Ветровое колесо

Авторы патента:

Щепочкина Юлия Алексеевна (RU)

F03D11 - Конструктивные элементы и принадлежности, не отнесенные к предшествующим группам или представляющие интерес независимо от них

Владельцы патента RU 2493429:

Щепочкина Юлия Алексеевна (RU)

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветровое колесо содержит ступицу с прикрепленными к ней спицами, радиально установленные лопасти на обращенной к ступице поверхности обода и на внешней его поверхности. Ступица и спицы выполнены неподвижными относительно вращающегося обода, причем, по меньшей мере, на одной из спиц установлен генератор электрического тока, прилегающий вращающейся деталью к боковой поверхности обода. Обод расположен между парами спиц, имеет по окружности на боковых поверхностях желоба для качения шариков, установленных в полусферических держателях, закрепленных на спицах. Лопасти, установленные на обращенной к ступице поверхности обода, и лопасти, установленные на внешней его поверхности, имеют одинаковые/разные углы наклона. Ступица выполнена состоящей из двух частей, входящих одна в другую, с элементом их фиксации. Концевая часть лопасти, установленной на внешней поверхности обода, имеет треугольной формы бортик. Изобретение расширяет функциональные возможности ветрового колеса. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики.

Известно ветровое колесо, содержащее ступицу с прикрепленными к ней спицами радиально установленный лопасти на обращенной к ступице поверхности обода [1]. Такое колесо может иметь лопасти и на внешней поверхности обода.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей ветрового колеса.

Технический результат решения поставленной задачи достигается тем, что в ветровом колесе, содержащем ступицу с прикрепленными к ней спицами, радиально установленные лопасти на обращенной к ступице поверхности обода и на внешней его поверхности, ступица и спицы выполнены неподвижными относительно вращающегося обода, причем, по меньшей мере, на одной из спиц установлен генератор электрического тока, прилегающий вращающейся деталью к боковой поверхности обода. Обод расположен между парами спиц, имеет по окружности на боковых поверхностях желоба для качения шариков, установленных в полусферических держателях, закрепленных на спицах. Лопасти, установленные на обращенной к ступице поверхности обода, и лопасти, установленные на внешней его поверхности, имеют одинаковые/разные углы наклона Ступица выполнена состоящей из двух частей, входящих одна в другую, с элементом их фиксации. Концевая часть лопасти, установленной на внешней поверхности обода, имеет треугольной формы бортик.

На фиг.1 изображено ветровое колесо с радиально установленными на ободе лопастями, вид спереди; на фиг.2 - сечение фиг.1 по А-А; на фиг.3 и 4 изображены поперечные сечения прямых лопастей соответственно по В-В и С-С; на фиг. 5 и 6 показаны соответственно концевые части прямой и изогнутой лопастей с бортиками треугольной формы.

Ветровое колесо (фиг.1) содержит надетую на полую не вращающуюся ось 1 неподвижную (не вращающуюся) ступицу 2 с попарно прикрепленными к ней спицами 3. Ступица и спицы, числом не менее трех, могут быть изготовлены (отлиты) из одного материала. По меньшей мере, на одной из спиц установлен генератор 4 электрического тока, прилегающий вращающейся деталью 5 к боковой поверхности 6 вращающегося обода 7. Генератор электрическим кабелем 8 соединен через полость оси с устройством, аккумулирующим энергию (не показано). Обод расположен между парами спиц, имеет по окружности на боковых поверхностях желоба 9 для качения шариков 10, установленных в полусферических держателях 11, расположенных на спицах. Ступица может быть выполнена состоящей из двух частей 12 и 13, входящих (возможно с винтовым соединением) одна в другую, с элементом 14 их фиксации (фиг.2). На обращенной к ступице поверхности 15 обода установлены радиально, под углом α (фиг.1 и 3) по отношению к плоскости обода, прямые (изогнутые) лопасти 16. На внешней поверхности 17 обода установлены радиально, под углом β (фиг.1 и 4) по отношению к плоскости обода, прямые (изогнутые) лопасти 18. Лопасти на ободе могут быть расположены одна напротив другой (фиг.1 и 2) или со смещением одна относительно другой, причем углы наклона лопастей могут быть одинаковыми (α=β) или разными (α ≠ β). Число лопастей на обращенной к ступице поверхности обода и на внешней его поверхности может быть одинаковым или разным, четным или нечетным. Концевая часть 19 как прямой (фиг.5), так и изогнутой (фиг.6) лопасти, установленной на внешней поверхности обода, может иметь треугольной формы бортик.20.

Процесс изготовления ветрового колеса включает следующие операции.

