. Po celé délce je vnitřní duté těleso 9 opatřeno vtokovým otvorem 28 pro tangenciální vstup proudění.
Vnitřní duté.těleso 9 je svým jedním koncem zasazeno do víka 12, přičemž je podle příkladného provedení podle obr. 1 shora otevřeno. Nad otevřeným koncem vnitřního dutého tělesa 9. je upraveno rozváděči zařízení 18 kuželového tvaru, vedoucí vzhůru, které tvoří současně výtokový otvor 10 pro vnitřní duté těleso 9. a současně i pro celý proudový modul χ. Podle výhodného provedení je horní konec rozváděciho zařízení 18 opatřen štěrbinami.
Vnější duté těleso je znázorněno ve tvaru dutého válce 3_ a vnitřní duté těleso 9 je znázorněno ve tvaru kužele spirálovitého tvaru. Obě dutá tělesa mohou mít samozřejmě jiný tvar. Rovněž vtokový otvor 28 vnitřního dutého tělesa 9 nemusí být spojitý po celé délce, ale může být rovněž spirálově rozdělen na více vtokových otvorů 28 po obvodu a délce vnitřního dutého tělesa 9.
Uvnitř dutého válce 3 je vzhledem k jeho podélné ose příčně upraven prvý dělicí kotouč 5, který je uprostřed opatřen průtokovým otvorem 8. do vnitřního prostoru vnitřního dutého tělesa 9. a je pevně spojen se spodním koncem vnitřního dutého tělesa 9.
V průtokovém otvoru 8 je uspořádána větrná turbína 14 , která je prostřednictvím hřídele 26 spojena s generátorem 13 jako proudovým měničem. Pod prvým dělicím kotoučem 5. je upraven druhý dě
-4CZ 279647 B6 licí kotouč 37 , který opět rozděluje spodní objemový proud. V této oblasti jsou opatřeny vtokové otvory 28 kónickými a spirálovými dýzami jako vir vytvářejícími elementy, které se do vnitřního prostoru vnitřního dutého tělesa 9 otevírají. Vír vytvářející elementy 16 jsou jako celek otočně uloženy kolem hřídele 26., přičemž zařízení, případně jeho části, které jsou příčinou rotace vír vytvářejících elementů, nejsou blíže znázorněny.
Funkce znázorněného zařízení je následující.
Nad náběhovými sloupy 30 s náběhovými plochami 2 působící dynamický tlak paralelního proudění, například atmosférického větru, otevře část klapek 4 a uzavře všechny ostatní klapky 4. vlivem vznikajícího celkového tlaku v dutém válci 3.. Uvnitř systému panuje statický přetlak. To je příkladně znázorněno na obr. 4. Pokud se pohybuje působiště dynamického tlaku kolem kruhového obvodu, mění se samočinně otevření a uzavření klapek 4. Tím je vytvořen kvazi rotující proudový štít jako větrný navaděč. Ovládání, závislé na dynamickém tlaku, bezpečně vyloučí větrem způsobené škody vlivem přetížení.
Jsou-li všechny klapky 4, na které působí přetlak uzavřeny, přivádí dynamický tlak tangenciální proudění do dutého válce 2 proudového modulu 1. Tím vzniká rotační proudění, které zvyšuje rychlost vtékání vtokovým otvorem 28 vnitřního dutého tělesa 9.. Ve vnitřním dutém tělese 9 se vytvoří šroubovité proudění, které je směrováno prostřednictvím dynamického podtlaku na výtokovém otvoru 10. Tento podtlak vzniká vlivem paralelního proudění nad proudovým modulem 1.
Poté, co šroubovité proudění vystoupí z výtokového otvoru 10 vnitřního dutého tělesa 9, do obtékajícího paralelního proudění, vytvoří se prostřednictvím působení střihových sil potenciální vír. Rozváděči zařízení 18 vytváří vlivem neznázorněných štěrbin okrajové víry, které obíhají vně stabilizují potenciální vír. Pod dělicím kotoučem 5 je rotační proudění na základě věty o zachování točivosti urychlováno dále ke středu a je jako pracovní proud nasáváno přes průtokový otvor 8 do vnitřního prostoru vnitřního dutého tělesa 9 prostřednictvím potenciálního víru, který působí svým vírovým vláknem uvnitř dutého tělesa 9.
