Вертикальный ротор



Вертикальный ротор
Вертикальный ротор
Вертикальный ротор
Вертикальный ротор

 


Владельцы патента RU 2496026:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к роторам ветроэлектрогенераторов с вертикальной осью вращения. Ротор содержит вертикальный вал, ступицу и лопасти, выполненные в виде уплощенных труб незамкнутого профиля. Одна группа труб размещена неподвижно относительно вала, а вторая группа труб установлена вращательно подвижно относительно продольных осей лопастей и дополнительно снабжена образующими клапаны пропуска воздуха шторками, установленными на внешних откосах с возможностью перекрытия зазоров между группами труб лопастей. Изобретение обеспечивает повышение надежности при простоте конструкции и широком распространении полимерных незамкнутых профилей. 4 ил.

 

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к роторам ветроэлектрогенераторов с вертикальной осью вращения.

Известен ротор ветродвигателя лопастного радиально-аксиального типа [А.с. РФ №2211951 / А.М. Литвиненко. - Ветроэлектрогенераторная установка, БИ №25, 2003], содержащий поворотные лопасти и направляющее устройство.

Наличие этого направляющего устройства является недостатком данного двигателя, поскольку приводит к усложнению и понижению надежности.

Из всех известных аналогов наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является ротор типа Угринского [А.с. РФ №2263816 / Е.Н. Вергейчик. - Ветроэлектрогенераторная установка, БИ №31, 2005], содержащий пару лопастей, расположенных на диске симметрично его оси вращения; дополнительно введена вторая пара лопастей и образованы рабочие поверхности сегментов от точек пересечения обеих пар лопастей до их окончания на периферии диска для потока газа или жидкости, причем при движении потока образованы сквозные каналы за счет удаления участков лопастей между точками их пересечения вблизи центра вращения. Таким образом, ротор содержит вертикальный вал и траверсы с лопастями.

Недостатком данной конструкции является низкая надежность, вызванная сложной конструкцией клапанов пропуска воздуха.

Изобретение направлено на повышение надежности путем упрощения конструкции клапанов пропуска воздуха.

Это достигается тем, что у вертикального ротора, содержащего вал, ступицу и лопасти, выполненные в виде незамкнутого профиля, согласно изобретению, незамкнутый профиль выполнен в виде упрощенных труб, причем одна группа труб установлена неподвижно, а вторая группа труб дополнительно снабжена шторками и установлена вращательно подвижно относительно продольных осей лопастей.

Достижение технического результата обусловлено тем, что шторки с протяженными участками поворотных труб используются в качестве клапанов.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показано действие клапанного механизма при пропуске воздуха; на фиг.2 - при перекрытии клапана и создании аэродинамического момента; на фиг.3 показан вертикальный ротор - вид спереди; на фиг.4 показан вертикальный ротор - вид сверху.

Вертикальный ротор содержит основание 1 с рабочей машиной, вертикальный вал 2 с подвижными 3 и неподвижными 4 лопастями. При этом подвижные (поворотные) лопасти 3 снабжены шторками 5, установленными на периферии лопастей. Трубы имеют окна 6, протяженные участки 7 и лобовые участки 8, а также подвижные трубы дополнительно имеют внешние откосы 9 со шторками 5.

Таким образом, в составе вертикального ротора имеются группы труб, установленные неподвижно относительно оси (по радиусу). Эти группы представлены на фиг.3, а именно, средняя группа труб неподвижна, а верхняя и нижняя группы труб подвижны. Кроме того, комбинации верхней подвижной и средней неподвижной групп труб представлены на фиг.1 при пропуске, на фиг.2 при перекрытии клапана. Это позволяет утверждать, что на фиг.1 показана комбинация труб (клапан) в режиме пропуска воздуха, а на фиг.2 - комбинация труб (клапан) в закрытом состоянии. Каналы пропуска воздуха образованы элементами конструкции - зазорами между группами труб лопастей, а именно, верхним зазором 10 и нижним зазором 11. Оба зазора расположены между подвижными и неподвижными трубами: зазор 10 между средней неподвижной и верхней подвижной трубой, зазор 11 между средней неподвижной и нижней подвижной трубой.

Таким образом, средняя группа труб 4 неподвижна и присоединена к валу с помощью траверс 12, а верхняя и нижняя группы присоединены к валу с помощью подвижных траверс 13, верхние из которых показаны на фиг.4. Данные траверсы могут быть выполнены путем помещения их круглого профиля в отверстие 14 приливов 15 вала 2. Все оси как подвижные, так и неподвижные показаны на фиг.3 штрихпунктирной линией.