Из пластмассы, например, полиуретана, изготавливают методом точного литья разъемную ступицу 2, состоящую из двух частей 12 и 13, имеющих одинаковое число спиц с полусферическими держателями 11 для шариков 10. Шарики изготавливают из прочного материала, не требующего смазки,- например, из той же пластмассы или графита.

Из пластмассы изготавливают прямые (изогнутые) лопасти 16 и прямые (изогнутые) лопасти 18 с бортиком 20 на концевой части 19. Число, форму, длину лопастей (диаметр колеса по лопастям) определяют, исходя из ветровой нагрузки.

Из пластмассы изготавливают обод 7, имеющий на боковых поверхностях 6 желоба 9 для качения шариков. На обращенную к ступице поверхность 15 обода устанавливают радиально, например, под углом α=30° по отношению к плоскости обода прямые лопасти 16. На внешней поверхности 17 обода устанавливают радиально, например, под углом β=25° по отношению, к плоскости обода, прямые лопасти 18. На ободе вместо прямых лопастей могут быть установлены изогнутые лопасти, например, аналогичные лопастям пропеллера или турбины.

Затем осуществляют сборку ветрового колеса (согласно фиг.1), скрепляя части ступицы элементом 14 фиксации. Заключительной операцией является, установка на спицу (спицы) генератора (генераторов) 4 так, чтобы деталь 5, изготовленная, например, из резины, плотно прилегала к боковой поверхности обода например, с возможностью качения по желобу, образуя фрикционную передачу. Возможна, вместо фрикционной, зубчатая передача при условии выполнения на боковой поверхности обода (вне желоба) зубчатого зацепления с вращающейся зубчатой деталью генератора.

Ветровое колесо закрепляют неподвижно на металлической (стальной) оси 1, через полость которой пропускают электрический кабель (кабели) 8, соединяющий генератор (генераторы) электрического тока с устройством, аккумулирующим энергию. В составе ветроэнергетической установки (не показана) ось, снабженная направляющим ветер хвостовым пером, может иметь возможность кругового поворота в горизонтальной плоскости. Расположение желоба (желобов) на боковой поверхности вращающегося обода исключает осаждение в нем пыли, жидких и твердых осадков, препятствующих качению шариков. Различные углы наклона лопастей (α; β) в одном ветровом колесе исключают возникновение резонансных шумов. Бортики на концевых частях вращающихся лопастей препятствует смещению части потока воздуха (ветра) в радиальном направлении вследствие. действия центробежных сил.

При наличии ветра, воздействующего на ветровое колесо, каждый электрический генератор начинает вырабатывать электрический ток. Присутствие в ветровом колесе двух и более генераторов гарантирует выработку электроэнергии даже в случае выхода из строя любого из них.

Источники информации

1. Политехнический словарь / Гл. ред. И.И. Артоболевский. - М.: Советская энциклопедия, 1976. - С.217.

1. Ветровое колесо, содержащее ступицу с прикрепленными к ней спицами, радиально установленные лопасти на обращенной к ступице поверхности обода и на внешней его поверхности, отличающееся тем, что ступица и спицы выполнены неподвижными относительно вращающегося обода, причем по меньшей мере на одной из спиц установлен генератор электрического тока, прилегающий вращающейся деталью к боковой поверхности обода.

2. Ветровое колесо по п.1, отличающееся тем, что обод расположен между парами спиц, имеет по окружности на боковых поверхностях желоба для качения шариков, установленных в полусферических держателях, закрепленных на спицах.

3. Ветровое колесо по п.1, отличающееся тем, что лопасти, установленные на обращенной к ступице поверхности обода, и лопасти, установленные на внешней его поверхности, имеют одинаковые/разные углы наклона.

4. Ветровое колесо по п.1, отличающееся тем, что ступица выполнена состоящей из двух частей, входящих одна в другую, с элементом их фиксации.

5. Ветровое колесо по п.1, отличающееся тем, что концевая часть лопасти, установленной на внешней поверхности обода, имеет треугольной формы бортик.

Похожие патенты:

Ветровое колесо // 2493428

Изобретение относится к области ветро-гелиоэнергетики. Ветровое колесо содержит ступицу с радиально прикрепленными к ней лопастями.

Способ получения электроэнергии от проезжающих транспортных средств // 2491704

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для получения энергии нетрадиционным способом. .

Ветроэнергетическая установка и ветроэнергетический комплекс на ее основе // 2485347

Механизм преобразования вращения ветроэнергетической установки // 2481498

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электрическую энергию. .

Сироты способ сооружения высотной башни ветроэнергетической // 2480620

Изобретение относится к ветроэнергетике. .

Воздушно-электрическая установка // 2476718

Изобретение относится к электроэнергетике. .

