Ротор с вертикальным валом



Ротор с вертикальным валом
Ротор с вертикальным валом
Ротор с вертикальным валом

 


Владельцы патента RU 2517007:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ротор с вертикальным валом содержит лопасти, перекладины и вертикальный подшипниковый узел со ступицей, установленный на рабочем механизме. Лопасти выполнены в виде последовательно установленных шторок, горизонтальных каналов и обтекаемых элементов, причем последние установлены симметрично относительно внешних кромок каналов. Изобретение позволяет повысить эффективность работы ветроэлектрогенераторов. 3 ил.

 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в ветроэлектрогенераторах с вертикальной осью вращения.

Известны ветродвигатель [Патент РФ №2351796/А.М.Литвиненко. - Ветродвигатель./ Опубл. Бюл. №10, 2009, заявка 2007124236/06 от 27.06.2007, МПК F03D 7/06], содержащий вертикальный вал, башню и лопасти, выполненные вогнутой формы, и ветродвигатель [Патент РФ №2358147/А.М.Литвиненко. - Ветродвигатель./ Опубл. Бюл. №16, 2009, заявка 2007135964/06 от 27.09.2007, МПК F03D 3/04], содержащий башню, поворотное устройство, несущую конструкцию, вертикальные валы и вращающиеся в разные стороны ветроколеса с лопастями с вертикальной осью вращения. Их недостатком является сложность и громоздкость конструкции.

Из всех известных аналогов наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ротор с вертикальным валом [Патент РФ №2384733/А.М.Литвиненко. - Ротор с вертикальным валом./ Опубл. Бюл. №8, 20.03.2010, заявка 2008143391/06 от 31.10.2008, МПК F03D 3/06], который содержит вертикальный вал, ступицу и лопасти, каждая из которых выполнена в виде 2 горизонтальных планок, между которыми установлены вращающиеся стержни. Вращающиеся стержни снабжены шторками, а сами шторки соединены между собой гибкой связью. Таким образом, ротор с вертикальным валом содержит лопасти, перекладины и вертикальный подшипниковый узел, установленный на рабочем механизме.

Недостатком данной конструкции является сложность и низкая эффективность.

Изобретение направлено на повышение эффективности за счет уменьшения противодействующего момента лопастей, располагающихся против потока.

Это достигается за счет того, что у ротора с вертикальным валом, содержащего лопасти, перекладины и вертикальный подшипниковый узел со ступицей, установленный на рабочем механизме, согласно изобретению лопасти выполнены в виде последовательно установленных шторок, горизонтальных каналов и обтекаемых элементов, причем последние установлены симметрично относительно внешних кромок каналов.

Достижение технического результата обусловлено более рациональным направлением ветрового потока.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан ротор с вертикальным валом - вид сверху; на фиг.2 - исполнение с прямоугольными каналами (вид спереди); на фиг.3 - исполнение с цилиндрическими каналами (вид спереди).

Ротор с вертикальным валом содержит перекладины 1, лопасти, составленные из шторок 2, горизонтальных каналов, образованных внешними 3 и внутренними 4 кромками, обтекаемых элементов 5. Перекладины установлены на валу 6, который в свою очередь установлен в вертикальном подшипниковом узле 7, являющемся одновременно подшипниковым узлом ротора рабочей машины 8. Одним из конструкторских вариантов является исполнение горизонтальных каналов в виде цилиндров - показано на фиг.3.

Ротор с вертикальным валом работает следующим образом. Набегающий ветровой поток разделяется на три части (см. на фиг.1), соответствующие положения обозначены римскими цифрами. Во всех трех положениях направление потока сверху вниз. Рассмотрим эти положения более подробно. Положение I: обтекаемый элемент, канал и шторки идут против потока с минимальным аэродинамическим сопротивлением. Положение II: в середине поток тормозится кромками канала, в частности кромкой 3, и разделяется на два потока (показано пунктиром на фиг.1): поток по левой пунктирной стрелке обтекает шторку и создает момент, направляющий вправо; поток по правой пунктирной стрелке обтекает кромку 3 по внутренней части обтекаемого элемента, затем обтекает кромку 4 сверху и уходит в основной поток. Положение III: поток направлен по движению лопастей, движущий момент создается обтекающим элементом, кромки 3 и 4 формируют этот поток, а момент от шторок 2 незначителен.

