Ветродвигатель

Авторы патента:

Петров Василий Силантьевич (RU)

F03D3/06 - роторы

Владельцы патента RU 2544902:

Петров Василий Силантьевич (RU)

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.

Известен ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем ветроколесо (Ветроэнергетика. М., Энергоиздат, 1982, с.26, рис.1.3, А-8). Недостатком данного колеса является то, что в нем практически не используется сила ветра центральной его зоной и недостаточная площадь лопастей.

Наиболее близким по своей технической сущности является ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал с неподвижно закрепленными на нем рабочими лопастями и расположенными в плане между рабочими лопастями дополнительными лопастями, вращающимися в другой плоскости, установленными под большим углом к плоскости вращения, чем рабочие лопасти (заявка RU 2009111088, 10.10.2010).

Недостатком данного технического решения является то, что не используется сила ветра центральной его зоной.

Технической сущностью настоящего изобретения является значительное повышение суммарной площади лопастей c целью уменьшения диаметра ветрового колеса, увеличения крутящего момента на валу ветродвигателя и более эффективного использования силы ветра центральной, средней и периферийной зон.

Настоящая техническая сущность достигается тем, что в ветродвигателе, содержащем горизонтальный вал с установленным на нем в направлении ветрового потока колесом с лопастями, конусный направитель и наружную обечайку, на наружной обечайке равномерно по периметру размещены лопасти второго уровня в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах, обеспечивая значительное повышение суммарной площади лопастей и крутящего момента. Наличие ребер жесткости и растяжек для крепления лопастей второго уровня на наружной обечайке повышает прочность конструкции ветроколеса в периферийной зоне.

Приведенные конструктивные изменения ветродвигателя, расположенного по потоку ветра, по сравнению с существующими позволяют при прочих равных условиях значительно уменьшить диаметр ветроколеса в расчете на установленную мощность ветроэнергетической установки.

На фиг.1 дан вид ветродвигателя спереди.

На фиг.2 показан разрез по А-А.

На фиг.3 дана развертка части наружной обечайки с лопастями второго уровня.

На фиг.4 дана развертка лопасти первого уровня.

На фиг.5 дан вид сверху на лопасть первого уровня.

Ветродвигатель состоит из восьмилопастного колеса 1, насаженного на горизонтальный вал 2. На внутренней обечайке 4 ступицы 3 восьмилопастного колеса 1 закреплен конусный направитель 6 воздушного потока. Лопасти 5 восьмилопастного колеса 1 крепятся к обечайке 4, конусному направителю 6 и наружной обечайке 7, обеспечивая достаточную жесткость конструкции ветрового колеса.

На наружной обечайке 7 равномерно через каждый метр закреплены лопасти 8 меньшего размера второго уровня. Крепление лопастей 8 к обечайке 7 обеспечивается дополнительно ребрами жесткости 10, а также ребрами 12 с растяжками 9 круглого сечения. Образующие лопастей 8, также как и образующие лопастей 5 первого энергетического уровня, выполнены криволинейными с возрастающим углом атаки воздушному потоку.

Устройство работает следующим образом. Набегающий воздушный поток, огибая ветроэнергетическую установку, направляется к ветродвигателю. Известно, что энергетическая мощность ветроустановок, в первую очередь, зависит от скорости ветра в кубической зависимости, а в прямой зависимости от диаметра ветроколеса и площади рабочей поверхности лопастей. В центральной зоне конусный направитель 6 смещает воздушный поток на первый энергетический уровень непосредственно на лопасти 5 восьмилопастного колеса 1, обеспечивая повышенный крутящий момент на валу 2 ветродвигателя. Наличие лопастей 8 второго энергетического уровня с большой суммарной рабочей поверхностью значительно повышает мощность ветроэнергетической установки за счет эффективного использования энергии ветра периферийной зоны. Такое количество лопастей 8, определяемое по длине обечайки 7 в метрах, обеспечивает равномерность распределения ветровой нагрузки на обечайку 7 и плавную работу ветроколеса в целом.

1. Ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал с установленным на нем в направлении ветрового потока колесом с лопастями, конусный направитель и наружную обечайку, отличающийся тем, что на наружной обечайке равномерно по периметру размещены лопасти второго уровня в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах, обеспечивая значительное повышение суммарной площади лопастей и крутящего момента.

2. Ветродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что для крепления лопастей второго уровня дополнительно содержит ребра жесткости и растяжки.

Изобретение относится к ветросиловой турбине. Горизонтальная ветросиловая турбина содержит раму и средство направления потока воздуха.

Ветроэнергетический комплекс // 2539604

Изобретение относится к энергетике. Ветроэнергетический комплекс включает, по крайней мере, два ветросиловых модуля, расположенных один над другим.

Роторное устройство // 2531159

Изобретение относится к технологиям и средствам преобразования и образования кинетической энергии газовых и жидкостных потоков в механическую и образования потоков от привода энергомеханизмов.

Ротор с вертикальным валом // 2517007

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ротор с вертикальным валом содержит лопасти, перекладины и вертикальный подшипниковый узел со ступицей, установленный на рабочем механизме.

Роторный вертикальный ветродвигатель // 2516085

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 // 2511985

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.

Способ размещения роторной ветроэнергетической установки на дымовой трубе // 2510611

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.

Ветродвигатель // 2508471

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.

Ветроэнергетическая установка роторного типа // 2545106

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.

Вертикально-осевая ветроустановка // 2546892

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.

Ветродвигатель // 2550993

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.

Турбина для ветродвигателей // 2555921

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.

Ротор вертикальный // 2557147

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.

Ветровой энергетический агрегат // 2558491

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.

Ветровой генератор, имеющий вертикальную ось и содержащий лопасти для ограничения скорости // 2559681

Изобретение относится к ветровому генератору электрического тока. Ветровой генератор электрического тока содержит неподвижную вертикальную ось, внутренние лопасти и внешние лопасти. Внешние лопасти закреплены на внутренних лопастях. Внешние лопасти имеют изменяемый угол атаки. Внутренние лопасти удерживаются винтами и прикреплены своими кромками к дискам. Диски установлены выше и ниже неподвижной вертикальной оси. Внутренние лопасти имеют постоянный угол атаки. Изобретение обеспечивает постоянную скорость вращения генератора и защиту генератора от повреждений при больших скоростях ветра. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Роторный вертикальный ветродвигатель // 2561226

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции ветродвигателя и повышение его надежности. Роторный вертикальный ветродвигатель содержит вращающиеся основания, траверсы, приемники энергии, центральную стойку с поворотным основанием. Каждая пара приемников энергии выполнена в виде перекрещивающихся Λ-образных стоек, установленных на вращающихся основаниях нижних траверс. К вершинам стоек прикреплена верхняя траверса. Между торцами траверс установлены вертикальные стойки. К вертикальным стойкам прикреплены ветроприемные поверхности, между которыми размещены стягивающие пружины с поводками. 2 ил.

Приливный и ветроэлектрический генератор с регулируемыми лопастями и повышенным кпд // 2562337

Заявленное изобретение относится к области ветро- и гидроэнергетики и может быть использовано для генерирования электроэнергии. Приливный и ветроэлектрический генератор содержит установочную раму (10), вертикальный вращающийся вал (20), установочные планки лопастей (30) и (30′), опорные кольца (40) и (40′), вертикальные опорные стержни (50); лопасти (60) и (60′), вертикальные опорные рамы (70), горизонтальные рамы (80), установочный элемент (20′), тросовую опору (50′), средство (90) регулирования степени развертывания лопастей, средство (100) повышения кпд генератора и генераторное средство (200), которое связано с нижним концом вертикального вращающегося вала. Приливный и ветроэлектрический генератор может использоваться даже в условиях слабого ветра или отлива независимо от направления ветра или приливного течения. 9 з.п. ф-лы, 16 ил., 1 табл.

Карусельный ветродвигатель // 2563047

Изобретение относится к ветроэнергетике повышенной мощности. Устройство содержит лопасти на махах, установленных в головках, закрепленных на вертикальных валах. Махи выполнены каркасными, а лопасти - рамными. Установка содержит также два конических и двухрядный планетарный ускорители, муфты (обгона, сцепления, предохранительные и эластичная), электрогенератор и насос. Использование изобретения приводит к повышению энерговозможности автономных хозяйств и снижению шума. 6 з.п. ф-лы, 4 ил.