Виброгаситель мачты ветряной установки // 2472987

Изобретение относится к машиностроению. .

Приводной механизм электрогенератора (варианты), способ регулирования частоты вращения приводного механизма электрогенератора, турбина (варианты) // 2471087

Изобретение относится к регулированию выработки электроэнергии от вращающихся турбомашин, приводимых в движение потоком текучей среды. .

Система передачи для выработки энергии // 2469228

Инфраструктура для привода и ускоренного взлета аэродинамических поверхностей для тропосферного эолового генератора // 2468250

Изобретение относится к оптимизированной структуре для привода и ускоренного (принудительного) взлета аэродинамических поверхностей для тропосферного эолового генератора.

Ветродвигатель // 2497022

Изобретение относится к ветротехнике. Ветродвигатель содержит вертикальный вал, прикрепленные к нему радиальные рамы, источник высокого напряжения, хвостовую секцию, токосъемную щетку, контактные дуги, диэлектрическую втулку, токопроводящие решета и игольчатые электроды. Токосъемная щетка механически связана с хвостовой секцией, присоединена к выходу источника высокого напряжения и установлена с возможностью касания контактных дуг. Контактные дуги расположены соосно со смещением относительно друг друга на диэлектрической втулке. Диэлектрическая втулка надета на вертикальный вал. Токопроводящие решета укреплены на радиальных рамах и электрически изолированы друг от друга. Игольчатые электроды установлены на токопроводящих решетах перпендикулярно их плоскости и обращены острыми концами против направления вращения вертикального вала. Каждое токопроводящее решето электрически связано со своей контактной дугой. Изобретение направлено на повышение надежности и КПД ветродвигателя. 2 ил.

Ветроэлектрогенераторная установка // 2498108

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроэлектрогенераторная установка содержит башню, поворотное устройство, несущую конструкцию, вертикальные валы с вращающимися в разные стороны ветроколесами с лопастями, хвостовую плоскость, статорные и роторные элементы. Несущая конструкция выполнена в виде двух соприкасающихся в средней части дуг. К передним концам дуг прикреплены кронштейны крепления обтекателя. К задним концам дуг прикреплены кронштейны крепления хвостовой плоскости. Средняя часть дуг установлена на поворотном устройстве. На самих дугах установлены статорные элементы. Роторные элементы снабжены синхронизирующими зубчатыми венцами. Изобретение направлено на повышение технологичности. 7 ил.

Способ возведения башни и башня // 2498110

Группа изобретений относится к способам возведения башни, в частности башни ветроэнергетической установки, и башне ветроэнергетической установки. Изготавливается фундамент (100), на фундаменте размещаются несколько блоков (500) регулирования по высоте, на нескольких блоках (500) регулирования по высоте размещается распределяющее нагрузку кольцо (200), причем распределяющее нагрузку кольцо (200) нивелируется путем настройки блоков (500) регулирования по высоте, и шов между фундаментом (100) и распределяющим нагрузку кольцом (200) заполняется заливочной массой (300). На распределяющем нагрузку кольце (200) возводится башня (400). Блоки (500) регулирования по высоте рассчитаны так, что они могут нести первую нагрузку в виде массы распределяющего нагрузку кольца (200), однако проседают, если на один из нескольких блоков регулирования по высоте действует такое большое усилие, что на фундамент через блоки регулирования по высоте действует удельное давление, превышающее заданное предельное значение. Блоки регулирования по высоте изготовлены из пластика. Использование способа обеспечит надежное и экономичное возведение башни, в том числе башни ветроэнергетической установки. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Ветроэнергетическая установка с обогреваемым диффузорным ускорителем // 2499913

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэнергетическим установкам автономного электроснабжения с диффузорным ускорителем воздушного потока, повышающим эффективность и безопасность установки. Ветроэнергетическая установка содержит диффузорный ускоритель и размещенное внутри него ветроколесо. Ветроколесо соединено с электрогенератором, к которому подключен преобразователь-распределитель электроэнергии. С преобразователем-распределителем электроэнергии электрически связаны инвертор, солнечная и аккумуляторная батареи, а также дополнительно подключен термоэлектрический нагреватель. Указанный нагреватель размещен на диффузорном ускорителе. Изобретение позволяет повысить эффективность работы ветроэнергетической установки, а также в расширить температурный и влажностный диапазоны ее эксплуатации. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Аэроэлектростанция для использования энергии ветра // 2500920

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для выработки электроэнергии. Аэроэлектростанция для использования энергии ветра содержит горизонтальный воздуховод, вертикальный воздуховод и электрогенераторы, которые кинематически соединены с рамами, последовательно установленными в плоскостях поперечного сечения воздуховодов с возможностью возвратно-поступательного движения, ограниченного упругими упорами. Рамы снабжены планами аэродинамического профиля, причем в первой от входа воздуховода раме планы установлены с возможностью ограниченного упорами синхронного поворота относительно продольных осей воздуховода на продольных осях, расположенных в плоскости рамы, во второй раме планы относительно рамы неподвижны. Изобретение позволяет обеспечить любую требуемую мощность электростанции. 2 ил.

