Карусельный ветродвигатель



Карусельный ветродвигатель
Карусельный ветродвигатель
Карусельный ветродвигатель
Карусельный ветродвигатель

 


Владельцы патента RU 2501974:

Рябинин Александр Геннадьевич (RU)

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.

 

Изобретение относится к ветротехнике, в частности к ветродвигателям с вертикальной осью вращения ротора, перпендикулярной направлению ветра.

Все известные карусельные и роторные ветродвигатели (а.с. СССР №№992799, 992800, патент РФ №2380567) имеют один общий недостаток: мощность ветрового потока передается через лопасти только с одной стороны вращения, что приводит к снижению КПД.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является карусельный ветродвигатель, содержащий установленное на вертикальном полом валу рабочее колесо, выполненное в виде размещенных между верхним и нижним ободами поворотных лопастей, установленных на поворотных валах, закрепленных на кронштейнах, связанных с вертикальным валом, зафиксированным подшипниками качения и сочлененным с электрогенератором, неподвижное основание, служащее опорой ветродвигателя (патент РФ №2426005). Недостатком является то, что мощность ветрового потока передается через лопасти колеса только с одной стороны оси вращения, в результате чего ветродвигатель имеет невысокий КПД.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение КПД за счет более эффективного использования энергии воздушного потока.

Поставленная задача достигается тем, что карусельный ветродвигатель, содержащий установленное на вертикальном полом валу рабочее колесо, выполненное в виде размещенных между верхним и нижним ободами поворотных лопастей, установленных на поворотных валах, закрепленных на кронштейнах, связанных с вертикальным валом, зафиксированным подшипниками качения и сочлененным с электрогенератором, неподвижное основание, служащее опорой ветродвигателя, согласно изобретению, 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, при этом наружный вал выполнен меньшей длины и опирается на конусный подшипник, установленный над расширенной частью внутреннего вала над внешней опорой, а внутренний вал выполнен большей длины, зафиксирован подшипниками качения и опирается на шариковый подпятник, установленный на внутренней опоре, при этом верхнее рабочее колесо закреплено на верхней части наружного вала, а нижнее рабочее колесо закреплено на нижней части внутреннего вала. Поворотные лопасти верхнего и нижнего рабочих колес с поворотными валами зафиксированы на кронштейнах одной стороной и свободными сторонами направлены друг к другу, при этом поворотные валы верхнего рабочего колеса выполнены с изгибом по оси со смещением, радиус поворотных валов лопастей верхнего рабочего колеса больше радиуса поворотных валов лопастей нижнего рабочего колеса, а кронштейны служат ограничителями для поворотных лопастей. Поворотные лопасти расположены на кронштейне с интервалом, при этом расстояние между осями валов поворотных лопастей больше ширины лопастей. Внутренний вал снабжен тормозной системой.

На фиг.1 представлен общий вид устройства, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг.3 - валы с генератором, на фиг.4 - лопасти.

Карусельный ветродвигатель содержит верхнее рабочее колесо 1, вертикальный наружный полый вал 2, верхний обод 3, кронштейны 4, поворотные лопасти верхнего рабочего колеса 5, поворотные валы лопастей 6 верхнего рабочего колеса, болт роликовых подшипников 7, подшипники скольжения 8, нижнее рабочее колесо 9, вертикальный внутренней полый вал 10, планетарные зубчатые колеса 11, крышку 12, нижний обод 13, поворотные лопасти нижнего рабочего колеса 14, поворотные валы лопастей нижнего рабочего колеса 15, конусный подшипник 16, подшипники качения 17, тормозную систему 18, пару шестеренчатых колес 19, шариковый подпятник 20, опору внешнюю 21, опору внутреннюю 22, электрогенератор 23.

Карусельный ветродвигатель работает следующим образом.

