Ветродвигатель

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал, закрепленное на нем двухуровневое многолопастное дисковое ветроколесо с наружной и внутренней обечайками и конусным направителем воздушного потока центральной зоны. Лопасти первого уровня получены методом разреза плоскости диска на секторы по линиям радиусов от наружной до внутренней обечаек в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах, а плоские шарнирные лопасти второго уровня, расположенные на наружной обечайке, выполнены с возможностью изменения угла атаки воздушному потоку. Изобретение направлено на повышение геометрического заполнения ометаемой площади дискового ветроколеса и коэффициента использования энергии ветра. 5 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.

Известен ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное ветроколесо (Ветроэнергетика. М.: Энергоиздат, 1982, С. 26, рис. 1.3, А-4). Недостатком данного ветроколеса является то, что в нем практически не используется сила ветра центральной зоны и недостаточная площадь лопастей в средней и периферийной зонах.

Технической задачей настоящего изобретения является уменьшение диаметра ветродвигателя за счет увеличения количества и площади лопастей с целью значительного повышения геометрического заполнения ометаемой площади ветроколеса и коэффициента использования энергии ветра.

Настоящая техническая сущность достигается тем, что ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем двухуровневое много лопастное дисковое ветроколесо с наружной и внутренней обечайками и конусным направителем воздушного потока центральной зоны, лопасти первого уровня получены методом разреза плоскости диска на секторы по линиям радиусов от наружной до внутренней обечаек в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах, а плоские шарнирные лопасти второго уровня, расположенные на наружной обечайке, выполнены с возможностью изменения угла атаки воздушному потоку.

Приведенные конструктивные изменения ветродвигателя с набегающим воздушным потоком по сравнению с существующими позволяют при прочих равных условиях значительно повысить геометрическое заполнение ометаемой площади дискового ветроколеса и коэффициент использования энергии ветра.

На фиг. 1 дан виц ветродвигателя спереди (конусный направитель воздушного потока центральной зоны условно не показан);

На фиг. 2 показан разрез по А-А;

На фиг. 3 и 4 даны развертки части наружной обечайки ветроколеса с шарнирными лопастями второго уровня (начальное и конечное положения лопастей);

На фиг. 5 дана часть развертки наружной обечайки с лопастями первого уровня (обечайка условно принята прозрачной).

Ветродвигатель состоит (фиг. 1, 2) из многолопастного дискового ветроколеса 1 с наружной 7 и внутренней 13 обечайками и конусным съемным направителем 15 воздушного потока центральной зоны, закрепленного на горизонтальном валу 2 с помощью ступицы 3 и фланца 4 болтовым соединением 6. Плоские лопасти 5 первого уровня выполнены методом разреза плоскости диска на секторы от наружной 7 до внутренней 13 обечаек в количестве, равном длине наружной обечайки 7 в метрах, с последующим поворотом плоскости каждого сектора на угол атаки воздушному потоку в зависимости от направления вращения ветроколеса (фиг. 5), придавая сектору функцию лопасти для создания крутящего момента на валу 2 ветродвигателя.

На наружной обечайке 7 дискового ветроколеса равномерно расположены плоские лопасти 8 второго уровня в количестве, равном длине обечайки 7 в метрах (фиг. 3, 4). Лопасть 8 связана с ребром жесткости 10 посредством шарнира 9, что обеспечивает изменение угла атаки воздушному потоку в зависимости от скорости ветра. Для снижения вибрации лопасти 8 связаны между собой шарнирными планками 11, обеспечивая их совместную работу. Начальное положение лопастей 8 при малых скоростях ветра фиксируется пружинами 12 и штыревыми ограничителями хода ребер жесткости 10 (фиг. 3), а конечное положение при высоких скоростях ветра лопасти 8 принимают параллельное воздушному потоку (фиг. 4).

Устройство работает следующим образом. Набегающий воздушный поток к ветродвигателю условно разделяется на три зоны воздействия: центральную, среднюю и периферийную. Воздушный поток центральной зоны конусным направителем 15 отбрасывается в среднюю зону на лопасти 5, увеличивая давление совместно с воздушным потоком средней зоны.

