Вертикальный ротор

Авторы патента:

Литвиненко Александр Михайлович (RU)

F03D3/00 - Ветряные двигатели с осью вращения ротора, перпендикулярной направлению ветра (регулирование F03D 7/00)

Владельцы патента RU 2548699:

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

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в ветроэлектрогенераторах с вертикальной осью вращения. Вертикальный ротор содержит вертикальный вал, активные лопасти, соединенные гибкими связями с валом. Места крепления лопастей соединяются между собой дополнительными гибкими связями. Преимуществом данного ротора является его простота, надежность и технологичность, которые обусловлены доступностью основных компонентов. 2 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.

Недостатком данных ветродвигателей 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 двух 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 упрощения конструкции.

Это достигается тем, что у вертикального ротора, содержащего вертикальный вал с активными лопастями, с гибкими связями между лопастями и валом, согласно изобретению места крепления лопастей соединяются между собой дополнительными гибкими связями.

Достижение технического результата обусловлено устранением сложных и ненадежных элементов, какими являются подшипники качения.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан вертикальный ротор, вид сбоку, на фиг.2 - вид сверху.

Вертикальный ротор содержит рабочую машину 1, вертикальный вал 2, лопасти 3 С-образного сечения, выполненные в виде трубы, разрезанной по двум параллельным образующим, крылья 4, гибкие связи 5, выполненные в виде канатов, стойки 6, в которых закреплены торцы лопастей. Для закрепления гибких связей вал содержит отверстия, в которые вставляются канаты, которые затем прижимаются болтами 7. Места крепления лопастей соединяются между собой дополнительными гибкими связями 8. Крылья 4 представляют собой пластины, наклоненные примерно на 45° к линиям потока (см. фиг.4), они крепятся к торцам лопастей, выполненных в виде труб, разрезанных по параллельным образующим. Дополнительные гибкие связи 8 представляют собой канаты только меньшего сечения, соединяющие места крепления лопастей. Они производят смещение вниз одной группы активных лопастей. Таким образом, приближение соответствующей стойки 6 к оси вала 2 одновременно способствует удалению противоположной стойки 6 от оси вала 2. При этом достигается полезный эффект уменьшения противодействующего момента.

На фиг.1 группа лопастей, движущихся по потоку, находится слева от оси вала 2, группа лопастей, движущихся против потока, с уменьшенным противодействующим моментом, находится справа от оси вала 2, а средняя группа лопастей 9 - посередине. При направлении ветрового потока на чертеж происходит следующее: левая группа лопастей испытывает торможение и помогает развитию момента. При этом момент увеличивается относительно нейтрального положения за счет действия крыльев 4, которые приподнимают группу лопастей, увеличивая тем самым вращающий момент. Крылья, расположенные справа, наоборот опускают правую группу лопастей, приближая их к оси вала, и уменьшают тем самым противодействующий момент. Средние группы лопастей 9 - верхние и нижние, показанные на фиг.2, находятся в некотором промежуточном состоянии.

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

Вертикальный ротор, содержащий вертикальный вал с активными лопастями, с гибкими связями между лопастями и валом, отличающийся тем, что места крепления лопастей соединяются между собой дополнительными гибкими связями.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и электротехники и, в частности, к электромашиностроению. Вертикально-осевая ветроустановка содержит ступицу, в которой скомпонован электрогенератор и ротор, включающий ряд вращающихся вокруг вертикальной оси вертикальных лопастей.

Ветроэнергетическая установка и способ производства электроэнергии // 2546897

Изобретение относится к ветроэнергетическим установкам и способам производства электроэнергии. Основным элементом ветроэнергетической установки является аэродинамическая поверхность в форме крыла, в теле которого выполнен канал, соединяющий противоположные поверхности крыла.

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.

Ветровая электростанция // 2546366

Изобретение относится к области возобновляемой энергетики и может быть использовано для преобразования кинетической энергии воздушного потока в механическую и электрическую энергию.

Вихревая энергетическая установка газоперекачивающего агрегата компрессорной станции // 2544895

Изобретение относится к энергетическим установкам, а более конкретно к вихревым энергетическим установкам газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов.

Ветроэнергетическая установка // 2543905

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к конструкциям ветроприемных устройств с осью вращения ротора, перпендикулярной к направлению ветра. Установка содержит ветроприемное устройство, выполненное в виде ветроколеса, установленного с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, и имеет лопасти, расположенные на ободе ветроколеса и установленные на валах, находящихся на оси симметрии лопастей.

Ветроэнергетический комплекс // 2543370

Изобретение относится к ветроэнергетическим комплексам и может быть использовано в народном хозяйстве. Ветроэнергетический комплекс содержит электрогенераторы, вращаемые одной или несколькими аэротурбинами с вертикальной осью вращения.

Устройство для генерации электроэнергии из энергии ветра // 2539250

(57) Изобретение относится к устройству для генерации электроэнергии из энергии ветра, содержащему лопаточный блок (5), блок (6) сбора ветра и блок (8) управления. Лопаточный блок (5) содержит вертикальный вал (51), установленный с возможностью вращения на основании (4), и множество лопаток (521), неподвижно прикрепленных вокруг вала (51) и приводимых во вращение ветром.

