Многие из нас, наверное, знают, что двигатель внутреннего сгорания, был изобретен достаточно давно, дело это было аж в позапрошлом веке. За время прошедшее с того момента было предложено множество оригинальных конструкторских решений, казалось бы, способных перевернуть все понятия двигателестроения. Переворота все же не произошло, и наш хороший знакомый - кривошипно-шатунный поршневой двигатель не спеша, завоевал весь мир. Однако о неформалах мира двигателей поговорить все-таки стоит.
Одну из оригинальных конструкций двигателя внутреннего сгорания предложили наши соотечественники. Конструкция эта достаточно не обычна и называется - роторно-волновой двигатель. Давайте сперва разберемся, из каких элементов эта хитрая конструкция состоит и как она работает, а потом поговорим обо всех преимуществах и недостатках.
Основой для двигателя служит корпус(1), достаточно не обычной формы, на внутренних поверхностях которого выполнены специальные винтовые каналы. Внутри корпуса находится полый ротор(2), имеющий на своей поверхности такие же винтовые каналы. Пустотелый ротор и вал отбора мощности(3), соединены между собой с помощью шарнира равных угловых скоростей (ШРУСа)(4). Обратите внимание, что в правой части полого ротора находится механизм, состоящий из блока шестерен(5) и эксцентрика (6). Благодаря нему ротор имеет возможность совершать обкатывание по винтовой поверхности корпуса. Весь же двигатель условно делится на три основные части: компрессорный отсек(А), камера сгорания(Б) и расширительный отсек(В).
От конструкции двигателя плавно переходим к рассмотрению рабочего процесса Двухгипотрохоидного РВД, где двухзаходный корпус работает в совокупности с однозаходным ротором, а заключается он в следующем. Как только вал отбора мощности начинает совершать вращательные движения в полости, находящиеся между винтовыми каналами ротора и корпуса, в компрессорном отсеке, начинает засасываться воздух. Так как мы рассматриваем совместную работу двухзаходного корпуса и однозаходного ротора, то за один оборот вала отбора мощности в комперссорный отсек будет попадать две порции воздуха.
После того как воздух был захвачен и отсечен от окружающей среды, он направляется по винтовому каналу в камеру сгорания, испытывая всестороннее сжатие. Туда могут быть добавлены дизельные присадки. Это обусловлено тем, что высота винтовых каналов ротора и корпуса уменьшается, приближаясь к камере сгорания. После того как воздух прошел стадию сжатия он поступает непосредственно в камеру сгоранию, одновременно с этим происходит впрыск топлива.
Для поджигания горючей смеси в камере сгорания предусмотрена свеча, правда, она необходима только для первого воспламенения. Так как в дальнейшем сжигание смеси будет происходить только за счет горячих газов, оставшихся в камере сгорания. После того как произошло превращения топливной смеси в горячий газ, последний направляется в винтовые каналы расширительного отсека, имея в своем арсенале огромное давление и температуру.
Расширительная камера представляет собой полную противоположность компрессорной камере - высота каналов по ходу движения газов у нее только увеличивается. За счет этого и происходит полезная работа, так как, расширяясь, газы, заставляют вращаться ротор. Правда часть полученной мощности теряется при сжатии очередной порции воздуха необходимой для "огненного сердца".
Следует сказать о том, что выше мы рассмотрели наиболее упрощенную конструкцию роторно-волнового двигателя. Существуют двигатели такого типа с пятизаходным корпусом и четырехзаходным ротором. Причем такие многозаходные конструкции могут играть роль редукторов, так как при четырех обкатываниях ротора по винтовой поверхности корпуса выходной вал совершит только один полный оборот. То есть сам двигатель позволяет поднять крутящий момент в четыре раза, что согласитесь не так уж и мало.
Еще одно преимущество двигателя скрывается в минимальном количестве пар трения. Фактически трение присутствует только в подшипниках, на которых закреплен вал отбора мощности да в ШРУСе. А как же потери связанные с тем, что ротор обкатывается по корпусу, спросите вы? Эти потери просто отсутствуют, волны ротора "расходятся" на минимально возможном расстоянии с волнами корпуса. К достоинствам следует отнести и малую массу такого типа двигателей. Ведь посмотрев на схему, вы не обнаружите ни газораспределительного механизма, ни тяжелого маховика, ни коленчатого вала. Так как ротор сам по себе является простейшим газораспределительным механизмом, а маховик роторно-волновому двигателю не нужен, потому что в нем просто-напросто отсутствует знакопеременное движение. Благодаря малому количеству деталей и их небольшой массе роторно-волновой двигатель способен развивать обороты в диапазоне от 3000 до 30000 об/мин.