Pod dalším dělicím kotoučem 37 jsou zároveň vtokové otvory 28 vír vytvářejících elementů 16, které vytvářejí hadicový vír, zvyšující rychlost vtoku, přičemž tlakový rozdíl mezi vírovým vláknem potenciálního víru a celkovým tlakem na vtokových otvorech 28 způsobuje urychlení, jakož i transport vznikajícího hadicového víru do vnitřního prostoru vnitřního dutého tělesa 9_.
Potenciální vír představuje kvazi paralelní proudění, do kterého jsou hadicové víry vtlačovány, popřípadě ukládány. Všechny druhy vírů a proudění pohánějí turbínu 14 tím, že potenciální vírovou cívku vytváří a stabilně udržují a tím, že je indukováno proudové pole.
Náběhové plochy 2 náběhových sloupů 30 vlivem jejich šikmého nastavení způsobuji usměrnění proudění rezultujícího dynamického tlaku ke klapkám 4., které mají být otevřeny. Směr proudění může být měněn v rozsahu 360°, přičemž proudové poměry zůstávají stej
-5CZ 279647 B6 né. Současně jsou náběhové sloupy 30, které jsou nosnými elementy konstrukce, vyhlazeny a jejich povrch může být opatřen protikorozní ochranou.
Mezi náběhovými sloupy 30 a vnějším dutým tělesem 3 je vytvořen tzv. odtokový prostor 27 , který způsobuje jednak proudění hraniční vrstvy z pole dynamického tlaku a jednak také způsobuje relativní urychlení objemového toku, proudícího do vnějšího dutého tělesa 3.· Povětrnostními podmínkami způsobené jevy, jako déšť nebo sníh nebo vyšší koncentrace prachu, jsou zachyceny na náběhových sloupech 30 a otočeny do pole dynamického tlaku. Hmotové částice proudí kolem klapek 4 do odtokového prostoru 27.
Na obr. 3 je znázorněno druhé příkladné provedení u něhož je vnitřní duté těleso 9 vytvořeno jako dutý válec s tangenciálně uspořádaným vtokovým otvorem 28.· Pod dělicím kotoučem 5, opatřeným průtokovým otvorem, je vzájemně nad sebou uspořádáno více kuželovitých vír vytvářejících elementů 16 , opatřených bočními vtokovými otvory 23 . V základní desce 11 je vytvořen otvor 6, kterým prochází hřídel turbíny 14. Základní deska 11 je připevněna ke dříku věže 24 , který je opatřen větracími otvory 25.
Funkce zařízení je podobná funkci provedení podle obr. 1, avšak dodatečné proudění, vstupující do vnitřního prostoru vnitřního dutého tělesa 9, nepochází z proudění v oblasti 7. poů dělicím kotoučem 5 podle obr. 1, nýbrž je nasáváno prostřednictvím potenciálního víru větracími otvory 25 a otvorem 6. v základní desce 11.
Na obr. 2 jsou uspořádány dva proudové moduly nad sebou, přičemž horní proudový modul je nesen prostřednictvím sloupů 22, které zajišťují odstup mezi oběma proudovými moduly 2 za účelem průchodu proudění. Vír vytvářející elementy 16 jsou u tohoto příkladu provedeni vytvořeny ve tvaru křídel, která jsou pevně uspořádána na neznázorněném podstavci kruhového tvaru okolo průtokového otvoru 8 a jsou dohromady otočně uložena. Přitom vír vytvářející elementy 16 rotují proti rotačnímu proudění, které se vytváří v oblasti 7 pod dělicím kotoučem 5, přičemž elementy ve tvaru křídel způsobují okrajové víry, které jsou společně s rotačním prouděním nasávaným přes průtokový otvor 8, ukládány do potenciálního víru.
Jak odpovídá obr. 5, jsou přes výtokové otvory 10 otočně uloženy turbulentní štíty 31 na otočném kruhu 34, aby zachycovaly turbulence po výtoku potenciálního víru do obtékajícího paralelního proudění.
