Ветродвигатель



Ветродвигатель
Ветродвигатель
Ветродвигатель
Ветродвигатель

 


Владельцы патента RU 2551444:

Петров Василий Силантьевич (RU)

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.

 

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветродвигателям, и может быть использовано для строительства ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения ветроколеса и набегающим воздушным потоком, в основном для выработки электрической энергии.

Известен ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное колесо (Ветроэнергетика. М. Энергоиздат, 1982, с. 26, рис. 1, 3, a-4). Недостатком данного ветроколеса является то, что в нем практически не используется сила ветра центральной, средней и периферийной зоны.

Технической сущностью настоящего изобретения является значительное уменьшение диаметров ветродвигателей и повышение эффективности работы многолопастных ветроколес за счет лучшего использования силы ветра в центральной, средней и периферийной зонах.

Настоящая техническая сущность достигается тем, что в ветродвигателе, содержащем горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное ветроколесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены основные лопасти первого уровня, диаметр наружной обечайки в метрах равен количеству основных лопастей, а на внутренней поверхности наружной обечайки между основными лопастями дополнительно закреплены лопасти промежуточного уровня, связанные блокирующим кольцом. На наружной обечайке равномерно расположены лопасти второго уровня в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах.

Приведенные конструктивные изменения многолопастного ветродвигателя с набегающим воздушным потоком 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 части блокирующего кольца с лопастями первого и промежуточного энергетических уровней.

Ветродвигатель состоит из многолопастного ветроколеса 1, насаженного на горизонтальный вал 2. На внутренней обечайке 4 ступицы 3 многолопастного колеса 1 с помощью конусного направителя (отбойника) 5 закреплены лопасти 6 первого уровня. При этом диаметр наружной обечайки 7 в метрах равен количеству основных лопастей 6, а ее длина составит π D н . Это условие обеспечивает расстояние между концами смежных лопастей 6 по наружной обечайки 7, равное числу π, т.е. 3,14 м, что позволяет равномерно закрепить между лопастями 6 на внутренней стороне обечайки 7 через каждый метр две лопасти 8 промежуточного уровня (фиг. 4). На наружной стороне обечайки 7 равномерно расположены лопасти 9 второго уровня с помощью ребер жесткости 10 в количестве, равном π D н в метрах (фиг. 3).

В центральной зоне спереди многолопастного ветроколеса 1 закреплен тороидальный направитель 11 ветрового потока. В средней зоне многолопастного ветроколеса 1 расположено блокирующее кольцо 12, связывающее лопасти 6 и концы лопастей 8 специальными пазами 13 (фиг. 4) для повышения прочности конструкции.

Устройство работает следующим образом. Набегающий воздушный поток к ветродвигателю условно разделяется на три зоны воздействия: центральную, среднюю и периферийную. Воздушный поток центральной зоны с помощью тороидального направителя 11 с увеличенной скоростью отбрасывается на основные лопасти 6 средней зоны. Воздушный поток

средней зоны одновременно воздействует на лопасти 6 первого энергетического уровня и лопасти 8 промежуточного уровня. Наиболее эффективен воздушный поток периферийной зоны для создания крутящего момента на валу ветродвигателя, поэтому там сосредоточено большое количество лопастей 9 второго уровня с целью значительного повышения коэффициента использования энергии ветра и мощности ветроэнергетической установки.

1. Ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное ветроколесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены основные лопасти первого уровня, отличающийся тем, что диаметр наружной обечайки в метрах равен количеству основных лопастей, а на внутренней поверхности наружной обечайки между основными лопастями дополнительно закреплены лопасти промежуточного уровня, связанные блокирующим кольцом.

2. Ветродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что на наружной обечайке равномерно расположены лопасти второго уровня в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для получения механической и электрической энергии. Ветродвигатель с вертикальной осью вращения содержит ветровую турбину.

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.

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.

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.

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.

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

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

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.

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.

(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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение может быть использовано в ветродвигателях с горизонтальным расположением ветроколеса. Ветродвигатель с вертикальной осью вращения содержит лопасти (2), опорный вертикальный ограничитель (3), закрепленный на шарнире (7), пластинчатую пружину (4), тарируемую на умеренный ветер. При этом вертикальный ограничитель обеспечивает отклонение лопасти от вертикального положения, удерживаемого пластинчатой пружиной, под давлением ветра. Технический результат заключатся в повышении надежности ветродвигателя. 2 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к статорам электрогенератора, входящего в состав ветроагрегата. Cтатор электрогенератора содержит магнитопроводы, перемычки, установленные между ними, рабочие и возбуждающие катушки и крепежные элементы. Магнитопроводы выполнены в виде треугольных пластин, одна из коротких сторон которых выполнена вертикально, а другая - горизонтально. Перемычки выполнены в виде призм с непараллельными плоскими гранями. Вертикальные стороны магнитопровода установлены в зоне осевых роторных элементов, а горизонтальные стороны - в зоне торцевых роторных элементов. Изобретение направлено на повышение производительности. 7 ил.
Наверх