При воздействии воздушного потока на поворотные лопасти 5 и 14, которые упираются в кронштейны 4, закрепленные на верхнем 3 и нижнем 13 ободах, верхнее рабочее колесо 1, закрепленное в свою очередь на наружном вертикальном валу 2 в верхней его части, и нижнее рабочее колесо 9, закрепленное на вертикальном внутреннем валу 10 в нижней его части, под конусным подшипником 16, служащим опорой для наружного вала 2, начинают вращаться в противоположном направлении по отношению друг к другу благодаря планетарным зубчатым колесам 11, сцепляющим полые вертикальные валы 2, 10 вверху. Место сцепление валов закрыто крышкой 12. Верхнее колесо 1 вращается по часовой стрелке, а нижнее 9 - против. При этом половина лопастей верхнего 1 и нижнего 9 рабочих колес находится в рабочем положении, под давлением встречного потока воздуха и создает крутящий момент, а другая половина, выходя из рабочего состояния, автоматически разворачивается и проходит между лопастями первой половины. Выполнение поворотных валов 6 верхнего рабочего колеса 1 с изгибом по оси со смещением, наличие подшипников скольжения 8 на них, а также разность радиусов поворотных валов 6, 15 лопастей верхнего 1 и нижнего 9 рабочих колес предотвращает сталкивание валов поворотных лопастей 6, 15 во время работы ветродвигателя. Для остановки карусельного ветродвигателя на вертикальном валу 10 установлена тормозная система 18. Поворотные валы лопастей 6, 15 выполнены полыми и крепятся на кронштейнах 4 в специальных углублениях на болт роликовых подшипников 7. В результате крепления валов поворотных лопастей одной торцевой стороной обеспечивается прочность крепления и плавность хода поворотных валов лопастей. Работающие лопасти верхнего и нижнего рабочих колес создают парусность, воздушный поток, соскальзывая с одних лопастей, упирается в другие, при этом создается разность давления относительно оси валов рабочих колес. Тем самым мощность ветрового потока передается на лопасти с обеих сторон оси вращения ветродвигателя. Крутящий момент через пару шестеренчатых колес 19 передается на электрогенератор 23, установленный на внутренней опоре 22, служащей опорой для внутреннего вала 10, упирающегося в шариковый подпятник 20. Шариковый подпятник 20, являясь опорой вала, одновременно снижает трение при работе ветродвигателя. При этом внутренний вал 10 зафиксирован в подшипниках качения 17, установленных на внешней 21 и внутренней 22 опорах. Тем самым, мощность возрастает, значительно возрастает КПД ветродвигателя при одинаковых габаритах с аналогом.

1. Карусельный ветродвигатель, содержащий установленное на вертикальном полом валу рабочее колесо, выполненное в виде размещенных между верхним и нижним ободами поворотных лопастей, установленных на поворотных валах, закрепленных на кронштейнах, связанных с вертикальным валом, зафиксированным подшипниками качения и сочлененным с электрогенератором, неподвижное основание, служащее опорой ветродвигателя, отличающийся тем, что 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, при этом наружный вал выполнен меньшей длины и опирается на конусный подшипник, установленный над расширенной частью внутреннего вала над внешней опорой, а внутренний вал выполнен большей длины, зафиксирован подшипниками качения и опирается на шариковый подпятник, установленный на внутренней опоре, при этом верхнее рабочее колесо закреплено на верхней части наружного вала, а нижнее рабочее колесо закреплено на нижней части внутреннего вала.

2. Карусельный ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что поворотные лопасти верхнего и нижнего рабочих колес с поворотными валами зафиксированы на кронштейнах одной стороной и свободными сторонами направлены друг к другу, при этом поворотные валы верхнего рабочего колеса выполнены с изгибом по оси со смещением, радиус поворотных валов лопастей верхнего рабочего колеса больше радиуса поворотных валов лопастей нижнего рабочего колеса, а кронштейны служат ограничителями для поворотных лопастей.

3. Карусельный ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что поворотные лопасти расположены на кронштейне с интервалом, при этом расстояние между осями валов поворотных лопастей больше ширины лопастей.

4. Карусельный ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что внутренний вал снабжен тормозной системой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии. Ветроэнергетическая установка содержит ветрогенератор с лопастной ветровой турбиной с вертикальным валом вращения, расположенной внутри неподвижного лопастного воздухонаправляющего аппарата с основанием и крышкой, электрогенератор, блок управления, дополнительный источник электроэнергии.

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.

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

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для получения промышленно значимых мощностей электроэнергии. .

Изобретение относится к электроэнергетике. .

Изобретение относится к ветроэнергетике. .

Изобретение относится к энергетике, к автономным ветроэлектрическим станциям как экологически чистым и наиболее дешевым источникам энергии. .

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в ветроэнергетических или в гидроэнергетических установках, которые превращают энергию атмосферных и водных течений в электрическую.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для преобразования энергии ветра в другие виды энергии, например в электрическую. .

Изобретение относится к энергетике и может использоваться для преобразования энергии океанических, морских и речных течений в электроэнергию. .

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.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэнергетическим установкам автономного электроснабжения с диффузорным ускорителем воздушного потока, повышающим эффективность и безопасность установки.

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).

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.

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

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

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

Изобретение относится к ветроэнергетике. .

Изобретение относится к машиностроению. .

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.
Наверх