О всеядности этого двигателя поговорить следует отдельно. Ведь в принципе высокооктановое топливо роторно-волновому двигателю необходимо только в момент запуска, как только камера сгорания прогреется, то в нее можно фактически подавать любую горючую жидкость, главное чтобы в процессе горения выделялись горячие газы необходимые для вращения ротора.
У этого типа двигателей есть один существенный минус, который в принципе и мешает его мировому распространению - это высокая технологичность, а соответственно и еще большая себестоимость готовой продукции. Так что большое количество плюсов перекрывается одним жирным минусом.
Идея создания бесшатунного поршневого двигателя родилась в нашей стране достаточно давно. События происходили на рубеже трицатых-сороковых годов в конструкторском бюро, где занимались вопросами разработки и постройки авиационных двигателей. Один из конструкторов этого закрытого предприятия предложил тогда отойти от привычной для нас схемы двигателя внутреннего сгорания, где поршень и коленчатый вал соединены между собой с помощью шатуна. Конструктором этим был С. Баландин, а разработал он новый тип двигателя внутреннего сгорания - бесшатунный ДВС, который позже назвали двигателем Баландина.
Для того чтобы понять, как работает это чудо инженерной мысли, сперва взгляните на рисунок. Двигатель состоит из следующих частей: 1,2,3,4 - поршни, 5,6 - подшипники, 7,8 - консольные валы, с опорами для коленчатого вала, 9,10,11,12 - шестерни механизма синхронизации, 13 - коленчатый вал, 14,15 - ползун, 16 - вал отбора мощности.
Теперь давайте посмотрим, как все эти составные части взаимосвязано работают. Итак, представьте, что в камеру сгорания первого цилиндра попадает топливно-воздушная смесь, сначала происходит ее постепенное сжатие, а за тем возгорание. Резко возросшее давление горячих газов заставляет перемещаться поршень 1 и жестко связанный с ним ползун 14 вниз. Зародившееся движения сразу же выводит из состояния покоя коленчатый вал 13, так как все возрастающее давления со стороны ползуна заставляет его вращаться вокруг опор, которые расположены на консольных валах 7 и 8. В свою очередь достаточно сложное планетарное вращения коленчатого вала 13, моментально заставляет совершать вращательные движения и консольные валы 7,8. В результате этих хитросплетений взаимных перемещений, возникает крутящий момент, который через синхронизирующие шестерни 9,10,11,12 передается на вал отбора мощности 16.
Конструкция, рассмотренная нами выше, по теории Баландина должна была иметь высокий механический КПД равный приблизительно 94-м процентам, в то время как обычный, то есть шатунный двигатель внутреннего сгорания мог похвастаться только 85-и процентным КПД. Кроме высокого КПД двигатель должен был обладать следующими ниже преимуществами. Во-первых, это уменьшение нагрузки на поршни, так как в отличие от шатунного двигателя, они во время движения не перекашивются, вследствие чего и отсутствует трение поршня о стенку цилиндра. Во-вторых, есть возможность использования подпоршневого объема для нагнетания воздуха, либо для организации рабочего процесса. В-третьих, существует возможность отказа от маховика, так как поршни и ползуны обладают достаточной массой, а значит и инерционностью.
Казалось бы, сколько много у этого двигателя преимуществ по сравнению с шатунным, но почему же он до сих пор не был запущен в серийное производство? А дело все в следующем. Проблемы с этой конструкцией начались почти сразу же после постройки первых прототипов. Они категорически сопротивлялись работать, "первенцев" заклинивало практически после первых оборотов коленчатого вала. Но после того как эта проблема была решена, дело тогда было в задире поршней, начались новые неприятности - двигатель отказывался нарабатывать положенный моторесурс. На сей раз, виной всему стал чрезвычайно сильный износ направляющих ползунов. Тогда же столкнулись и с трудностью подачи смазки к ползунам и их направляющим.
Множество проблем связанных с доводкой двигателя привели к тому, что большое число конструкторов первоначально подхвативших идею Баландина, отказались от дальнейших работ в этой области. Да плюс ко всему прочему двигатель был очень сложен с технологической точки зрения. Так как в моторе использовалось множество взаимосвязанных элементов, то и допуски на размеры этих деталей должны были быть минимальны, а иначе работоспособность двигателя была бы под большим вопросом. Следует так же сказать, что большинство моторостроительных предприятий в нашей стране не могло похвастаться высокоточным оборудованием необходимым для производства бесшатунных двигателей. Но если даже представить, что производство этих необычных агрегатов и было бы освоено, то цифры их себестоимости удивляли, я думаю, не меньше чем конструкторские решения.
В современном мире стало модно быть, экологически чистым. Буквально все твердят об экологической чистоте. Первым делом этот вопрос сказался на автомобильном транспорте, не даром большинство современных автомобилей соответствуют нормам Евро 4. Даже в нашей природа не любивой стране были введены нормы Евро 2. Деньги на совершенствование экологической безопасности автомобилей тратятся огромные, они идут на совершенствование систем впрыска, разработку новейших нейтрализаторов, а так же производство новейших видов топлива. Обо всем выше сказанном знают, наверное, многие, а вот о том, что разработкой экологически чистого двигателя в 60-х годах прошлого столетия занимался профессор Кущуль работающий в Ленинградском институте авиационного приборостроения, знают единицы.
Двигатель, построенный профессором при первом взгляде, напоминал обычный 6-ти цилиндровый V образный двигатель с малым углом развала цилиндров. Но это только при первом взгляде. На самом деле были и кардинальные отличия. Двигатель состоял: из хорошо знакомых нам поршней 1,2, шатунов не стандартной конструкции - 3,4, маховика - 5, блока цилиндров 6. Отличительной особенностью данного двигателя было перепускное окно 7, соединяющее между собой параллельные цилиндры.
Для того чтобы понять все достоинства и недостатки двигателя Кушуля давайте рассмотрим его рабочий процесс. Впуск - поршни, как и на "обычном" двигателе идут вниз, но вся разница в том, что один цилиндр "питается" сильно переобогащенной топливно-воздушной смесью, а второму перепадает только чистый воздух и ни грамма топлива. Сжатие - поршни идут вверх, сжимая находящееся внутри цилиндров "добро". Причем поршни идут с небольшой разницей, первый впереди второго на 20-30 градусов. То есть когда в первом цилиндре происходит зажигание топливно-воздушной смеси, поршень 2 находится в 30-40 градусах от в.м.т. Рабочий ход - поршень 1 начинает движение вниз под действием расширяющихся газов, в то время как поршень 2 еще продолжает свое движение вверх и сжимает находящийся в цилиндре воздух. Через некоторое время поршни выстроятся "в линию", и давление над поршнями 1 и 2 будет иметь примерно одинаковое значение. Но рабочий ход продолжается и поршень 1 движется вниз, давление горячих газов над ним при этом уменьшается, а поршень 2 все еще продолжает двигаться вверх и сжимать находящийся в цилиндре воздух. Из-за большой разницы давлений, воздух, находящийся во втором цилиндре начинает перетекать в первый через перепускное окно с огромной скоростью. Новая порция воздуха позволяет полностью сгореть топливу, попавшему в первый цилиндр. После того как поршень 2 прошел в.м.т. в нем так же начинается рабочий ход. Горячие газы в этот момент времени одновременно воздействуют на два поршня сразу. Выпуск - открываются выпускные клапаны, оба поршня идут вверх, выбрасывая в атмосферу продукты сгорания, все как у обычного двигателя, но с одной оговоркой. Процесс выпуска у двигателя Кушуля не очень то и громогласен, виной всему низкое давление отработанных газов - топливо попало в один цилиндр, а расширение горячих газов произошло в двух. Кстати говоря, здесь прослеживается и еще одно достоинство этого двигателя - достаточно высокий КПД, так как энергия горячих газов максимально возможно использована в недрах мотора, а выброс отработанных газов происходит при относительно низком давлении и температуре.
Главный козырь этого двигателя, ради чего он в принципе и создавался, низкий выброс вредных веществ, благодаря наиболее полному сгоранию топлива. К преимуществам можно так же отнести возможность работы на различных видах топлива и экономичность.
Как всегда не обошлось и без ложки дегтя. Все недостатки "вылезли" в процессе ходовых испытаний построенного Кушулем двигателя, который был имплантирован в "тело" легендарной "Волги". Недостатков было не много, но они были достаточно существенны. Первое - большая масса агрегата, с ней пытались бороться, применяя облегченные детали, но срок их службы бал значительно меньше чем у массивных. Второе - несбалансированная работа двигателя, так как в каждый момент времени работало по два цилиндра, то двигатель был аналогичен трехцилиндровому мотору. Балансионный вал в конструкции этого двигателя предусмотрен не был, хотя сейчас практически все трехцилиндровые двигатели работают в паре с "балансиром".
Как и в других случаях, конструкция этого двигателя не "пошла" по технологическим причинам. Обычный двигатель был намного проще в производстве, чем двигатель Кушуля. А как все тогда хорошо начиналось.
О роторно-поршневых двигателях Ванкеля я думаю, слышали многие. Свою известность в нашей стране этот тип двигателей получил, благодаря двум автомобильным компаниям - это "ВАЗ" и "Mazda". Хотя двигать первой фирмы является, честно говоря, копией двигателя второй. "Mazda" безусловно пролила много пота и крови доводя конструкцию роторно-поршневого двигателя до совершенства, и ей, следует сказать, это удалось сделать. Хотя если заглянуть в историю, то в роторно-поршневом буме, который был примерно сорок лет назад, поучаствовали, наверное, все компании, которые хоть как-то были связаны с разработкой двигателей. В этот период было сделано очень много интересных роторно-поршневых двигателей. Об одном из них мы с вами и поговорим - это роторно-поршневой дизельный двигатель, сконструированный знаменитой компанией "Роллс-Ройс".
На рисунке показан двухступенчатый роторно-поршневой дизель "Роллс-Ройс". Основой для двигателя служил корпус 8 в котором находилось две рабочие полости. В полости 3 был расположен ротор ступени высокого давления 5, а в полости 1 - ротор ступени низкого давления 7. Кроме того, что роторы имели разный размер, один был меньше другого в три раза, они еще отличались и формой рабочей поверхности - маленький имел специальные выемки, большой же этим похвастаться не мог. Оба ротора синхронно вращались в одном направлении, так как были связанны шестеренчатой передачей. Вал отбора мощности состыковывался с эксцентриковым валом ротора 7. В корпусе имелись две полости - 2,6, которые соединяли между собой ступени высокого и низкого давления, а так же два окна - 9 и 10, соответственно выпускное и впускное. Форсунка 4 находилась в верхней части корпуса и подавала "тяжелое" топливо в ступень высокого давления.
Этот двигатель работал следующим образом. Ротор 7 своей гранью отсекал от окружающей среды порцию воздуха, попавшую в секцию низкого давления через впускное окно 10. Затем воздух перемещался по каналу 2 в секцию высокого давления, испытывая небольшое сжатие, но лишь до того момента пока грань ротора 5 не пересекала перепускной канал. После того как воздух оказался в полости между ротором 5 и корпусом 8 он испытывал сильное всестороннее сжатия и постепенно переносился в рабочую зону форсунки 4. После впрыска топлива в предварительно сжатый воздух, происходило сгорание. Образовавшиеся газы расширялись лишь в секции высокого давления, но только до тех пор, пока грань ротора 5 не открыла доступ к перепускному каналу 6. После этого расширение уже происходило в двух секциях, до того момента пока грань ротора 7 не открывала выпускное окно 9.
Многие из вас наверняка зададутся вопросом: " А для чего необходимо было делать двигатель двухсекционным ?" Двухсекционность в первую очередь была необходима, для того чтобы организовать дизельный цикл в роторно-поршневом двигателе. Во-вторых, было в два раза уменьшено давление приходящиеся на эксцентриковые валы роторов, соответственно это дало увеличение ресурса двигателя.
При конструировании этого необычного двигателя компанией "Роллс-Ройс" было решено громадное количество технических задач. Большие проблемы были связаны с подбором идеальной формы выемок выполненных в рабочей поверхности ротора ступени высокого давления. Много времени заняли вопросы, связанные с подшипниками ротора и радиальными уплотнениями. Так как в дизельном двигатели нагрузки на эти элементы намного больше, чем, в двигателе, работающем на бензине.
После того как двигатель окончательно был доведен до ума, фирме "Роллс-Ройс" пришлось сделать трудное для себя решение. А именно - закрыть этот проект. Так как двигатель хоть и радовал своими положительными чертами, сюда можно отнести все плюсы дизельных двигателей и прибавить компактность Р.П.Д. но был достаточно сложен в производстве, имел высокую себестоимость и что самое важное малый ресурс.
note2auto.ru
Основные преимущества электромобилей заключаются в отсутствии выброса отработавших газов и бесшумности работы. Расходы на их ремонт относительно небольшие. Это объясняется простотой ремонта. Электромобили обладают хорошей маневренностью, динамичностью. Все это предопределило применение их в городских условиях эксплуатации (короткие пробеги, частые остановки, насыщенный транспортный поток). Вот почему электромобили уже сегодня получили довольно широкое распространение при транспортировке в городах мелких партий грузов, продуктов, почты, доставке белья из прачечных, сборе и вывозе мусора, очистке и поливке улиц и т.п.[ ...]
В отношении экономичности электромобиля данные противоречивы. Некоторые исследователи считают, что стоимость эксплуатации электромобиля по сравнению со стоимостью эксплуатации автомобиля с дизельным двигателем равной грузоподъемности в условиях большого города на 20-50% ниже, При этом срок службы электромобилей в 1,5-2 раза больше. По данным других исследователей, сравнительные затраты энергии обычного автомобиля и электромобилей различных типов свидетельствуют о том, что энергетическая эффективность электромобилей ниже (на 3-4%) аналогичного показателя обычного автомобиля.[ ...]
Создавая электромобили, конструкторы придерживаются в основном двух направлений. Первое предусматривает унификацию электромобиля с агрегатами серийного автомобиля (задний и передний мосты, рама и т.д.). Ко второму направлению проектирования электромобиля относят специфические конструкции, в которых используют, например, мотор-колеса, электродвигатель, совмещенный с задним мостом, и т.д. Такое решение позволяет создавать более компактные электромобили.[ ...]
Анализируя перспективы использования электромобилей, можно отметить две стадии развития их источников питания. Первая - использование преимущественно существующих свинцово-кислотных аккумуляторов путем приспособления их на электромобили серийных модификаций. Вторая стадия - массовое производство и эксплуатация специально сконструированных электромобилей, оснащенных более энергоемкими батареями, способными увеличить запас хода и скорости.[ ...]
Свинцово-кислотная батарея может быть использована лишь для электромобилей с малой скоростью и небольшим запасом хода. В настоящее время на дорогах мира эксплуатируются электромобили в основном для доставки грузов небольшой массы в городских условиях. Все они работают на свинцово-кислотных аккумуляторах, которые, кроме уже отмеченных ранее недостатков, имеют большую массу, составляющую около 40% массы автомобиля. Срок службы свинцово-кислотной батареи 3-5 лет, а энергоемкость 25-35 Вт • ч/кг. Для батарей с малой энергоемкостью срок службы можно считать равным 1500 циклов зарядки-разрядки. Срок службы аккумуляторных батарей с высокой энергоемкостью составляет 150 циклов. Запас хода городского электромобиля при скорости 60 км/ч - приблизительно 100 км.[ ...]
Кроме свинцово-кислотных батарей, в качестве источников питания электромобилей применяются никель-кадмиевые, серебряно-цинковые и серебряно-кадмиевые аккумуляторные батареи.[ ...]
Из перспективных систем электропитания следует отметить алюминиево-воздушный топливный элемент, в котором электрическая энергия образуется за счет химической реакции металлического алюминия с кислородом из атмосферного воздуха в присутствии электролита. Продукт реакции - тригидроксид алюминия - выпадает из раствора в виде осадка, из которого при последующей обработке на заводе может быть получен чистый алюминий.[ ...]
Недостатком алюминиево-воздушного топливного элемента являете значительное внутреннее сопротивление; при ЭДС, равной 2,7В, рабочее нг пряжение элемента составляет всего 1,7 В, что приводит к выделению тепл на внутреннем сопротивлении, поэтому через элемент продувается воздух.[ ...]
Рисунки к данной главе:
Вернуться к оглавлениюru-ecology.info
Нетрадиционные ветряные двигатели - те, которые отличаются значительно от наиболее распространенных типов в использовании., наиболее распространенный тип ветряного двигателя - трехлопастное против ветра ветряной двигатель горизонтальной оси (HAWT), где ротор турбины впереди nacelle и столкновения с ветром вверх по течению его турбинной башни поддержки. Второй главный тип единицы также классифицирован его осью: ветряной двигатель вертикальной оси (VAWT), с лезвиями, простирающимися вверх, которые поддержаны вращающейся структурой.
Из-за большого роста промышленности энергии ветра и продолжительность ее исторического развития, относящегося ко времени ветряных мельниц, много различных проектов ветряного двигателя существуют, находятся в текущем развитии или были предложены из-за их характерных особенностей. Большое разнообразие проектов отражает продолжающиеся коммерческие, технологические, и изобретательные интересы к сбору урожая ресурсов ветра и более эффективно и до самой большой возможной степени с затратами, которые могут быть или ниже или больше, чем обычные трехлопастные проекты HAWT.
Унекоторых турбинных проектов, которые отличаются от стандартного типа, было ограниченное коммерческое использование, в то время как другие были только продемонстрированы или являются только теоретическими понятиями без практического применения. Такие нетрадиционные проекты покрывают широкую гамму инноваций, включая различные типы ротора, основные функциональности, поддерживая структуры и форм-факторы.
Двухлопастной ротор: Почти все современные ветряные двигатели используют роторы с тремя лезвиями, но некоторым использованием только два лезвия. Это было типом, используемым в Kaiser-Wilhelm-Koog, Германия, где большая экспериментальная двухлопастная единица — GROWIAN, или Große Windkraftanlage (турбина сильного ветра) — управляемый с 1983 до 1987. Другие прототипы и несколько типов ветряного двигателя были также произведены NedWind. Парк Eemmeerdijk Wind в Zeewolde, Нидерланды используют только двухлопастные турбины. Ветряные двигатели с двумя лезвиями произведены скандинавским Windpower, таким как модель # N 1000, и GC China Turbine Corp.
Подветренный ротор: Почти все ветряные двигатели имеют против ветра дизайн, означая, что ротор перед nacelle, когда ветер дует. Некоторые турбины имеют подветренный дизайн, означая, что ротор находится позади nacelle, когда ветер дует.
Ротор Ducted: Все еще что-то вроде научно-исследовательской работы, ducted ротор состоит из турбины в трубочке, которая становится шире сзади. Они также отнесены как Увеличенные распылителем Ветряные двигатели (т.е. DAWT). Главное преимущество ducted ротора состоит в том, что он может работать в широком диапазоне ветров и произвести более высокую энергию за единицу области ротора. Другое преимущество состоит в том, что генератор работает по высокому темпу вращения, таким образом, он не требует большой коробки передач, позволяя механической части быть меньшим и легче. Недостаток - то, что (кроме коробки передач) это более сложно, чем unducted ротор и трубочка обычно довольно тяжелы, который помещает добавленный груз на башню. Éolienne Bollée - пример DAWT.
Коаксиальный, мультиротор: Два или больше ротора могут быть установлены к тому же самому карданному валу с их объединенным co-вращением, вместе поворачивающим тот же самый генератор: новый ветер принесен к каждому ротору достаточным интервалом между роторами, объединенными с углом погашения (альфа) от направления ветра. Вихрение следа восстановлено, поскольку вершина следа достигает низшей точки следующего ротора. Власть, несколько раз умножалась используя коаксиальные, многократные роторы в тестировании проводимого изобретателем и исследователем Дугласом Селсэмом для Калифорнийской энергетической Комиссии в 2004. Первая коммерчески доступная коаксиальная турбина мультиротора - запатентованный американец двойного ротора Двойная Супертурбина от Инноваций Селсэма в Калифорнии с 2 пропеллерами, отделенными на 12 футов. Это - самая мощная турбина, доступная, должная к этому дополнительному ротору.
Противовращение горизонтальной оси: Когда система удаляет или ускоряет массу в одном направлении, ускоренная масса вызывает пропорциональную, но противоположную силу на той системе. Вращающееся лезвие единственного ветряного двигателя ротора вызывает существенное количество тангенциального или вращательного воздушного потока. Энергия этого тангенциального воздушного потока потрачена впустую в дизайне пропеллера единственного ротора. Чтобы использовать это потраченное впустую усилие, размещение второго ротора позади первого использует в своих интересах нарушенный поток воздуха. Энергетическая коллекция ветра вращения мятежника с двумя роторами, один позади другого, может получить до 40% больше энергии от данной охваченной области по сравнению с единственным ротором. Много работы было недавно сделано на этом в Соединенных Штатах. Заявка на патент датировалась, 1992 существует основанный на работе, сделанной с Trimblemill.