Вертикально-осевой ветродвигатель с экраном // 2537666

Изобретение относится к ветроэнергетике и позволяет регулировать скорость вращения ротора ветродвигателя, а также защитить его от наледи и налипания снега. Конструкция ветродвигателя отличается тем, что снабжена механизмом поворота экрана, позволяющим принудительно повернуть его вокруг своей оси и полностью или частично перекрыть ротор ветродвигателя от потока ветра и других атмосферных воздействий.

Аэростатный ветрогенератор // 2537664

Изобретение направлено на улучшение пространственной устойчивости конструкции для получения электроэнергии больших и крупных мощностей от ветра в высотных скоростных слоях атмосферы над внутриконтинентальными регионами.

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.

Ветродвигатель // 2551444

Изобретение может быть использовано для строительства ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения и набегающим воздушным потоком. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное колесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены основные лопасти первого энергетического уровня. Количество основных лопастей первого энергетического уровня равно диаметру наружной обечайки в метрах, а на внутренней поверхности наружной обечайки между основными лопастями дополнительно закреплены лопасти промежуточного энергетического уровня, связанные блокирующим кольцом. Использование изобретения позволяет значительно уменьшить диаметр ветроколеса в расчете на установленную мощность ветроэнергетической установки. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Энергетическая установка // 2555090

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано как ветро(гидро)генератор, не имеющий лопастей. Изобретение основано на новом принципе построения энергетической установки на базе аэродинамического элемента (1) в виде крыла. Аэродинамический элемент (1) имеет симметричный профиль с эжекционными щелями (2) на его выпуклых поверхностях. Внутри аэродинамического элемента (1) сформирован канал с входом (3) на его торцевой поверхности, соединенный с эжекционными щелями (2). Канал выполнен с возможностью подачи проходящего по нему потока воздуха на турбину, соединенную с одним или несколькими электрогенераторами. Техническим результатом изобретения является уменьшение отрицательного влияния на окружающую среду со стороны энергетической установки. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Ротор сегментного ветроэлектрогенератора // 2555425

Изобретение относится к ветроэлектрогенераторам. Ротор сегментного ветроэлектрогенератора содержит вал и полюсообразующие элементы. Полюсообразующие элементы выполнены в виде крестообразно расположенных параллелепипедов, в середине каждого из которых выполнено отверстие под вал. Нижний параллелепипед расположен в зоне нижнего статора, а верхний - в зоне верхнего статора. Технико-экономическим преимуществом ротора является технологичность, обусловленная тем, что полюсообразующие элементы - магнитопроводы - могут выполняться как из полос электротехнической стали, так и путем отсечения боковых поверхностей у роторов двигателей. 3 ил.

Ветровая электростанция // 2560238

Изобретение относится к области ветровых электростанций. Ветровая электростанция включает полимерную аэродинамическую трубу, армированную полимерными обручами и подвешенную на тросах к воздушному шару, систему подземных туннелей, соединенных с аэродинамической трубой через диафрагму. В туннелях находятся источники ветровой электрической энергии. В качестве источника электроэнергии используется ротор ветровой турбины, соединенный через редуктор с электрогенератором. Электрогенератор в свою очередь с другой стороны подключен через редуктор с ракетно-турбинным двигателем, реактивная газовая струя которого используется для продувки воздуха в аэродинамической трубе. Изобретение направлено на повышение производительности ветровых электростанций. 5 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.

Ветросиловая установка // 2562130

Изобретение относится к установкам для выработки электрической энергии от действия ветрового потока. Ветросиловая установка содержит беговую дорожку в виде кольцевого рельсового пути. На кольцевом рельсовом пути установлены тележки с устройствами приема кинетической энергии ветра, соединенные поводками с приводом вала генератора электрического тока. Каждое устройство приема кинетической энергии ветра выполнено в виде закрепленных на тележках двух стоек. Одна стойка соединена с вертикальными балками поперечными балками. Другая стойка соединена с вертикальными балками горизонтальными перемычками, расположенными под острым углом по направлению движения тележек. Вертикальные балки снабжены сверху коническими редукторами, шестерни которых соединены с крыльчатками и с намоточными барабанами. Намоточные барабаны установлены свободными концами в подшипниковом узле, закрепленном на другой стойке. На намоточных барабанах закреплены полотнища парусов. Полотнища парусов снабжены снизу противовесами в виде горизонтальных балок, входящих концами в направляющие, образованные на другой стойке и вертикальных балках. Изобретение направлено на защиту установки от порывов ветра и обеспечение равномерной частоты вращения вала генератора электрического тока при изменениях скорости ветра. 3 ил.