Tyto turbulentní štíty 31 jsou směrovány větrem a způsobují řízený výtok cívek potenciálního viru, vystupujících z výtokového otvoru. Potenciální víry, vystupující z obou proudových modulů podle obr. 2, existují ještě mimo oblast proudových modulů 1 a tvoří prostřednictvím vzájemné indukce sekundární vírové cívky, které indukují sekundární proudové pole, které částečně zvyšuje náběhovou rychlost paralelního proudu.
Na obr. 6 je znázorněno několik zařízení podle obr. 2, které spolu vytváří věž jako zařízení 32 pro získávání energie z větru. Přitom náběhové sloupy 30 a sloupy 22 tvoří nosnou konstrukci,
-6CZ 279647 B6 která je staticky stabilizována základovou deskou 11 a deskou
12. Podle obr. 7 mohou být taková zařízení 3 2 pro získávání energie z větru uspořádána v soustředných kruzích na základové ploše, přičemž kruhové oblasti mezi zařízeními 32 pro získávání energie z větru tvoří uklidňovací zóny 22· Odstupy mezi jednotlivými zařízeními 32 pro získávání energie z větru může vytvářet stejně velký dynamický tlak v hlavním směru větru.
Claims (11)
1. Způsob získávání energie z paralelního proudění, které obtéká proudový modul s nejméně jedním vtokovým a nejméně jedním výtokovým otvorem k vytváření potenciálního víru, který je vyvoláván spirálovým rotačním prouděním, přičemž potenciální vír pohání turbinu jako měnič energie, uspořádanou ve směru jeho působení, vyznačující se tím, že dynamickým tlakem je vytvářeno spirálové rotační proudění, přičemž dynamický . tlak je vyvoláván paralelním prouděním, které obtéká proudový modul, a dynamický tlak, působící na vnější duté těleso, vytvořené z pohyblivých klapek, otevírá některé klapky a vytváří uvnitř vnějšího dutého tělesa celkový tlak, který zavírá klapky, na které nepůsobí dynamický tlak, přičemž vznikající rotační proudění je pomocí dělicího elementu s průtokovým otvorem rozdělováno na první a druhý dílčí.proud a rotační proudění prvního dílčího proudu je tangenciálně urychleným vtokem do vnitřního dutého tělesa přeměněno na šroubovité proudění, které je podtlakem, panujícím na výtokovém otvoru vnitřního dutého tělesa, který je zároveň výtokovým otvorem proudového modulu, směrováno ven, přičemž ze šroubovitého proudění se po jeho průchodu výtokovým otvorem vytváří působením střihových sil z paralelního proudění, které ho obtéká, potenciální vír, který vytahuje objemový proud z druhého dílčího proudu a/nebo zvenčí přes průtokový otvor v dělicím elementu do vnitřku vnitřního dutého tělesa, a že z druhého dílčího proudu se množstvím vír vytvářejících elementů vytváří velký počet vírových proudění, která jsou rovněž přiváděna do vnitřního dutého tělesa a zesilují proudové pole potenciálního víru.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že všechny vír vytvářející elementy se jako celek otáčejí.
3. Zařízení k získávání energie z paralelního proudění s proudo- vým modulem pro vytváření potenciálního víru, majícím nejméně jeden vtokový otvor a nejméně jeden výtokový otvor a s turbínou, uspořádanou ve směru působení potenciálního víru, vyznačující. se tím, že proudový modul (1) má z klapek (4) vytvořené vnější duté těleso (3), pokryté deskami (11, 12), jedna deska (11) je opatřena výtokovým otvorem (10), přičemž klapky (4) jsou otevíratelně a/nebo uzavíratelně uloženy na axiální ose otáčení, a že soustředně k vnějšímu dutému tělesu (3) je v tomto vnějším dutém tělese (3) uspořádáno vnitřní duté těleso (9) s nejméně jedním vtokovým otvorem (28) pro tangenciální vtok, kde jeden konec vnitřního dutého
-7CZ 279647 B6 tělesa (9) . tvoří výtokový otvor (10) proudového modulu (1) a druhý konec je zakryt radiálně ve vnějším dutém tělese (3) uspořádaným dělicím elementem (5) s průtokovým otvorem, a že v oblasti (7), oddělené od vnitřního tělesa (9) dělicím elementem (5), jsou uspořádány vír vytvářející elementy (16) pro směrování vírového proudění do vnitřního prostoru vnitřního dutého tělesa (9).