Карусельный ветродвигатель // 2501974

Изобретение относится к ветродвигателям с осью вращения ротора, перпендикулярной направлению ветра. Ветродвигатель содержит установленное на вертикальном полом валу рабочее колесо, выполненное виде размещенных между верхним и нижним ободами поворотных лопастей, установленных на поворотных валах, которые закреплены на кронштейнах, связанных с вертикальным валом. Вертикальный вал зафиксирован подшипниками качения и сочленен с электрогенератором. Опорой ветродвигателя служит неподвижное основание. Ветродвигатель снабжен дополнительным рабочим колесом и опорой, при этом опоры расположены одна в другой. Вертикальный вал выполнен в виде двух полых валов разной длины, размещенных один в другом и сцепленных в верхней части планетарными зубчатыми колесами. Наружный вал выполнен меньшей длины и опирается на конусный подшипник, установленный над расширенной частью внутреннего вала над внешней опорой. Внутренний вал выполнен большей длины, зафиксирован подшипниками качения и опирается на шариковый подпятник, установленный на внутренней опоре. Верхнее рабочее колесо закреплено на верхней части наружного вала, а нижнее рабочее колесо закреплено на нижней части внутреннего вала. Изобретение позволяет повысить КПД. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Ветровая электростанция // 2504685

Изобретение относится к области возобновляемой энергетики и может быть использовано для преобразования кинетической энергии воздушного потока в механическую и электрическую энергию. Ветровая электростанция на постоянном воздушном потоке включает множество ветроэнергетических установок, содержащих ветровые колеса с электрогенератором, нагревательный элемент и аэродинамическую трубу. Ветровые колеса с электрогенератором расположены в подземных туннелях, соединенных с башней, в которой расположены газовые горелки, создающие постоянный воздушный поток. Башня выполнена из полимерных материалов, снабжена ребрами жесткости в виде обручей и подвешена на тросах к аэростату. На башне в устье аэродинамической трубы смонтирован барабан с лопастями, установленный с возможностью вращения и создания разрежения под действием горизонтальных потоков воздуха. Ветроэнергетическая установка пригодна для установки в труднодоступных местах и обеспечивает возможность бесперебойного получения электроэнергии, а также уменьшение шумовых и вибрационных воздействий на окружающую среду. 2 ил.

Ветровая электростанция // 2504690

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветровая электростанция на постоянном воздушном потоке включает множество ветроэнергетических установок и аэродинамическую трубу. Каждая ветроэнергетическая установка расположена в подземном туннеле, соединенном с вертикальной аэродинамической трубой большой протяженности, подвешенной к аэростату. В результате, за счет значительного перепада атмосферного давления на концах трубы, создается постоянно действующий воздушный поток, а значит и работа электростанции будет без простоев. Подземное расположение ветроэнергетических установок значительно снижает звуковые и вибрационные воздействия на жилые массивы, что дает возможность расположить электростанцию ближе к потребителю и уменьшить расходы на транспортировку электроэнергии. 2 ил.

Сироты башня ветроэнергетическая // 2506452

Изобретение относится к ветроэнергетике. Башня ветроэнергетическая выполнена с опорной конструкцией из нескольких отдельных башен. На верху башен создают устройство «магнитной левитации», обеспечивающей опирание на эти башни горизонтальной кольцевой платформы-ротора. Устройство «магнитной левитации», кроме вертикального держания платформы-ротора, обеспечивает горизонтальное удержание этой платформы-ротора при любом направлении ветра. Изобретение направлено на повышение эффективности ветроэнергетической башни. 7 ил., 1 табл.

Сироты башня ветроэнергетическая // 2508470

Изобретение относится к ветроэнергетике. Башня ветроэнергетическая включает собственно опорную конструкцию и размещенную и закрепленную в верхней ее части кольцевую платформу. К внешнему контуру кольцевой платформы периодически прикреплены лопасти. Сама платформа имеет возможность вращения вокруг вертикальной оси башни. Кроме самой опорной конструкции, вокруг нее выполнены несколько вертикальных башен, которые служат дополнительными опорами кольцевой платформы. Периодически по высоте ветроэнергетической башни между всеми ее смежными опорными башнями выполнены переходные мосты. Изобретение направлено на снижение материалоемкости. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.