Технико-экономическим преимуществом данного ротора является его простота, надежность и технологичность, которые обусловлены доступностью основных компонентов.

Ротор с вертикальным валом, содержащий лопасти, перекладины и вертикальный подшипниковый узел со ступицей, установленный на рабочем механизме, отличающийся тем, что лопасти выполнены в виде последовательно установленных шторок, горизонтальных каналов и обтекаемых элементов, причем последние установлены симметрично относительно внешних кромок каналов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для создания новых преобразователей энергии ветра в электрическую. Сущность изобретения заключается в том, что для уменьшения поперечного сечения ветроприемника, движущегося навстречу потоку, роторный вертикальный ветродвигатель, содержащий вращающиеся траверсы с ветроприемниками, выполненными в виде полуцилиндров, снабжен пружинным элементом и расположенными параллельно основным ветроприемникам дополнительными ветроприемниками, также выполненными в виде полуцилиндров и соединенными с основными ветроприемниками с помощью шарниров.

Ротор // 2515302
Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ротор содержит вертикальный вал, башню, основные и дополнительные лопасти.

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.

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.

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.

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 относится к ветроэнергетике. Башня ветроэнергетическая выполнена с опорной конструкцией из нескольких отдельных башен.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и, в частности, может быть использовано, как ветроэлектроэнергетическая установка. Ветродвигатель содержит лопасти, выполненные вогнутой формы, аэродинамические поверхности, вертикальный вал.

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.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Карусельное ветроколесо содержит установленные на вертикальной оси Г-образные махи, лопасти, упорные рамки и демпферы.

