Ротор ветродвигателя

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Технический результат, заключающийся в повышении эффективности использования ветрового потока в роторах, ориентированных вертикально при умеренных скоростях ветра, обеспечивается за счет того, что в роторе ветродвигателя, содержащем вертикальный вал с лопастями на его внешней поверхности, при этом лопасти выполнены с увеличивающимся радиальным размером по высоте ротора, согласно изобретению лопасти ротора установлены по спиралям так, что конец каждой последующей лопасти на верхнем уровне ротора перекрывает начало предшествующей лопасти на нижнем уровне ротора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для устойчивой работы ветродвигателей при умеренных скоростях ветра.

Известен ротор ветродвигателя, содержащий вертикальный вал с лопастями на его внешней поверхности, при этом лопасти выполнены с увеличивающимся радиальным размером по высоте ротора (см. JP, 10274148 А, кл. F 03 D 3/06, 13.10.1998, 6 с.), по совокупности существенных признаков принятый за ближайший аналог изобретения (прототип).

Недостатками ротора являются его невысокая эффективность при умеренных скоростях ветра и низкий коэффициент полезного действия (КПД).

Технический результат, заключающийся в повышении эффективности использования ветрового потока в роторах, ориентированных вертикально при умеренных скоростях ветра, обеспечивается за счет того, что в роторе ветродвигателя, содержащем вертикальный вал с лопастями на его внешней поверхности, при этом лопасти выполнены с увеличивающимся радиальным размером по высоте ротора, согласно изобретению лопасти ротора установлены по спиралям так, что конец каждой последующей лопасти на верхнем уровне ротора перекрывает начало предшествующей лопасти на нижнем уровне ротора. Внешняя поверхность вала ротора имеет цилиндрическую или конусную форму с вершиной конуса, расположенной на нижнем уровне ротора.

На фиг.1 изображен ротор ветродвигателя, общий вид; на фиг.2 - ротор ветродвигателя, вид сверху.

Ротор ветродвигателя содержит вертикальный вал (например, трехтрубного исполнения) с лопастями на внешней поверхности вала. Лопасти (они могут быть составными) выполнены с увеличивающимся радиальным размером по высоте ротора по спиралям так, что конец каждой последующей лопасти на верхнем уровне ротора перекрывает начало предшествующей лопасти на нижнем уровне ротора. Внешняя поверхность вала ротора имеет цилиндрическую или конусную форму с вершиной конуса, расположенной на нижнем уровне ротора.

Ротор ветродвигателя работает следующим образом.

Поток ветра, ударяясь в лопасти ротора, соответствующим образом ориентированные к набегающему потоку, передает лопастям свою кинетическую энергию, заставляя тем самым вращаться ротор ветродвигателя и вал (или валы), к которому (или к которым) лопасти прикреплены. Кроме того, внутри конуса ротора образуется закрученный поток ветра, который согласно закону неразрывности потока увеличивает суммарную кинетическую энергию, а также мощность и КПД ротора. Вращение вала ротора ветродвигателя способствует вращению вала генератора (не показан), и вырабатываемая в конечном результате электрическая энергия передается потребителям.

1. Ротор ветродвигателя, содержащий вертикальный вал с лопастями на его внешней поверхности, при этом лопасти выполнены с увеличивающимся радиальным размером по высоте ротора, отличающийся тем, что лопасти ротора установлены по спиралям так, что конец каждой последующей лопасти на верхнем уровне ротора перекрывает начало предшествующей лопасти на нижнем уровне ротора.

2. Ротор по п.1, отличающийся тем, что внешняя поверхность вала ротора имеет цилиндрическую или конусную форму с вершиной конуса, расположенной на нижнем уровне ротора.