Роторный ветродвигатель

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электрическую. Роторный ветродвигатель содержит вращающееся основание, центральную стойку, траверсы и приемники энергии. В центре пересечения траверс на центральной стойке установлена центральная колонна. Приемники энергии выполнены в виде установленных в подшипниках между верхними и нижними траверсами боковых колонн, связанных с центральной стойкой гибкими оболочками. Подшипники установлены в обоймах с возможностью перемещения вдоль траверс, а гибкие оболочки закреплены по образующим центральной и соответствующей боковой колонны и выполнены с возможностью наматывания или разматывания с колонн при их перемещении по траверсе. Изобретение направлено на увеличение энергетики установки и, как следствие, увеличение коэффициента 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.

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°.

Недостатком данной ветроэнергетической установки является низкое использование воздушного потока.

Изобретение направленно на повышение использования воздушного потока и, как следствие, улучшение энергетики установки.

Это достигается тем, что в ветродвигателе, содержащем вращающееся основание, центральную стойку, траверсы и приемники энергии, в центре пересечения траверс на центральной стойке установлена центральная колонна, приемники энергии выполнены в виде установленных в подшипниках между верхними и нижними траверсами боковых колонн, связанных с центральной стойкой гибкими оболочками, при этом подшипники установлены в обоймах с возможностью перемещения вдоль траверс, а гибкие оболочки закреплены по образующим центральной и боковой колонн и выполнены с возможностью наматывания или разматывания с колонн при их перемещении по траверсе. Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан ветродвигатель, вид спереди (направление ветра на чертеже), на фиг.2 - вид сверху.

Ветродвигатель содержит неподвижное основание 1, передачу 2 на потребитель 3 (например, электрогенератор), вращающееся основание 4 с траверсами 5, центральную стойку 6.

Между верхними и нижними траверсами установлены приемники ветровой энергии, выполненные в виде колонн 7, вращающихся в подшипниках 8, которые в свою очередь установлены в обоймах 9, ходящих в направлении 10, выполненных на траверсах 5. На стойку 6 установлена центральная колонна 11, которая связана с вращающимися боковыми колоннами 7 гибкими оболочками 12, которые закреплены по образующим колонн 7 и колонны 11 таким образом, что имеют возможность наматываться и сматываться с колонн 7, которые при этом, для компенсации длины оболочек, перемещаются по траверсам - к центру при намотке и от центра при разматывании.

Таким образом, колонны 7 и 11 в совокупности с гибкими оболочками 12 выступают в качестве стоек с приемниками энергии.

Работа устройства. При воздействии ветрового потока - направление снизу вверх на фиг.2, происходит следующее. Пространство между колонной 11, оболочкой и крайней левой колонной 7 - фиг.2 - заполняется воздухом, принесенным потоком. В результате, как видно из треугольника сил, наряду с давлением на оболочку на колонну 7 действует сила, направленная от центра к периферии. В результате колонна с обоймой 9 движется по радиусу, разматывая обмотку и преодолевая силу упругости, при этом момент сил увеличивается и двигатель приходит во вращение по часовой стрелке.

С крайней правой колонной 7, показанной на фиг.2, происходит обратная ситуация, а именно, как видно из треугольника сил, колонна движется к центру, наматывая на себя оболочку и сокращая площадь сечения двигателя, движущегося навстречу потоку, то есть силу (момент) сопротивления - фиг.2:

l₁>l₂

Что касается верхней и нижней колон, показанных на фиг.2, то они находятся в некотором промежуточном (нейтральном) состоянии.

Кроме самой упругой оболочки, могут также быть применены и специальные пружины, находящиеся, например, в направляющих 10.

Таким образом, ветродвигатель осуществляет адаптацию к встречному потоку, что повышает его эффективность.

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 - Ветроэлектрогенераторная установка, Б.И. №31, 2005 г., F03D 3/06.

Роторный ветродвигатель, содержащий вращающееся основание, центральную стойку, траверсы и приемники энергии, отличающийся тем, что в центре пересечения траверс на центральной стойке установлена центральная колонна, приемники энергии выполнены в виде установленных в подшипниках между верхними и нижними траверсами боковых колонн, связанных с центральной стойкой гибкими оболочками, при этом подшипники установлены в обоймах с возможностью перемещения вдоль траверс, а гибкие оболочки закреплены по образующим центральной и соответствующей боковой колонны и выполнены с возможностью наматывания или разматывания с колонн при их перемещении по траверсе.