4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že vír vytvářející elementy (16) jsou tvořeny křídly a jsou uspořádány kolem průtokového otvoru (8) dělicího elementu (5).
5. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že vír vytvářející elementy (16) jsou vytvořeny jako kruhově uspořádané, s výhodu kuželové, vírové dýzy, jejichž výtokové otvory jsou směrovány do vnitřku vnitřního dutého tělesa (9) a jejichž vtokové otvory jsou vytvořeny pro tangenciální vtékání v oblasti (7), oddělené od vnitřního dutého tělesa (9).
6. Zařízení podle jednoho z nároků 3 až 5, vyznačující se t í m, že vír vytvářející elementy (16) jsou jako celek uspořádány otočně.
7. Zařízení podle jednoho z nároků 3 až 6, vyznačující se tím, že výtokový otvor (10) proudového modulu (1) je obklopen rozváděcím zařízením (18) ve tvaru komolého kužele, který je s výhodou opatřen ven otevřenými štěrbinami.
8. Zařízení podle jednoho z nároků 3 až 7, vyznačující se t í m, že v oblasti (7), oddělené od vnitřního dutého tělesa (9), je uspořádán další dělicí kotouč (37), přičemž vtokový otvor (23) vír vytvářejících elementů (16) je jen v části oblasti (7), oddělené od vnitřního dutého tělesa (9).
9. Zařízení podle jednoho z nároků 3 až 8, vyznačující se t í m, že vnější duté těleso (3) je obklopeno náběhovými sloupy (30), které mají příčný řez tvaru rovnoramenného trojúhelníku s nasazeným kruhovým segmentem, přičemž přímé plochy náběhových sloupů (30) tvoří náběhové plochy (2), které jsou směrovány ven.
10. Zařízení podle jednoho z nároků 3 až 9, vyznačující se tím, že přes výtokový otvor (10) je uspořádán otočný turbulentní štít (31) k řízenému odtoku potenciálního víru.
11. Zařízení podle jednoho z nároků 3 až 10, vyznačující se t í m, že má nejméně dva proudové moduly (1), uspořádané s odstupem navzájem proti sobě,přičemž výtokové otvory (10) leží proti sobě.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4117838A DE4117838A1 (de) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | Verfahren und einrichtung zur energetischen nutzung gasfoermiger stoffstroeme, insbesondere langsam fliessender stoffstroeme |
| PCT/DE1992/000450 WO1992021878A1 (de) | 1991-05-29 | 1992-05-29 | Verfahren und einrichtung zur erzeugung von nutzbarer energie aus parallelströmungen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ257193A3 CZ257193A3 (en) | 1994-05-18 |
| CZ279647B6 true CZ279647B6 (cs) | 1995-05-17 |
Family
ID=6432870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS932571A CZ279647B6 (cs) | 1991-05-29 | 1992-05-29 | Způsob a zařízení k výrobě užitné energie z paralelního proudění |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5478197A (cs) |
| EP (1) | EP0591467B1 (cs) |
| JP (1) | JPH06507693A (cs) |
| AT (1) | ATE131906T1 (cs) |
| AU (2) | AU666308B2 (cs) |
| BG (1) | BG61195B1 (cs) |
| BR (1) | BR9206076A (cs) |
| CA (1) | CA2110154A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ279647B6 (cs) |
| DE (2) | DE4117838A1 (cs) |
| DK (1) | DK0591467T3 (cs) |
| ES (1) | ES2085640T3 (cs) |
| FI (1) | FI935276A7 (cs) |
| GR (1) | GR3019378T3 (cs) |
| HU (1) | HUT66089A (cs) |
| NO (1) | NO934287L (cs) |
| RU (1) | RU2089749C1 (cs) |
| SK (1) | SK278118B6 (cs) |