Воздушный поток периферийной зоны наиболее эффективно воздействует на плоские шарнирные лопасти 8 второго уровня, где радиус (плечо силы) для создания крутящего момента на валу 2 ветродвигателя и суммарная рабочая площадь лопастей в этой зоне наибольшие (по правилу рычага Архимеда). Шарнирное соединение лопастей 8 с ребрами жесткости 10 обеспечивает изменение угла атаки воздушному потоку от максимального при малых скоростях ветра (фиг. 3) до минимального при высоких скоростях ветра (фиг. 4). При этом значительно снижается ветровая нагрузка на ветроколесо, предотвращая аварийные ситуации ветродвигателя.

Ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем двухуровневое многолопастное дисковое ветроколесо с наружной и внутренней обечайками и конусным направителем воздушного потока центральной зоны, отличающийся тем, что лопасти первого уровня получены методом разреза плоскости диска на секторы по линиям радиусов от наружной до внутренней обечаек в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах, а плоские шарнирные лопасти второго уровня, расположенные на наружной обечайке, выполнены с возможностью изменения угла атаки воздушному потоку.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Аэроэнергостат наземно-генераторный содержит в составе воздухоплавательного модуля выполненные за одно целое аэростатную оболочку, крепежное базовое кольцо, прижатое к днищу оболочки меридианными лентами, опорную раму в плоскости, перпендикулярной ветру, к горизонтальной перекладине которой подвешена гондола с радиально-лопастной турбиной, ось вращения которой совпадает с направлением ветра, гибкий вал, привязные тросы, силовой блок из мультипликатора и генератора, свободно раскачивающийся внутри вертикальных стоек, причальную тумбу с расположенной на ней поворотной платформой с двумя соосными лебедками.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроэнергетическая установка содержит башню, поворотное основание, ориентирующий элемент, ветроколесо, генератор.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Способ форсирования горизонтально-осевой ветровой турбины, заключающийся в том, что лопасть форсированной ветровой турбины выведена в комлевой части на закритический, по углу притекания воздушного потока, режим обтекания путем уменьшения угла относительной закрученности сечений выбранного прототипа лопасти с установкой по передней кромке такой лопасти предкрылка.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроколесо содержит ступицу, лонжерон, выполненный в виде трубы, лопасти в виде упругих пластин, передняя кромка которых имеет форму арки, и снабжено дополнительным лонжероном, на передней кромке пластин выполнены выемки под дополнительный лонжерон, пластины снабжены стягивающими хомутами, основной и дополнительный лонжероны скреплены на внешней стороне.

Изобретение относится к элементу лопасти ротора для ветроэнергетической установки, лопасти ротора ветроэнергетической установки и к способу изготовления лопасти ветроэнергетической установки.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Устройство ветродвигателя, содержащего лопастные винты разного диаметра, расположенные в параллельных вертикальных плоскостях на общей оси вращения от винта малого диаметра к следующему винту большего диаметра относительно предыдущего с зазором между ними, в котором винты представляют собой тихоходные лопастные винты и быстроходные лопастные винты и расположены со смещением на равный угол с возможностью не перекрывания лопастей винтов вдоль общей оси вращения, при этом ветродвигатель выполнен с возможностью самоустановки по потоку ветра при набегании потока ветра под углом к общей оси вращения.

Изобретение относится к ветроколесам ветросиловых и ветроэлектроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения. Ветроколесо содержит ступицу, спицы, парусные лопасти и натяжные элементы, выполненные в виде упругого стержня, закрепленного первым концом в торце одной спицы, а парусная лопасть - в виде четырехугольного перегнутого по диагонали паруса, свободные углы которого соединены с вторым концом упругого стержня, а сама лопасть обернута вокруг спицы.
Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроколесо содержит вал, ступицу, парусные лопасти.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветрогенератор, содержащий установленное на валу ветроколесо с лопастями и электрогенератор, причем лопасти ветроколеса оснащены энергоизлучателями, примыкающими непосредственно к поверхностям лопастей, на которые действует подъемная сила при обтекании лопастей ветропотоком и которые отделены от противолежащих поверхностей лопастей энергоизоляционными экранами.