Преимущества:Other вращения мятежника не включают коробок передач и автососредотачивающийся на ветру (никакие требуемые двигатели/механизм отклонения от курса). Противовращение турбин может использоваться, чтобы увеличить скорость вращения электрического генератора. С 2005 никакое большое практическое противовращение коммерчески проданы HAWTs. Когда противовращающиеся турбины находятся на той же самой стороне башни, лезвия впереди повернуты вперед немного, чтобы избежать поражать задние. Если турбинные лезвия находятся на противоположных сторонах башни, лучше, чтобы лезвия сзади были меньшего размера, чем лезвия на фронте и установили, чтобы остановиться на более высокой скорости ветра. Это позволяет генератору функционировать в более широком диапазоне скорости ветра, чем генератор единственной турбины для данной башни. Чтобы уменьшить сочувствующие колебания, эти две турбины должны повернуться на скоростях с немногими общими множителями, например 7:3 отношение скорости. В целом, это - более сложный дизайн, чем генератор ветра единственной турбины, но он выявляет больше энергии ветра в более широком диапазоне скоростей ветра.
Сворачивание хвоста и прокручивание лезвий: В дополнение к переменным лезвиям подачи, сворачивая хвосты и прокручивая лезвия другие улучшения на ветряных двигателях. Подобный переменным лезвиям подачи, они могут также значительно увеличить эффективность турбины и использоваться в «самостоятельном» строительстве
Стиль ветряной мельницы: Де Ноле - ветряной двигатель в Роттердаме, замаскированном как ветряная мельница.
Ducted HAWT С 2 лезвиями: Взгляд, подобный стандартному ветряному двигателю горизонтальной оси (HAWT) с тремя лезвиями или с 2 лезвиями — наиболее используемым типам — британцы, экспериментировал с этим типом в начале 1950-х. Поскольку ветер поворачивает лезвия, он тянет воздух из близости основание большой полой мачты турбины, и через турбины, которые прядут электрический генератор. Воздух удаляет в наконечнике лезвий. Инженеры этого дизайна полагали, что он спас стоивший, не требуя связи и передачи для генератора, и имея более легкий вес, потому что генератор был около основания мачты, а не вершины. Каждый был построен и проверил под Сент-Олбансом, Хартфордширом, Англия.
Аэрогенератор: Аэрогенератор - специальный дизайн вертикального ветряного двигателя оси, который обеспечил большую энергетическую продукцию.
Savonius: ветряной двигатель Savonius - другой специальный ветряной двигатель дизайна.
Увеличенный: «G» Образцовая Турбина VAWT оборудована тремя саморасположениями Augmentation And Directioning Wings (AADW), размещенные как внешние разделы классических лезвий Дарриуса. GMWT может увеличить почти впятеро эффективность классического Дарриуса Блэйдса: AADWs приспосабливаются к направлению ветра без любой внешней власти. Получающаяся комбинация («G» Образцовый Ветряной двигатель) работы с очень низкой скоростью ветра врезания, имеет самостартовую способность, вместе с фактором высокой производительности.
Роман ducted турбина, называемая Башней Винда, поскольку умный архитектурный интегрированный дизайн для завоевания энергии ветра или в жилом или в коммерческом применении предложен и изучен теоретически и экспериментально Navid Goudarzi и. Башня аль А Винда использует дифференциалы давления, произведенные потоком ветра вокруг здания, чтобы произвести электричество. windcatcher собрание направляет поток в башню, структура башни вместе с вложенными носиками в нем ускорит поток. Различные числа носиков вместе с различным входным отверстием и конфигурациями выхода могут быть изучены, чтобы получить соглашение с оптимальной работой на месте. Наконец, вращательная механическая энергия преобразована в электроэнергию, используя генераторы. Результаты показывают, что технология Башни Винда - выполнимая альтернатива практике использования обычных машин в производстве электроэнергии для жилого или коммерческого применения. Преимущества требования низких эксплуатационных расходов, будучи стабильными и очень надежными делают его большой возможностью для домов вне сетки и свойств и отдаленных районов для выработки энергии.
«Более полный» ветряной двигатель - полностью вложенный ветряной двигатель, который использует пограничные слои вместо лезвий. Во многом как турбина Тесла.
Понятие подобно стеку дисков на центральной шахте, отделенной небольшим воздушным зазором. Поверхностное натяжение воздуха через небольшие промежутки создает трение, заставляя диски вращаться вокруг шахты. Лопасти помогают направить воздух для улучшенной работы, следовательно это не полностью bladeless.
Было продемонстрировано, что ветряными двигателями можно было управлять на быстродействующих ветрах, используя высотную тактику энергии ветра, используя в своих интересах более устойчивые ветры на больших высотах. Система ограниченных бумажных змеев, которыми автоматически управляют, могла также использоваться, чтобы захватить энергию от высотных ветров.