| WO (1) | WO1992021878A1 (cs) |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4429376A1 (de) * | 1994-08-12 | 1996-02-15 | Juergen Schatz | Verfahren und Einrichtung zur Leistungserhöhung von Vertikalachsenrotoren in Strömungsmodulen |
| DE19515319C2 (de) * | 1995-04-20 | 1997-04-24 | Juergen Schatz | Einrichtung zur Verstärkung und Gleichrichtung einer durch Unterdruck in einem Wirbel angetriebenen Axialströmung |
| EP0836677A1 (de) * | 1995-07-06 | 1998-04-22 | SCHATZ, Olaf | Wirbelwindturbine mit senkrechter achse |
| DE19548637C2 (de) * | 1995-12-13 | 1997-10-23 | Juergen Schatz | Vorrichtung zur partiellen Konzentration und energetischen Nutzung von Strömungsenergie in Parallelströmungen |
| DE19623313C2 (de) * | 1996-06-01 | 1998-04-23 | Juergen Schatz | Verfahren zur Energietransformation und energetischen Nutzung von Strömungen in Parallelströmungen |
| WO1998001671A1 (de) * | 1996-07-05 | 1998-01-15 | Schatz Juergen | Verfahren und vorrichtung zur energetischen nutzung von strömungsenergie |
| US6177735B1 (en) | 1996-10-30 | 2001-01-23 | Jamie C. Chapman | Integrated rotor-generator |
| DE29710524U1 (de) * | 1997-06-17 | 1998-10-15 | Kunz, Ulrich, 38678 Clausthal-Zellerfeld | Windkraftanlage |
| DE19748953A1 (de) * | 1997-10-29 | 1999-05-06 | Juergen Schatz | Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Drehmomenten zur energetischen Nutzung von Strömungsenergie |
| WO2000042319A1 (en) * | 1999-01-11 | 2000-07-20 | Pike Andrew Thomas | Cyclone wind turbine |
| US5982046A (en) * | 1999-04-29 | 1999-11-09 | Minh; Vu Xuan | Wind power plant with an integrated acceleration system |
| US6518680B2 (en) | 2000-11-17 | 2003-02-11 | Mcdavid, Jr. William K. | Fluid-powered energy conversion device |
| DE10102672C2 (de) | 2001-01-17 | 2003-02-27 | Juergen G Schatz | Verfahren und Vorrichtung zur Fluidkraftnutzung |
| AU2002345045A1 (en) * | 2001-06-16 | 2003-01-02 | Jurgen Schatz | Method and devices for transforming and concentrating energy and for the use of inertia in rotating systems |
| DE10129620A1 (de) * | 2001-06-16 | 2003-01-09 | Juergen G Schatz | Hurricanenergie Transformer |
| EA003784B1 (ru) * | 2001-11-08 | 2003-08-28 | Альберт Васильевич Болотов | Ветроэнергетический агрегат (вэа) и ветроэлектростанция (вэс) |
| US6943461B2 (en) | 2002-04-29 | 2005-09-13 | Solomon Kaploun | All-weather energy and water production via steam-enhanced vortex tower |
| US7154190B2 (en) * | 2002-04-29 | 2006-12-26 | Solomon Kaploun | All-weather energy and water production via steam-enhanced vortex tower |
| US7511387B2 (en) * | 2003-10-04 | 2009-03-31 | Mehdi Fakhrai | Method and apparatus for producing energy using air pressure differential |
| US6984899B1 (en) * | 2004-03-01 | 2006-01-10 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Wind dam electric generator and method |
| US20070035138A1 (en) * | 2005-07-18 | 2007-02-15 | Khan Sajid A | Vacuum powered generators |
| US7211905B1 (en) | 2005-11-15 | 2007-05-01 | Mcdavid Jr William K | Vehicle-mounted generator |
| RU2352810C2 (ru) * | 2007-03-29 | 2009-04-20 | Сергей Альбертович Болотов | Ветроэнергетический агрегат |
| RU2373430C2 (ru) * | 2007-05-25 | 2009-11-20 | Автономная некоммерческая научная организация "Международный институт ноосферных технологий" (АННО МИНТ) | Солнечная теплоэлектростанция с применением вихревых камер |
| RU2373429C2 (ru) * | 2007-05-25 | 2009-11-20 | Автономная некоммерческая научная организация "Международный институт ноосферных технологий" (АННО МИНТ) | Солнечная теплоэлектростанция с ветронаправляющими поверхностями |
| RU2341682C1 (ru) * | 2007-06-13 | 2008-12-20 | Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РООССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) | Ветроустановка (варианты) |
| AU2008338274A1 (en) * | 2007-12-19 | 2009-06-25 | Etergen Limited | Apparatus for power generation using wave and wind energy |
| CN101603511B (zh) * | 2009-07-16 | 2011-07-27 | 广州雅图风电设备制造有限公司 | 一种垂直风力发电机 |
| US8998562B2 (en) | 2009-09-16 | 2015-04-07 | Horia Nica | Hollow rotor core for generating a vortex in a wind turbine |
| US8358030B2 (en) | 2011-03-17 | 2013-01-22 | Via Verde Limited | Wind turbine apparatus |
| US20160186725A1 (en) * | 2016-03-04 | 2016-06-30 | Nestor Dofredo | Thermal wind turbines |
| US20200049123A1 (en) * | 2018-04-27 | 2020-02-13 | Peter C. Whittington | Vortex hydroturbine and method for operating the vortex hydroturbine |
| RU2714026C1 (ru) * | 2018-10-17 | 2020-02-11 | Андрей Вячеславович Прищепов | Многоцелевая энергетическая система (МЭС) |
| WO2024172690A1 (ru) * | 2023-02-14 | 2024-08-22 | Григорий Аврамович РАДУЦКИЙ | Ветрогенератор турбинного типа |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE823430C (de) * | 1949-07-30 | 1951-12-03 | Carl Fleck | Windkraft-Kesselturbine |
| BE511378A (cs) * | 1951-06-23 | 1900-01-01 | ||
| US4309146A (en) * | 1980-03-12 | 1982-01-05 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Amplified wind turbine apparatus |
| ES8301330A1 (es) * | 1980-07-24 | 1982-12-01 | Central Energetic Ciclonic | Sistema para la obtencion de energia mediante flujos simili-lares a los que conforman un ciclon o un anticiclon natural |
| IT1194134B (it) * | 1981-01-26 | 1988-09-14 | Rex Rotary International | Meccanismo per la separazione di fogli per macchine da stampa e copiatrici,in particolare per macchine duplicatrici |
| ES505720A0 (es) * | 1981-09-23 | 1982-06-16 | Zaratain Fernandez Guillermo D | Perfeccionamientos en instalaciones para transformar la energia eolica en energia electrica |
| US4452562A (en) * | 1983-05-06 | 1984-06-05 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Tornado type wind turbines |
| DE3330899A1 (de) * | 1983-08-25 | 1985-03-14 | Ingo Prof. Dr.-Ing. 1000 Berlin Rechenberg | Anordnung zur vergroesserung der geschwindigkeit eines gas- oder fluessigkeitsstromes |
| FR2588317A1 (fr) * | 1985-10-08 | 1987-04-10 | Viaud Gabriel | Aerogenerateur orientable a vortex |
| DE4107208A1 (de) * | 1991-03-04 | 1992-09-10 | Juergen Schatz | Verfahren und einrichtung zur energieerzeugung aus gasfoermigen stoffstroemen |
-
1991
- 1991-05-29 DE DE4117838A patent/DE4117838A1/de not_active Ceased
-
1992
- 1992-05-29 US US08/142,391 patent/US5478197A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-29 HU HU9303363A patent/HUT66089A/hu unknown
- 1992-05-29 CZ CS932571A patent/CZ279647B6/cs unknown
- 1992-05-29 EP EP92917327A patent/EP0591467B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-05-29 AT AT92917327T patent/ATE131906T1/de not_active IP Right Cessation
- 1992-05-29 RU RU9293058300A patent/RU2089749C1/ru active
- 1992-05-29 WO PCT/DE1992/000450 patent/WO1992021878A1/de not_active Ceased
