Лопасть ветроколеса

 

Изобретение позволяет повысить коэффициент использования энергии ветра. Перо имеет в поперечном сечении вид обтекаемого профиля с отогнутым носком 2 на наветренной стороне, с подветренной стороны профиль выполнен в виде эллипсоида вращения, а с наветренной стороны - в виде кривой, описываемой функцией плотности логарифмически нормального распределения . Благодаря выемке с наветренной стороны давление в хвостовой части лопасти становится меньше, чем в носовой части. Давление потока циркуляции на выступ увеличивается, что позволяет получить больше энергии из потока и тем самым повысить коэффициент использования энергии ветра. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 F 03 D 1/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

V ф

О

0л (21) 4744856/06 (22) 14.07.89 (46) 15.06.92. Бюл. М 22 (71) Кооператив "Маяк" (72) М.Т.Козлов, М.И.Лазарь, В.Ф.Андриуцэ и Б,Л,Сахаров (53) 621.548.4 (088.8) (56) Заявка ЕПВ N 0033176, кл. F 03 D 1/06, опублик. 1981.

Авторское свидетельство СССР

N . 155458, кл. F 03 D 1/06, 1962. (54) ЛОПАСТЬ ВЕТРОКОЛЕСА (57) Изобретение позволяет повысить коэффициент использования энергии ветра; ПеЯ-А ро имеет в поперечном сечении вид обтекаемого профиля с отогнутым носком 2 на наветренной стороне, с подветренной стороны профиль выполнен в виде эллипсоида вращения, а с наветренной стороны — в виде кривой, описываемой функцией плотности логарифмически нормального распределения.. Благодаря выемке с наветренной стороны давление в хвостовой части лопасти становится меньше, чем в носовой части. Давление потока циркуляции на выступ увеличивается, что позволяет получить больше энергии из потока и тем самым повысить коэффициент использования энергии ветра, 3 ил, 1740767

Изобретение относится к ветроэнергетике и предназначено для использования в конструкциях тихоходных ветроколес и может быть использовано также в конструкциях быстроходных ветроколес с наружным ободом.

Известно лопастное колесо ветряной мельницы. Колесо имеет жесткое наружное кольцо (обод) и центральную втулку, соединенные между собой двумя рядами, находящихся в продольной плоскости спиц. На каждой паре спиц расположен комплект деталей, образующих лопасть. Кривизна последней обусловлена положением втулки относительно наружного кольца (т,е. втулка установлена с возможностью проворота относительно наружного кольца). Ветроколесо базируется .наружным кольцом на роликах, служащих для передачи движения, Основными недостатками данного устройства являются высокая трудоемкость изготовления, обусловленная наличием большого количества разъемных деталей и потребностью затрат времени на подгонку и наладку их при сборке; высокая материалоемкость, обусловленная немонолитностью (разборностью) конструкции и введением в нее специального устройства для центровки колеса и передачи развиваемого им момента. Подобная конструкция требует, при одинаковых прочностных характеристиках, использования прокатов большого сечения; малый коэффициент использования энергии ветра из-за низкого качества крыла, обусловленного несовершенством его профиля в отношении обтекаемости.

Известна также лопасть, состоящая из крыловых и винтовых профилей, носовые части которых отклонены относительно хорды навстречу потоку.

Основным недостатком является малый коэффициент использования энергии ветра из-за несовершенной формы профиля крыла.

Цель изобретения — повышение коэффициента использования энергии ветра.

Цель достигается тем, что профиль лопасти ветроколеса выполнен в виде элипсоида вращения, а наветренная сторона в виде кривой, описываемой функцией плотности лога рифмически-нормального распределения.

На фиг, 1, 2 и 3 показано ветроколесо, продольный разрез, на фиг, 2 — разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг, 1.

Лопасть ветроколеса содержит перо 1, поперечное сечение которого выполнено в виде обтекаемого профиля с отогнутым носком 2 на наветренной стороне. Профиль лопасти выполнен в виде эллипсоида вращения с выборкой его части с наветренной стороны, описываемой формулой функцией плотности логарифмически-нормального

5 распределения:

-4.-в Р - ЫЫ " где е — число основания натурального логарифма

10 (Ig е = 0,4343) ,т.— число "пи" равное 3,14„, с и о — табулированные параметры логарифмически — нормального распределения.

15 Наружный обод 3 и внутренний 4 вместе с лопастями образуют ветроколесо, Профиль в сечении А — А и профиль (фиг.

3) в сечении Б — Б и в других сечениях геометрически подобны.

20 Ветроколесо, содержащее подобные лопасти, работает следующим образом, Ветповой поток направляется на ветроколесо (фиг. 1). При подходе к нему скорость ветра начинает резко падать, а давление

25 (статическое) повышается и происходит отсечение наружным ободом 3 части потока от сплошной массы движущегося воздуха, При этом давление в хвостовой зоне лопасти имеет меньшее значение, чем в носовой ее

30 зоне, Возникающее перед лопастью давление воспринимается площадью проекции продольного сечения лопасти на продольную плоскость, проходящую через ось ветроколеса. В итоге ветроколесо начинает

35 вращаться. Отсеченный наружным ободом 3 ветровой поток, отдав энергию ветроколесу, проходит через пространство между смежными лопастями за ветроколесо по винтовой траектории, За ветроколесом этот поток

40 увлекается ветровым потоком, перемещающимся вне зоны обода 3. При этом TblflbHblB стороны лопастей не встречают сопротивления со стороны воздуха, движущегося за пределами обода 3.

45 Предлагаемое техническое решение позволяет повысить коэффициент использования энергии ветра за счет снижения лобового сопротивления лопасти, достигаемого благодаря тому, что профиль лопасти выполнен в

50 виде элипсоида вращения, а наветренная сторона — в виде кривой, описываемой плотностью логарифмически-нормального распределения, а также за счет уменьшения угла заклинения лопасти ветроколеса.

55 Формула изобретения

Лопасть ветроколеса, содержащая перо, поперечное сечение которого выполнено в виде обтекаемого профиля с отогнутым носком на наветренной стороне, о т л и ч а1740767

55 ю щ а я с я тем, что, с целью повышения коэффициента использования энергии ветра, профиль выполнен в виде эллипсоида вращения, а наветренная сторона — в виде кривой, описываемой функцией плотности логарифмически нормального распределения.

1740767

Составитель

Редактор М.Недолуженко Техред М.Моргентал Корректор M,Ïoæo

Заказ 2068 Тираж Подписное

ВНИ ЛПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101