Вертикальный ротор работает следующим образом: набегающий ветровой поток разделяется на 3 части:

I - обтекаемая часть (участок 8) движется навстречу потоку, подвижные лопасти 3 перемещаются (поворачиваются) под действием шторок 5, картина соответствует фиг.1;

II - средняя часть, поток направлен в торец лопастей, т.е. параллельно осям по радиусу, усилия отсутствуют;

III - активная часть (правая на фиг.4) содержит окна 6, создает полезное аэродинамическое сопротивление, позволяющее ротору, а точнее его правым частям, показанным на фиг.3 и фиг.4, совершать движение против часовой стрелки.

Таким образом, периферийные шторки 5, сообщающие движение подвижным лопастям, превращают зазоры между протяженными участками 7 труб в управляемые клапаны, которые открыты (см. фиг.1), и левые лопасти на фиг.3 и фиг.4 (часть I), которые играют роль открытых клапанов, а в случае, показанном на фиг.2, и правых частях фиг.3 и фиг.4 (часть III) закрытых клапанов.

Технико-экономическим преимуществом данного ротора является его простота, что вызвано широким распространением полимерных профилей рассмотренной конструкции.

Вертикальный ротор, содержащий вал, ступицу и лопасти, выполненные в виде незамкнутого профиля, отличающийся тем, что незамкнутый профиль выполнен в виде уплощенных труб, причем одна группа труб установлена неподвижно, а вторая группа дополнительно снабжена шторками и установлена вращательно подвижно относительно продольных осей лопастей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано при создании небольших ветрогенераторов для перекачки и подогрева воды, отопления жилья и т.д. в условиях небольшого и непостоянного ветра.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для повышения эффективности преобразования энергии ветра. .

Изобретение относится к ветряным двигателям. .

Изобретение относится к ветряным двигателям. .

Изобретение относится к механизмам парусной установки. .

Изобретение относится к области малой энергетики и может быть использовано для создания ветроэнергетических станций. .

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для создания новых преобразователей энергии ветра в электрическую. .

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветродвигатель карусельного типа с вертикальной осью вращения содержит вертикальный вал. На валу укреплена турбина. Турбина выполнена в виде центрального барабана с идентичными лопастями в количестве не менее четырех. Турбина размещена в неподвижном осесимметричном направляющем аппарате - статоре. Статор снабжен вертикальными неподвижными створками. Створки расположены между верхней и нижней крышками с возможностью обеспечения концентрации и направления ветрового потока с наветренной стороны на рабочую лопасть турбины и отвода вытесняемого этой лопастью воздуха в заветренное пространство. Ветродвигатель дополнительно снабжен воздушным эжектором. С эжектором сообщается одна из торцевых частей турбины. Размер лопасти по линии контакта ее с центральным барабаном превышает ее радиальный размер. Вся рабочая поверхность лопасти или ее отдельные участки выполнены с наклоном, обеспечивающим отклонение ветрового потока в сторону эжектора. Лопасти турбины выполнены выпуклыми. Выпуклость направлена в сторону движения. Изобретение направлено на увеличение момента, развиваемого ветродвигателем при малых частотах вращения турбины, и увеличение коэффициента использования энергии ветрового потока. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

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.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Карусельное ветроколесо содержит установленные на вертикальной оси Г-образные махи, лопасти, упорные рамки и демпферы. Махи состоят из радиального маха и аналогичного по конструкции маха, дополнительно установленного перпендикулярно радиальному. Лопасти шарнирно закреплены в махах с возможностью поворота. Ось вращения каждой лопасти в махах совпадает с ее ближайшей боковой кромкой. Лопасти в рабочем режиме прижаты к упорным рамкам, закрепленным параллельно плоскости каждого маха через демпферы к его конструкции. Во флюгерном режиме лопасти принимают направление воздушного потока без ограничений. Рамочные махи зажаты между двумя разделительными плоскостями, конструктивно образующими один ярус. N таких ярусов расположены вдоль основной оси ветроколеса. Верхняя разделительная плоскость n-1 яруса является нижней разделительной плоскостью n-го яруса. Махи каждого верхнего яруса смещены относительно махов ближайшего нижнего на угол α=2π/kn, где k - количество махов на одном ярусе (k≥3), n - количество ярусов (n≥2). Изобретение направлено на повышение эффективности, равномерности вращения, надежности и упрощение конструкции ветроколеса. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к турбинным установкам, которые могут быть использованы для производства электроэнергии. Турбинная установка содержит облопачивание 11, включающее криволинейные лопатки, внутренний конец каждой из которых заделан в полости 14, открытой с одной стороны; и генератор 20, расположенный в полости 14 и соединенный с облопачиванием 11. Каждая криволинейная лопатка имеет динамическую структуру и выполнена с возможностью увеличения в размерах под действием гидростатического давления и с возможностью сжатия под действием противодавления. Изобретение направлено на создание турбинных установок, характеризующихся простотой конструкции и эффективной работой. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и, в частности, может быть использовано, как ветроэлектроэнергетическая установка. Ветродвигатель содержит лопасти, выполненные вогнутой формы, аэродинамические поверхности, вертикальный вал. Лопасти установлены на траверсах, выполненных Λ-образной формы. Каждая траверса своей вершиной установлена с помощью шарнира на вертикальном валу, закрепленном верхним концом с возможностью взаимодействия с рабочей машиной. Аэродинамические поверхности закреплены на лопастях с наклоном, обеспечивающим возникновение подъемной силы, действующей на одну из лопастей вверх, а на противоположную - вниз. Изобретение позволяет повысить эффективность передачи энергии ветрового потока, обеспечивает упрощение конструкции ветродвигателя, повышение его надежности. 2 ил.