Вертикально-осевая ветроустановка // 2562344

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Вертикально-осевая ветроустановка состоит из опорных колец с приваренными к ним вертикальными лопастями, ступицы, жестко зафиксированной на мачте. Среднее опорное кольцо соединено радиальными стержнями с внешней поверхностью корпуса ротора электрогенератора. Сердечник статора электрогенератора жестко скреплен с внешней поверхностью ступицы. Статор размещен в цилиндрической полости ротора, установленного соосно со статором с возможностью вращения вокруг него. Пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, размещены с внешней стороны статора. На верхней и нижней кромках ступицы закреплены кольцеобразные торцевые щиты электрогенератора. Внутренняя поверхность корпуса ротора, обращенная к статору, снабжена кольцевым выступом с пазом. В полости паза смонтирована магнитная система в виде составного кольца. Первый радиальный магнитный подшипник ветроустановки размещен в электрогенераторе по меньшей мере в одном из зазоров между кромкой торцевых щитов и обращенной к ней поверхностью корпуса ротора. На уровне нижнего опорного кольца размещена подшипниковая обойма в виде цилиндрического стакана. Второй радиальный магнитный подшипник сформирован в зазоре между стенкой мачты и обращенной к ней поверхностью цилиндрического стакана. Упорный подшипник сформирован в зазоре между кольцевым выступом мачты и обращенной к нему поверхностью дна цилиндрического стакана. На названных поверхностях жестко закреплены составные постоянные магниты, намагниченные с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха. Изобретение направлено на уменьшение трения в подшипниках и повышение надежности ветроустановки. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

Карусельный ветродвигатель // 2563949

Изобретение относится к ветротехнике. Карусельный ветродвигатель содержит вертикальный вал, опорную плиту, верхние и нижние горизонтальные поворотные лопасти. Опорная плита закреплена на вертикальном валу. Верхние горизонтальные поворотные лопасти и нижние горизонтальные поворотные лопасти установлены на горизонтальных поворотных валах верхних и нижних подпружиненных поворотных рамок со смещением относительно центральной оси лопасти. Верхние и нижние подпружиненные поворотные рамки установлены на кронштейнах, которые закреплены на опорной плите. На опорной плите установлен полый вал, на кронштейнах которого закреплены вертикальные поворотные валы, на которых установлены вертикальные поворотные лопасти со смещением относительно центральной оси лопасти. Вертикальный вал сочленен с электрогенератором через редуктор и зафиксирован подшипниками качения на неподвижном основании, служащем опорой ветродвигателя. Изобретение направлено на увеличение скорости и стабильности вращения, надежности в работе, уменьшение металлоемкости, мощности ветродвигателя. 5 ил.

Вертикально-осевая ветроустановка // 2565935

Изобретение относится к области ветроэнергетики и электротехники. Вертикально-осевая ветроустановка содержит ротор, включающий ряд вращающихся вокруг вертикальной оси вертикальных лопастей и ступицу, располагаемую в центре вращения, в которой скомпонован электрогенератор. Статор охвачен цилиндрической полостью ротора электрогенератора, выполненного из немагнитного материала и установленного соосно с продольной осью статора с возможностью вращения вокруг него. Пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, зафиксированные клиньями, размещены с его внешней стороны и открыты к обращенной к ним поверхности цилиндрической полости ротора электрогенератора. Корпус статора выполнен с отверстием, соосным с его продольной осью, которым он надет на ступицу. На верхней и нижней кромках ступицы закреплены кольцеобразные торцевые щиты электрогенератора. Внутренняя поверхность полости ротора, обращенная к статору, снабжена кольцевым выступом с пазом. В пазу смонтирован индуктор, содержащий планки из постоянных магнитов с образованием составного магнитного кольца, ориентированные вдоль продольной оси ротора электрогенератора. Планки намагничены с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха. Внешняя поверхность составного магнитного кольца уперта в дно паза кольцевого выступа ротора электрогенератора. Подшипниковый узел электрогенератора содержит магнитные радиальные подшипники, размещенные в зазорах между кромками торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях ротора электрогенератора. Вертикальные лопасти жестко скреплены с ротором, содержащим цилиндрический вал, от которого радиально в горизонтальной плоскости отходят закрытые в аэродинамические обтекатели силовые траверсы. На концах траверс закреплены вертикальные лопасти. Точки контакта силовых траверс с вертикальными лопастями связаны с цилиндрическим валом растяжками, закрытыми в аэродинамические обтекатели. Цилиндрический вал с возможностью вращения пропущен через эластичную втулку, закрепленную в направляющей втулке, жестко закрепленной на торце вертикальной мачты. Ступица ориентирована горизонтально и жестко скреплена с мачтой ниже направляющей втулки. Эластичная втулка содержит цилиндрический первый полый вкладыш из немагнитного материала. Цилиндрический вал на участке прохода через направляющую втулку снабжен вторым полым немагнитным вкладышем, жестко скрепленным с ним. В зазоре между первым и вторым полыми немагнитными вкладышами размещен радиальный магнитный подшипник. Эластичная втулка содержит шайбу из эластичного материала, на которую оперты закраины немагнитной втулки. В зазоре между опорной пятой и закраинами немагнитной втулки размещен упорный магнитный подшипник. Изобретение направлено на повышение повышение надежности работы и существенное уменьшение трения в подшипниках. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.