PL426113A1 - Turbina wiatrowa o pionowej osi obrotu - Google Patents

Abstract

Turbina wiatrowa o pionowej osi obrotów z regulowanymi częściami dyfuzora (7) na wlocie za pomocą siłowników (10) dla przepływu poprzecznego i częściowo poosiowego w skrajnych segmentach oraz wirnika w proporcji powierzchni wlotu do łącznych powierzchni wylotów z wirnika wynoszącej około 1:3. Szybkość wiatru na wylocie w proporcji do szybkości wlotu, ograniczonego na powierzchni bocznej wirnika są więc też zbliżone do 1:3, co zapewnia otrzymanie zbliżonego do wielkości maksymalnej współczynnika mocy teoretycznej z wiatru zgodnie z prawem Betza. Przed huraganem automatycznie całkowicie zamykane są części regulowane dyfuzora (7) tworząc przekrój o małym współczynniku oporu Cx powietrza całej turbiny. Szkielet obudowy (3) wirnika jednocześnie z górną osłoną i dolna osłoną wlotu o kątach rozwartych pozwala na eżekcyjne wysysanie powietrza z wirnika na wylotach, więc możliwe jest przekroczenie powierzchni wlotu na powierzchnię boczną wirnika ponad 25% przy zachowanych proporcjach szybkości wiatru optymalnych dla maksymalnej sprawności według prawa Betza. Turbina po przeciwnej stronie dyfuzora (7) z kierownicą (5) strug wiatry dyfuzora na wspólnej konstrukcji posiada ster ogonowy (9) będący balastem o dużym momencie bezwładności, nie wrażliwym na chwilowe podmuchy wiatru. Zapewnia to zawsze naprężenia wstępne w odciągu linowym linie odciągowej po stronie naporu wiatru eliminując możliwe naprężenia dynamiczne. Ster ogonowy (9) jest obrócony o kat w stronę przeciwną do obrotów wirnika, ze względu na asymetryczny wlot wiatru z części regulowanej dyfuzora (7) na wirnik. Tarcze międzysegmentowe oraz tarcze górna i dolna wirnika maja średnicę zmniejszającą się w kierunku dolnym przy założonej liniowo zmniejszającej się prędkości wiatru w zakresie działania wirnika na konstrukcji wsporczej. Pozwala to na równomierny odbiór momentu obrotowego przez naprężone taśmy łopatek na obwodzie zewnętrznym wirnika.