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.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал с установленным на нем ветроколесом с лопастями повышенной площади в направлении воздушного потока и конусный направитель воздушного потока средней зоны, а также в центральной зоне направитель воздушного потока тороидальной формы и блокирующее кольцо основных лопастей, на котором дополнительно в промежутках закреплены лопасти меньшего размера. Изобретение позволяет повысить суммарную площадь лопастей. 5 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Способ размещения роторной ветроэнергетической установки (РВЭУ) с вертикальной осью вращения на дымовой трубе предусматривает наличие: вертикальных лопастей аэродинамического профиля и горизонтальных лопастей улучшенного аэродинамического качества, тонкого алюминиевого кольца, верхнего вращающегося кольца с внешним зубчатым венцом, силового стержня, нижнего неподвижного профильного кольца, не менее двух симметрично расположенных магнитоэлектрических генераторов (МЭГ), опоры МЭГ и зубчатого колеса. Горизонтальная лопасть имеет профиль, у которого отношение высоты лопасти к ее хорде составляет 0,35-0,45. Тонкое алюминиевое кольцо соединяет верхние концы валов, которые проходят через носики вертикальных лопастей аэродинамического профиля. Верхнее вращающееся кольцо с внешним зубчатым венцом имеет на нижней стороне круговую канавку под подшипниковые шарики. Нижнее неподвижное профильное кольцо закреплено на верхней части дымовой трубы и имеет на внешней верхней поверхности канавку под подшипниковые шарики. Опора МЭГ неподвижно закреплена на дымовой трубе. Зубчатое колесо неподвижно закреплено на валу ротора МЭГ. Изобретение направлено на повышение мощности, КПД и надежности ветроэнергетической установки. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Ротор // 2511869
Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в качестве автономного источника электроснабжения. Циклоидный ветродвигатель содержит опорную мачту, полые овальные трубы с установленными на их концах поворотными вертикальными лопастями, планетарный редуктор с заторможенной центральной конической шестерней, генератор, реверсивный электропривод, флюгер с контактной группой переключателей для самоориентации лопастей на ветер, противобуревый эксцентриковый флажок с подвижной конусной втулкой и размыкатели кинематических связей лопастей. Поворотные лопасти выполнены одинарными со сбалансированным чередующимся размещением их сверху и снизу по внешней окружности ветряного колеса. Многополюсный генератор с мультипликатором, редуктор отбора мощности, реверсивный электропривод и флюгер с контактной группой переключателей размещены внизу внутри несущего корпуса, установленного на вертикальных стойках. На подвижной конусной втулке закреплены пружинящая скоба с толкателями и шток соленоида, электрически связанного с выносным дистанционным пультом экстренной или профилактической остановки ветряного колеса. Ветродвигатель ориентирован преимущественно на возможность установки на крышах многоэтажных сооружений, а также на палубах морских несамоходных плавсредств и может быть эффективно использован в качестве автономного источника электроснабжения удаленных береговых туристических, рыболовецких и других инфраструктур. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Вертикальный ветровой электрогенератор содержит опорную колонну (1), по крайней мере один генераторный блок (2), по крайней мере две лопасти (3), устройство контроля возбуждения, выпрямительное устройство, реверсивный частотный преобразователь, фланцы, опоры, систему охлаждения, подъемный механизм (80) и подъемную систему. Генераторный блок (2) содержит фиксатор, генератор и возбудитель. Фиксатор содержит внешний фиксатор и внутренний фиксатор. Генератор содержит статор и ротор. Возбудитель содержит статор и ротор. Вертикальный ветровой электрогенератор может быть изготовлен со снижением его стоимости, быстро запущен, увеличивает эффективность использования ветровой энергии, имеет более высокую эффективность охлаждения генератора, увеличивая тем самым срок его службы и снижая стоимость и время, затраченные на его техобслуживание. 16 з.п. ф-лы, 32 ил.
Наверх