- 1992-05-29 BR BR9206076A patent/BR9206076A/pt not_active Application Discontinuation
- 1992-05-29 AU AU18710/92A patent/AU666308B2/en not_active Ceased
- 1992-05-29 DE DE59204776T patent/DE59204776D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-05-29 JP JP4510097A patent/JPH06507693A/ja active Pending
- 1992-05-29 SK SK1339-93A patent/SK278118B6/sk unknown
- 1992-05-29 ES ES92917327T patent/ES2085640T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-05-29 DK DK92917327.6T patent/DK0591467T3/da active
- 1992-05-29 CA CA002110154A patent/CA2110154A1/en not_active Abandoned
-
1993
- 1993-11-26 NO NO934287A patent/NO934287L/no unknown
- 1993-11-26 FI FI935276A patent/FI935276A7/fi unknown
- 1993-11-29 BG BG98250A patent/BG61195B1/bg unknown
-
1996
- 1996-03-20 GR GR960400778T patent/GR3019378T3/el unknown
- 1996-05-08 AU AU52131/96A patent/AU687677B2/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HUT66089A (en) | 1994-09-28 |
| BG98250A (bg) | 1994-08-30 |
| WO1992021878A1 (de) | 1992-12-10 |
| ES2085640T3 (es) | 1996-06-01 |
| DE59204776D1 (de) | 1996-02-01 |
| BG61195B1 (bg) | 1997-02-28 |
| EP0591467A1 (de) | 1994-04-13 |
| NO934287L (no) | 1994-01-26 |
| RU2089749C1 (ru) | 1997-09-10 |
| AU1871092A (en) | 1993-01-08 |
| FI935276A7 (fi) | 1994-01-17 |
| SK278118B6 (en) | 1996-02-07 |
| NO934287D0 (no) | 1993-11-26 |
| SK133993A3 (en) | 1994-07-06 |
| CA2110154A1 (en) | 1992-12-10 |
| GR3019378T3 (en) | 1996-06-30 |
| FI935276A0 (fi) | 1993-11-26 |
| AU666308B2 (en) | 1996-02-08 |
| ATE131906T1 (de) | 1996-01-15 |
| CZ257193A3 (en) | 1994-05-18 |
| US5478197A (en) | 1995-12-26 |
| DE4117838A1 (de) | 1992-12-03 |
| BR9206076A (pt) | 1994-11-15 |
| AU687677B2 (en) | 1998-02-26 |
| AU5213196A (en) | 1996-07-11 |
| EP0591467B1 (de) | 1995-12-20 |
| DK0591467T3 (da) | 1996-07-08 |
| JPH06507693A (ja) | 1994-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ257193A3 (en) | Process and apparatus for producing useful energy from parallel flow | |
| CN101103198B (zh) | 全向风轮机 | |
| US5709419A (en) | Wind energy collection | |
| US8998562B2 (en) | Hollow rotor core for generating a vortex in a wind turbine | |
| GB1581305A (en) | Turbine rotor | |
| CN103958886A (zh) | 流体动力涡轮机 | |
| KR101663597B1 (ko) | 확산관을 이용한 고효율 풍력발전기 | |
| AU2019479010B2 (en) | Vertical-axis wind turbine | |
| RU2638120C1 (ru) | Ветротурбинная установка | |
| US5895201A (en) | Apparatus for wind power | |
| RU117522U1 (ru) | Ветротурбинная установка | |
| RU2488019C1 (ru) | Ветротурбинная установка | |
| CN116950844A (zh) | 涡流动力发电结构 | |
| RU2787430C1 (ru) | Ветротурбина с вертикальной осью вращения ротора | |
| EP4279735B1 (en) | Vortex dynamic power generation structure | |
| US20230340939A1 (en) | Vortex dynamic power generation structure | |
| JP2011530031A (ja) | 改良型風力設備 | |
| US20240254968A1 (en) | Vortex dynamic power generation structure | |
| SU1270407A1 (ru) | Быстроходное ветроколесо | |
| RU2076818C1 (ru) | Вихревой рекуперативный движитель | |
| RU2098657C1 (ru) | Ветродвигатель внип-2 | |
| AU2022202619A1 (en) | Vortex dynamic power generation structure | |
| EA041796B1 (ru) | Ветротурбина с вертикальной осью вращения ротора | |
| GB2619271A (en) | Vortex dynamic power generation structure | |
| KR20190058845A (ko) | 풍력발전장치 |