Роторный вертикальный ветродвигатель
Владельцы патента RU 2368800:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветроэлектрогенераторным установкам. Роторный вертикальный ветродвигатель содержит вращающееся основание, траверсы и приемники энергии. Приемники энергии выполнены в виде неподвижных относительно траверс колонн с частично охватывающими их гибкими шторками парусного типа. Один край шторок закреплен по образующим колонн, а другой край связан с соответствующим краем шторки противоположной колонны тягами, обеспечивающими заворачивание шторки вокруг одной колонны и разворачивание шторки вокруг противоположной колонны. Преимуществом ветродвигателя является уменьшение поперечного сечения ветроприемника, движущегося навстречу потоку, повышение использования воздушного потока и, как следствие, относительно высокая энергетика установки, что дает возможность сооружать установки с более высоким коэффициентом полезного действия. 2 ил.
Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветроэлектрогенераторным установкам.
Известна ветроэлектрогенераторная установка с ветродвигателем [1], содержащая башню, поворотное основание, на котором установлены ветроколеса и статорный элемент с сердечником, при этом последний через воздушный зазор связан с роторными элементами, выполненными в виде постоянных магнитов с полюсными наконечниками и установленными на концах лопастей ветроколес, согласно изобретению в сердечнике статорного элемента выполнены прорези, а постоянный магнит роторного элемента снабжен бандажом, установленным в прорези сердечника статорного элемента.
Из всех известных аналогов наиболее близкой к заявленной по совокупности существенных признаков является ветроэнергетическая установка [2], содержащая установленный в опоре с возможностью вращения вертикальный вал, прямоугольные лопасти, установленные на равном расстоянии от вала с возможностью вращения вокруг своих осей, параллельных оси вала, с угловой скоростью, в два раза меньшей угловой скорости возможного вращения вала, и в сторону, противоположную вращению вала, при этом лопасти выполнены в виде симметричного профиля шириной, равной удвоенному расстоянию от кромки вала до оси вращения лопастей, имеющих кинематическую связь с флюгером, а угол, заключенный между плоскостью флюгера и плоскостью лопасти в момент ее совпадения с осью вала составляет 90°.
Таким образом, роторный вертикальный ветродвигатель содержит вращающееся основание, траверсы, колонны с приемниками энергии и центральную стойку.
Недостатком данной ветроэнергетической установки является низкое использование воздушного потока.
Изобретение направленно на повышение использования воздушного потока и, как следствие, улучшение энергетики установки.
Технический результат, заключающийся в уменьшении поперечного сечения ветроприемника, движущегося навстречу потоку, заключается в том, что приемники энергии выполнены в виде неподвижных относительно траверс колон с частично охватывающими их гибкими шторками парусного типа, причем один край шторок закреплен по образующим колонн, а другой край связан с соответствующим краем шторки противоположной колонны тягами, обеспечивающими заворачивание шторки вокруг одной колонны и разворачивание шторки вокруг противоположной колонны.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан ветродвигатель, вид спереди (направление ветра - на чертеж), на фиг.2 - вид сверху.
Ветродвигатель содержит неподвижное основание 1, передачу 2 на потребитель 3 (например, электрогенератор) вращающиеся основание 4 с траверсами 5, центральную стойку 6. Между верхними и нижними траверсами установлены приемники ветровой энергии, выполненные в виде колонн 7 с частично охватывающими их гибкими шторками 8 парусного типа, представляющими собой прямоугольное полотнище. Одними краями 9 шторки закреплены по образующим цилиндрических колон, а другими подвижными через планки 10 связаны тягами 11 с соответствующим краем шторки противоположной колонны.
Работа устройства. При набегании ветрового потока происходит перемещение свободных краев шторки с планкой из нейтрального положения - показано на фиг.2 пунктиром, в рабочее положение, то есть шторка 8 у правой на фиг.2 колонны разворачивается, и захватывая ветровой поток, создает момент, вызывающий вращение двигателя против часовой стрелке. При этом шторка крайней правой колонны, показанной на фиг.2, разворачиваясь через тягу 11, соединенную с планкой 10, заворачивает шторку крайней левой колонны, что уменьшает мидель ее сечения, а это, в свою очередь, приводит к уменьшению противодействующего момента, то есть к увеличению полезного момента.
Таким образом, ориентация шторок на противоположных колонках следующая:
1) На колонках горизонтально расположенные траверсы (фиг.2) - шторка на правой колонке открыта, на левой закрыта.
2) На вертикально расположенной траверсе (фиг.2) - шторки относительно колонн находятся в среднем положении, при этом не исключается небольшое раскрытие шторки у верхней колонны.
Положительным качеством данного двигателя является, наряду с простотой конструкции, автоматическое изменение в сторону уменьшения поперечного сечения ветроприемника, двигающегося навстречу ветру, что улучшает эффективность устройства.
Технико-экономическим преимуществом данной ветроэнергетической установки является относительно высокая энергетика установки, что дает возможность сооружать установки с более высоким коэффициентом полезного действия.
Источники информации
1. А.с. РФ №2211951 / A.M.Литвиненко - Ветроэлектрогенераторная установка, Б.И. №25, 2003 г., F03D 9/00.
2. А.с. РФ №2263816 / Е.Н.Вергейчик - Ветроэнергетическая установка, Б.И. №31, 2005 г., F03D 3/06.
Роторный вертикальный ветродвигатель, содержащий вращающееся основание, траверсы и приемники энергии, отличающийся тем, что приемники энергии выполнены в виде неподвижных относительно траверс колонн с частично охватывающими их гибкими шторками парусного типа, причем один край шторок закреплен по образующим колонн, а другой край связан с соответствующим краем шторки противоположной колонны тягами, обеспечивающими заворачивание шторки вокруг одной колонны и разворачивание шторки вокруг противоположной колонны.
