Ротор вертикальный



Ротор вертикальный
Ротор вертикальный
Ротор вертикальный

 


Владельцы патента RU 2557147:

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. 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 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 2-х 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 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.

Достижение технического результата обусловлено значительным, более чем в 2 раза, уменьшением противодействующего момента и увеличением рабочего момента.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан ротор вертикальный - вид спереди, при отсутствии ветра, на фиг.2 - то же самое при наличии ветра, причем на фиг.1 и фиг.2 лопасти расположены параллельно ветровому потоку, направленному на плоскость фиг.2, условно показаны пунктиром, чтобы не загромождать чертеж, на фиг.3 показан ротор вертикальный - вид сверху.

Ротор вертикальный содержит рабочую машину 1, вертикальный вал 2, в нижней части которого, в выемке в шарнире 3, установлена нижняя угловая рама 4, на концах которой укреплены пассивные элементы 5 зонтичного типа и крылья 6, между вертикальным валом и угловой рамой установлены упругие элементы 7 (пружины). Конструкция верхней угловой рамы в принципе такая же, только она установлена углом вверх в шарнире 8. Лопасти, расположенные параллельно воздушному потоку, также установлены на аналогичных угловых рамах, лишь только смещенных вверх и вращающихся в шарнирах, осевые линии которых обозначены на фиг.1 и фиг.2 как DE и FG. Пружина в растянутом состоянии показана на фиг.2 позицией 9. Группы лопастей, показанных на фиг.1 и фиг.2, угловые рамы которых вращаются: нижние по осевой линии DE, а верхние по осевой линии FG, обозначены на фиг.3 соответственно позициями 10 и 11, а их крылья обозначены соответственно позициями 12 и 13.

Ротор вертикальный работает следующим образом. При отсутствии ветра все угловые рамы находятся в среднем положении, обеспечиваемом равновесием упругих сил пружин. При этом расстояния АВ и ВС от центральной осевой линии и до центров пассивных элементов 5 равны, что иллюстрируется на фиг.1. При наличии ветрового потока, направленного на плоскость чертежа фиг.2, происходит следующее: аэродинамическое усилие, направленное на лопасти правых элементов, приводит к опусканию нижних правых пассивных элементов и подниманию верхних правых пассивных элементов, что приводит к растяжению пружин 9, сжатию противоположно расположенных пружин, опусканию правой части нижней угловой рамы и поднятию правой части верхней угловой рамы, в конечном итоге это приводит к увеличению расстояния ВС на фиг.2 по сравнению с расстоянием ВС на фиг.1, т.е. к увеличению рабочего момента. Относительно левых пассивных элементов, показанных на фиг.2, ситуация противоположная: левый конец нижней рамы поднимается, а левый конец верхней рамы опускается под воздействием аэродинамических усилий, направленных на внешне расположенные крылья, но при этом расположение угловых рам, а точнее благодаря осевому сдвигу рам в шарнирах 3 и 8, особенно четко видно на фиг.3, где рама 10 сдвинута в осевом направлении относительно рамы 11. Пассивный элемент, установленный на левом конце нижней рамы (см. фиг.2) затеняет элемент, установленный на внешнем левом конце верхней рамы. В результате наблюдается двойной эффект: противодействующий момент уменьшается из-за воздействия двух факторов:

- эффекта затенения;

- уменьшения расстояния АВ по сравнению с фиг.1, что сводится к уменьшению плеча.

При повороте вала приблизительно на 90 в работу вступают группы лопастей 12 и 13, которые показаны на фиг.1 и фиг.2 пунктиром. Далее цикл работы повторяется.

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.

Ротор вертикальный, содержащий вертикальный вал с активными лопастями, отличающийся тем, что 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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к ветряным электростанциям и ветряным турбинам. Турбина для ветродвигателя содержит верхние и нижние лопатки.

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 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 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.

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.

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

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

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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 относится к области ветроэнергетики, в частности к ветродвигателям с вертикальной осью вращения. Вертикальный ветродвигатель содержит вертикальный вал с радиальными перекладинами и чашечными лопастями. Чашечные лопасти снабжены турбулизаторами. Турбулизаторы выполнены в виде дополнительных чашек, которые установлены внутри основных чашечных лопастей. Изобретение направлено на повышение надежности ветродвигателя. 2 ил.

Настоящее изобретение относится к ветросиловому ротору, ветросиловой установке, применению ветросилового ротора в ветросиловой установке, а также к способу преобразования энергии ветра в приводную энергию для выработки электрического тока. Ветросиловой ротор (10) содержит первое роторное устройство (12) и второе роторное устройство (14). Первое роторное устройство вращается вокруг первой оси (16) вращения и имеет по меньшей мере две лопасти (18) ротора. Лопасти (18) движутся по круговой траектории (20) вокруг первой оси вращения. Лопасти ротора расположены так, что они при вращении вокруг первой оси вращения описывают виртуальную первую боковую поверхность (22) виртуального первого тела вращения (24). Второе роторное устройство вращается вокруг второй оси (26) вращения и имеет второе тело вращения (28) с замкнутой второй боковой поверхностью (30). Второе тело вращения, по меньшей мере частично, расположено внутри виртуального первого тела вращения. Первое роторное устройство выполнено с возможностью приведения во вращение ветром в первом направлении (32) вращения для преобразования силы ветра в приводную силу, а второе роторное устройство имеет приводное устройство (34) и выполнено с возможностью приведения во вращение во втором направлении (36) вращения, которое направлено противоположно первому направлению вращения. Изобретение направлено на максимально эффективное использование энергии ветра. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 29 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетическим установкам. Контрроторный поливиндротор включает в себя несущую мачту и поворотный узел, на котором закреплен опорный каркас с ветроколесами вертикально-осевого вращения, размещенными в двух ярусах и выставленными клином на ветер. Между ярусами каркаса имеется разрыв, содержащий контрроторные генераторы, ветроколеса разных ярусов, будучи соосными, имеют встречные вращения. Валы ветроколес с меньшей площадью ометания, относящиеся к нижнему ярусу, соединены с роторами, а валы ветроколес с большей площадью ометания, встроенные в верхний ярус, - с контрроторами тех же генераторов, эти последние валы ветроколес, что более остальных удалены в подветренную сторону от несущей мачты, выступают вверх за пределы опорного каркаса, где на их концы дополнительно надеты ортогональные лопасти крыловидного профиля. Изобретение направлено на достижение больших электрических мощностей при надежной ориентации установки на ветер. 2 ил.

Группа изобретений относится к многоцелевому роторному устройству и генерирующей системе, включающей такое устройство. Многоцелевое роторное устройство содержит ротор, включающий некоторое число лопастей по окружности, и тело направления нагрузки, предназначенное для направления потока текучих сред, поступающих внутрь ротора. Тело направления нагрузки включает верхний опорный элемент и нижний опорный элемент, расположенные обращенными друг к другу на их верхней и нижней сторонах и соединенные друг с другом так, чтобы установить ротор с возможностью вращения. Устройство также включает пластины направления нагрузки, конфигурированные соответственно лопастям и установленные с возможностью вращения между верхним и нижним опорными элементами в продольном направлении, и стопорные пальцы, выполненные на внутренних поверхностях, обращенных к верхнему и нижнему опорным элементам, чтобы контролировать угол поворота пластин направления нагрузки. Группа изобретений направлена на получение максимальной эффективности вращения и генерации чистой энергии с высоким КПД, без вреда для глобальной окружающей среды. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 31 ил.
Наверх