Это - вертикальная турбина оси, но она не одобрена из-за ее низкой производительности. Одно лезвие выдвинуто ветром, в то время как другой выдвигается в противоположном направлении. Следовательно только одно лезвие работает за один раз
Технология SheerWind INVELOX была разработана доктором Дэрюшем Аллэеи. Изобретение - действительно не турбина, скорее завоевание ветра и система доставки к турбине. В некотором смысле INVELOX - система впрыска ветра, во многом как топливная система впрыска для автомобилей. Это работает, ускоряя ветер. Большое потребление захватило ветер, направляет его вниз использование клиновидных труб, приводящих к концентратору, который заканчивается в группе Вентури и наконец выходах ветра из распылителя. Турбина (ы) помещена в группе Вентури INVELOX. В Вентури динамическое давление очень высоко, в то время как статическое давление низкое. Турбина преобразовывает динамическое давление или кинетическую энергию к механическому вращению и таким образом к электроэнергии, используя генератор. sheerwind.com
Изобретенный Шоном Фрейном. tensioned, но гибкий пояс вибрирует мимолетным потоком воздуха, из-за аэроупругого порхания. Магнит, установленный в одном конце пояса, переводит в и из намотанного windings производство электричества. Компания и продукт больше не существующие.
Другой специальный тип ветряных двигателей - пьезоэлектрические ветряные двигатели. Турбины с диаметрами в масштабе 10-сантиметровой работы, сгибая пьезоэлектрические кристаллы, как они вращаются, достаточный, чтобы привести маленькие электронные устройства в действие.
Несколько призывов предложений к производству энергии от иначе потраченной впустую энергии в проекте созданы движением.
Разработанный Imad Mahawili с Honeywell/WindTronics. Этот дизайн использует много нейлоновых лезвий и выворачивает генератор постоянного магнита наизнанку. Магниты находятся на подсказках лезвий, и статор за пределами генератора...
Ветряные двигатели могут также использоваться вместе с солнечным коллектором, чтобы извлечь энергию из-за воздуха, нагретого Солнцем и повышающийся через большую вертикальную Солнечную башню восходящего потока.
Большинство ветряных двигателей во всем мире принадлежит людям или корпорациям, которые используют их, чтобы произвести электроэнергию или выполнить механическую работу. Также, ветряные двигатели прежде всего работают устройства. Однако большой размер и высота выше среды современных промышленных ветряных двигателей, объединенных с их движущимися роторами, часто делают их заметными. Несколько окрестностей эксплуатировали вызывающую природу ветряных двигателей, или помещая центры помощи туристам вокруг их оснований, или обеспечивая области просмотра. Сами ветряные двигатели обычно имеют обычную горизонтальную ось, трехлопастной дизайн, и производят энергию, чтобы накормить электрические сетки, но они также служат нетрадиционным ролям технологической демонстрации, связей с общественностью и образования.
Ветряные двигатели могут быть установлены на крышах зданий, но это менее распространено, чем можно было бы ожидать. Некоторые примеры включают Landi-бункер Marthalen в Швейцарию, Муниципальный дом 2 в Мельбурне, Австралия. Ridgeblade в Великобритании походит на вертикальный ветряной двигатель на своей стороне, установленной на вершине имеющей определенную высоту крыши. В то время как Ridgeblade находится все еще в стадии проектирования, другим примером как это, уже доступное во Франции является Aeolta AeroCube. Башня открытия - офисное здание в Хьюстоне, Техас, который включает 10 ветряных двигателей в его архитектуру.
Музей Науки в Бостоне, Массачусетс начал строить крышу Wind Turbine Lab в 2009. Лаборатория проверяет девять ветряных двигателей от пяти различных изготовителей. Ветряные двигатели крыши могут пострадать от турбулентности, особенно в городах, который уменьшает выходную мощность и ускоряет турбинное изнашивание. Лаборатория стремится обратиться к общему отсутствию характеристик для городских ветряных двигателей.
Из-за структурных ограничений зданий, ограниченного пространства в городских районах и соображений безопасности, ветряные двигатели, установленные на зданиях, обычно маленькие (с мощностями таблички с фамилией в низких киловаттах), а не ветряные двигатели класса мегаватта, которые являются самыми экономичными для ветровых электростанций. Исключение - Бахрейнский Всемирный торговый центр с тремя ветряными двигателями на 225 кВт, установленными между двойными небоскребами.
ru.knowledgr.com