Изобретение относится к технологиям и средствам преобразования и образования кинетической энергии газовых и жидкостных потоков в механическую и образования потоков от привода энергомеханизмов. Роторное устройство содержит барабан 4, жестко скрепленный с валом отбора мощности, лопасти 8-11, попарно закрепленные на валах 5, 6. Валы 5, 6 выполнены с возможностью независимого друг от друга поворота вокруг своих продольных осей. Барабан 4 размещен в корпусе 1, содержащем сферическую кольцевую часть и торцевые поверхности, содержащие участок, выполненный в виде усеченного конуса, скрепленного широким основанием с кромками сферических частей корпуса 1. Узкое основание размещено в полости сферической части корпуса 1 и снабжено круглой пластиной, размещенной параллельно торцам барабана 4, снабженной отверстием, через которое с возможностью вращения пропущен вал отбора мощности. Лопасти 8-11 придана осесимметричная форма. Сечение полости корпуса 1 перекрыто перегородкой, скрепленной с внутренней сферической поверхностью корпуса 1 и боковыми конусными поверхностями его торцевых частей. Перегородка с поперечной щелью выполнена с возможностью прохода через нее лопасти 8-11, развернутой в диаметральной плоскости сферической части корпуса 1. Изобретение направлено на повышение полноты преобразования потока в механическую энергию. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к энергетике. Ветроэнергетический комплекс включает, по крайней мере, два ветросиловых модуля, расположенных один над другим. Каждый ветросиловой модуль содержит закрепленные в силовом каркасе внутренний и внешний ветросиловые блоки, размещенные на одной оси и выполненные с возможностью вращения. Внутренний ветросиловой блок представляет собой корпус, боковые стенки которого образованы лопатками. Внешний ветросиловой блок включает, по крайней мере, две лопасти Дарье, закрепленные на элементах внутреннего ветросилового блока. Два ветросиловых модуля выполнены с возможностью размещения генераторного узла между ними. Внутренний и внешний ветросиловые блоки одного модуля подключены к ротору генератора. Внутренний и внешний ветросиловые блоки второго модуля подключены к статору генератора. Силовой каркас представляет собой, по крайней мере, три стойки, соединенные поперечными элементами со стороны верхней и нижней стенок корпуса внутреннего ветросилового блока. Стойки силового каркаса одного модуля выполнены с возможностью соединения со стойками силового каркаса соседнего модуля. Изобретение направлено на повышение коэффициента использования энергии ветра, надежности, а также упрощение конструкции и транспортировки комплекса. 26 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к ветросиловой турбине. Горизонтальная ветросиловая турбина содержит раму и средство направления потока воздуха. На раме горизонтально установлен ротор с возможностью вращения на валу ротора. Ротор имеет три или более элементов радиальных лопаток, закрепленных на валу ротора при помощи средства крепления. Элементы радиальных лопаток расположены на равных расстояниях друг от друга. Каждый элемент радиальных лопаток содержит опорные кронштейны и ветровую лопасть, закрепленную на внешнем концевом участке опорных кронштейнов. Ветровая лопасть имеет такую форму, чтобы захватывать поток воздуха, направленный на нее, что вызывает перемещение лопасти и возникновение вращающей силы на валу ротора. В результате чего ротор вращается относительно своей продольной оси. Элементы радиальных лопаток жестко соединены между собой на своих внешних концевых участках при помощи растяжек с регулировкой натяжения. Средство направления потока воздуха предназначено для ускорения и направления потока воздуха в рабочий воздушный канал, чтобы воздействовать на ветровые лопасти, расположенные в рабочем воздушном канале. В результате чего ветровые лопасти смещаются под действием аэродинамического сопротивления. Изобретение направлено на уменьшение веса ветросиловой турбины и обеспечение способности работать при низких скоростях ветра. 14 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветродвигателям, и может быть использовано для строительства ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения ветроколеса, расположенного по потоку ветра. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал с установленным на нем колесом с лопастями, конусный направитель и наружную обечайку, на которой равномерно по периметру размещены лопасти второго уровня, в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах. Такое расположение лопастей обеспечивает значительное повышение суммарной площади лопастей и крутящего момента. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетическим установкам для небольших ферм, поселков, дачных участков в отдаленных районах, а также центров зимнего спорта, например, в горах и призвано повысить теплоэнергетический суверенитет пользователей. Сущность изобретения состоит в том, что в ветроэнергетической установке роторного типа, содержащей ротор в виде по меньшей мере двух противоположно ориентированных криволинейных лопастей-полуцилиндров, смонтированных на торцевом диске, криволинейной лопастью является ½ часть цилиндрической трубы или бочки, изготавливаемая путем сечения торцованной цилиндрической трубы или бочки под углом, отличным от прямого, делящего сечением исходную заготовку на две равновеликие части. При этом внутренняя поверхность цилиндрических труб или бочек в сборке может быть гуммированной, а внешняя поверхность цилиндрических труб или бочек в сборке может быть полированной. Использование изобретения с предлагаемым техническим решением позволяет снизить металлоемкость ветроэнергетической установки роторного типа, сохранив конструкторско-технологическую простоту и аэродинамические характеристики (коэффициент использования энергии ветра и относительный момент) установки. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в электромашиностроении. Вертикально-осевая ветроустановка содержит ступицу, жестко зафиксированную в пространстве, располагаемую в центре вращения, в которой скомпонованы электрогенератор и ротор. Ротор содержит цилиндрический вал, от которого радиально в горизонтальной плоскости отходят закрытые в аэродинамические обтекатели силовые траверсы, на концах которых закреплены вертикальные лопасти. Цилиндрический вал с возможностью вращения пропущен через направляющую втулку, жестко закрепленную на торце вертикальной мачты. Электрогенератор содержит корпус, в полости которого размещен шихтованный сердечник статора, скрепленный со ступицей, снабженный пазами, в которых размещены катушки обмотки. В цилиндрической полости статора с возможностью вращения размещен ротор электрогенератора. Ротор включает в себя индуктор, выполненный с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха или с радиальным или тангенциальным намагничиванием. Корпус электрогенератора, снабжен первым и вторым щитами, выполненными с возможностью жесткого скрепления с соответствующими торцевыми кромками корпуса электрогенератора. Использование данного изобретения приводит к повышению ресурса и надежности работы ветроустановки и ее электрогенератора за счет существенного уменьшения трения в подшипниках, повышения КПД генератора, уменьшения массы вращающихся деталей, увеличения окружной скорости индуктора электрогенератора. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для получения механической и электрической энергии. Ветродвигатель с вертикальной осью вращения содержит ветровую турбину. Ветровая турбина состоит, по меньшей мере, из одной секции. В секции установлены лопасти S-образной формы. Секция снабжена каркасом в виде многоугольной призмы с поворотными ветронаправляющими экранами. Ветронаправляющие экраны установлены на каждой стороне многоугольной призмы с возможностью обеспечения плавного перетекания воздуха с них на лопасти S-образной формы ветровой турбины. Ветродвигатель выполнен в виде башни. Ветронаправляющие экраны выполнены поворотными с углом поворота от 0 до 90° с возможностью выполнения функции жалюзи и прикрытия каждой стороны каркаса. По углам ветронаправляющие экраны снабжены замками. В нижней части башни установлены машинный зал и операторское помещение. Технический результат заключается в повышении прочности конструкции, увеличении мощности ветродвигателя и снижении шума. 3 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к ветряным электростанциям и ветряным турбинам. Турбина для ветродвигателя содержит верхние и нижние лопатки. Между лопатками на разных расстояниях закреплены крылья с образованием воздуховодов между верхними и нижними лопатками. Передняя часть крыла, расположенная ближе к центру, является направляющей, а задняя более высокая часть крыла, расположенная дальше от центра, является воздухозаборником. Каждое крыло включает верхнее и нижнее крылья. Верхнее крыло выполнено с возможностью изменения расстояния и угла по отношению к нижнему крылу. Технический результат заключается в увеличении рабочей площади турбины с одновременным упрощением конструкции. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в ветроэлектрогенераторах с вертикальной осью вращения. Изобретение направлено на повышение эффективности за счет упрощения конструкции. Сущность изобретения достигается тем, что у ротора вертикального, который содержит вертикальный вал с активными лопастями, согласно изобретению лопасти выполнены в виде верхней и нижней групп пассивных элементов, причем нижняя группа пассивных элементов установлена на концах угловой рамы, обращенной углом вниз и шарнирно установленной в нижней части вертикального вала, а верхняя группа установлена на концах угловой рамы, обращенной углом вверх и шарнирно расположенной на вертикальном валу, при этом пассивные элементы снабжены крыльями, а угловые рамы связаны с вертикальным валом упругими элементами. Технико-экономическим преимуществом данного ротора являются его высокие эксплуатационные показатели, а именно увеличенный рабочий момент и уменьшенный противодействующий момент, который уменьшается и вследствие уменьшения плеча, и вследствие эффекта затенения. 3 ил.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения и может быть использовано при сооружении ветровых электростанций. Ветровой энергетический агрегат содержит ортогональную турбину с полыми лопастями гидродинамического профиля и электрогенератор. Лопасти установлены посредством полых траверс обтекаемого профиля на полом валу ортогональной турбины. Вал выполнен с возможностью вращения. Вал ортогональной турбины и лопасти ориентированы поперек потока воздуха, набегающего на ортогональную турбину. Полости лопастей, траверс и вала сообщены между собой. Лопасти выполнены с сообщенными со стороны входа с полостью каждой лопасти выходными сопловыми отверстиями для выпуска струй газообразной среды по касательной вдоль поверхности лопасти в направлении ее выходной кромки. Выходные сопловые отверстия выведены в зону за точкой максимальной толщины профиля лопасти. Внутри полого вала коаксиально ему с образованием кольцевого зазора установлен неподвижный полый газораспределительный трубопровод. В стенке трубопровода выполнены отверстия, посредством которых полость трубопровода сообщена с полостями траверс. Газораспределительный трубопровод подключен к источнику непрерывной или импульсной подачи газообразной среды под давлением. В результате достигается повышение надежности работы ветрового энергетического агрегата. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх