Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

Ортогональные турбины для свободных рек и каналов

https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.13-15.12-23

Полный текст:

Аннотация

Обсуждается проблема использования энергии рек без создания плотин и затопления обширных территорий. Отмечены успехи в реализации и развитии идей патента 1931 г., где рабочие лопасти турбины движутся со скоростью большей, чем скорость потока. Приведены схемы новых турбин такого типа, например, сбалансированная шестиярусная однолопастная турбина, турбина-спираль, сбалансированная двухлопастная турбина. Рассматривались характеристики свободно-поточных ортогональных турбин в потоках ограниченной ширины и глубины. Важнейшей характеристикой турбины является коэффициент мощности (эффективность), равный отношению энергии вращающейся турбины к кинетической энергии потока в трубке тока, проходящей через контур турбины. Отмечена возможность значительного увеличения мощности турбины в этих условиях по сравнению с условиями применения в неограниченных потоках. Увеличение мощности турбины в стесненном потоке связано с увеличением скорости течения в турбине на подходе к тыльному участку трассы лопастей. Сформулированы требования к параметрам турбины, обеспечивающим максимальную мощность при заданном расходе воды и допустимом подъеме уровня в реке. Эти требования состоят в определенных правилах выбора числа лопастей (и затенения) турбины с учетом допустимого повышения уровня воды (подпора) перед турбиной. Отмечена неустойчивость работы турбин при малых скоростях вращения, описана модификация конструкции турбины, устраняющая этот недостаток. Модификация быстроходных ортогональных турбин состоит в использовании разгонных лопастей с чашеобразным сечением, размещаемых на трассе диаметром в 2 раза меньшим диаметра трассы основных (рабочих) лопастей плавно обтекаемого профиля. Установлено, что во всех рассмотренных вариантах турбин для потоков с ограниченным поперечным сечением конструкция системы лопастей может быть жесткой, что исключает единый центральный вал (ось) и позволяет заменить его опорными полувалами.

Об авторе

В. М. Лятхер
British American Turbines, Inc.; New Energetics, Inc.
Великобритания

Виктор Михайлович Лятхер - доктор технических наук, профессор; член Академии водных проблем (Россия); инженер, British American Turbines, Inc.; президент компании «New Energetics» (США); гене-ральный директор ООО «Новая Энергетика» (Россия)    

Здание Искусств, 2-й этаж, Морис плейс, Лондон, NA 31G, 

563 л. Бартона., Кливленд, Огайо 44143



Список литературы

1. Darrieus, G. Turbine Having its Rotating Shaft Transverse to the Flow of Current. Patent U.S. 1834018, December, 1931 // ESCO Journal of Science and Technology. – 2013. – Vol. 9. – No. 16. – P. 68–73.

2. "L-180 Poseidon" according to Ljungstrom project. Canadian Patent 337.120. Oct.6, 1978, Danish 4146/79. Ljungstrom O. New concepts in vertical axis wind turbines (VAWT) and applications to large-MW size off-shore wind turbine systems, AIAA/seri-Wind Energy Conference, 1980, Boulder, Colorado.

3. Рензо, Д. Ветроэнергетика / Д. Рензо.; пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1982.

4. Малышев Н.А., Лятхер В.М. Ветроэнергетические станции большой мощности // Гидротехническое строительство. – 1983. – № 12. – С. 38–44.

5. Lyatkher, V. Orthogonal Power Unit. Patent USA 8007235 B1, 2011, Int.Cl. F03B 3/12 (01.2006.).

6. Lyatkher V. Orthogonal Turbine Having a Ba-lanced Blade, Patent USA 9657715 B1, 2017, Int.Cl.F03D 3/00, 3/06, 9/00, (2006.01) F03B 3/04, 17/06, 13/10 (2006.01).

7. Лятхер В.М., Иванов И.И., Скосарева С.М. Экспериментальные исследования ортогональных агрегатов для использования энергии течений // Гидротехническое строительство. – 1986. – № 11. – С. 33–38.

8. Лятхер, В.М. Возобновляемая энергетика / В.М. Лятхер // Эффективные решения. – М.-Ижевск, 2011.

9. Иванов И.И., Иванова Г.А., Кондратьев В.Н., Полинковский И.А. Повышение эффективности малых ГЭС // Гидротехническое строительство. – 1991. – № 1. – С. 15 –17.

10. Бернштейн Л.Б., Историк Б.Л., Лятхер В.М., Усачев И.Н., Шполянский Ю.Б. Гидротурбинная установка, Авторское Свидетельство СССР 1606731 А1, Бюл. изобретений 42, 15.11.90, приоритет от 28.03.88.

11. Историк Б.Л., Прудовский А.М., Усачев И.Н., Шполянский Ю.Б. Использование ортогональных турбин на приливных электростанциях // Гидротехническое строительство. – 1998. – № 12. – С. 35–44.

12. Историк, Б.Л. Новый ортогональный гидроагрегат для приливной электростанции на Кислогубской ПЭС / Б.Л. Историк, И.Н. Усачев, Ю.Б. Шполянский // Гидротехническое строительство. – 2007. – № 4. – С. 24–30; Шполянский, Ю.Б. Применение ортогональной турбины в низконапорных и свободных потоках / Ю.Б. Шполянский // Гидротехническое строительство. – 2011. – № 4. – С. 20–27.

13. Евдокимов, С.В. Концентраторы потока ветровых энергоустановок и обоснование их параметров. Автореферат диссертации канд. техн. наук: ЛПИ, 2004.

14. Hu, S. Su-Yuan and Cheng, Jung-Ho. Innovatory designs for ducted wind turbines // Renewable Ener-gy. – 2008. – Vol. 33. – P. 1491–1498.

15. Baumgartner; Franklin W., Turbine in pipe, Pa-tent USA 4012163, кл. F03D 7/06 (15.03.1977.).

16. Лятхер В.М. Шаровой ортогональный энергетический агрегат. Патент РФ, №2661225. 2018, приоритет от 26.07.2017.


Для цитирования:


Лятхер В.М. Ортогональные турбины для свободных рек и каналов. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2019;(13-15):12-23. https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.13-15.12-23

For citation:


Lyatkher V.M. Orthogonal Turbine for Free Rivers and Channels. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2019;(13-15):12-23. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2019.13-15.12-23

Просмотров: 56


ISSN 1608-8298 (Print)