Изобретение относится к ветроколесу. Модульное ветроколесо содержит дугообразные лопасти, которые расположены вокруг оси вращения ветроколеса, каждая из которых связана с крепежным элементом, расположенным вдоль оси вращения ветроколеса.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное ветроколесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены плоские лопасти первого уровня, а на наружной обечайке равномерно расположены плоские лопасти второго уровня.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроколесо содержит ступицу, лонжерон, выполненный в виде трубы, лопасти в виде упругих пластин, передняя кромка которых имеет форму арки, и снабжено дополнительным лонжероном, на передней кромке пластин выполнены выемки под дополнительный лонжерон, пластины снабжены стягивающими хомутами, основной и дополнительный лонжероны скреплены на внешней стороне.

Изобретение относится к элементу лопасти ротора для ветроэнергетической установки, лопасти ротора ветроэнергетической установки и к способу изготовления лопасти ветроэнергетической установки.

Изобретение относится к элементу лопасти ротора для ветроэнергетической установки, лопасти ротора ветроэнергетической установки и к способу изготовления лопасти ветроэнергетической установки.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Устройство ветродвигателя, содержащего лопастные винты разного диаметра, расположенные в параллельных вертикальных плоскостях на общей оси вращения от винта малого диаметра к следующему винту большего диаметра относительно предыдущего с зазором между ними, в котором винты представляют собой тихоходные лопастные винты и быстроходные лопастные винты и расположены со смещением на равный угол с возможностью не перекрывания лопастей винтов вдоль общей оси вращения, при этом ветродвигатель выполнен с возможностью самоустановки по потоку ветра при набегании потока ветра под углом к общей оси вращения.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Устройство ветродвигателя, содержащего лопастные винты разного диаметра, расположенные в параллельных вертикальных плоскостях на общей оси вращения от винта малого диаметра к следующему винту большего диаметра относительно предыдущего с зазором между ними, в котором винты представляют собой тихоходные лопастные винты и быстроходные лопастные винты и расположены со смещением на равный угол с возможностью не перекрывания лопастей винтов вдоль общей оси вращения, при этом ветродвигатель выполнен с возможностью самоустановки по потоку ветра при набегании потока ветра под углом к общей оси вращения.
Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроколесо содержит вал, ступицу, парусные лопасти.
Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроколесо содержит вал, ступицу, парусные лопасти.

Изобретение относится к ветроколесу. Модульное ветроколесо содержит дугообразные лопасти, которые расположены вокруг оси вращения ветроколеса, каждая из которых связана с крепежным элементом, расположенным вдоль оси вращения ветроколеса.

Изобретение относится к турбине на воздушном или водном потоке. Турбина состоит, по меньшей мере, из двух полых объемных колес, вложенных одно в другое.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Аэроветроэнергостат противообледенительный содержит воздухоплавательный модуль и причальный узел, связанные привязными тросами и трос-кабелем, при этом воздухоплавательный модуль включает в себя мягкую аэростатную оболочку с внутренним каркасом, а на внешней поверхности оболочки расположены меридианные ленты и сигнализаторы обледенения, а внутри оболочки располагается герметичный баллонет, днище которого выступает из оболочки, притянуто к ней меридианными лентами и служит крепежной базой для компрессора и рамной подвески, чья плоскость перпендикулярна ветру, с ветросиловым блоком, имеющим радиально-лопастную турбину, одетую на ось вращения, совпадающую с направлением ветра, с подветренного торца гондолы, в корпусе которой расположены мультипликатор и электрогенератор, привязные тросы протянуты от оконечностей боковин рамной подвески к двум соосным лебедкам, а трос-кабель свисает от гондолы до кабельной бухты, при этом лебедки и кабельная бухта находятся на подветренной стороне поворотной платформы причального узла. Баллонет выполнен в виде цилиндра с мягкой гофрированной стенкой, жесткими крышкой и днищем, оснащенным автоматическим спусковым клапаном, компрессор выполнен с возможностью подачи воздуха во внутренний объем баллонета, при этом на наветренном торце гондолы закреплена электрическая тепловая пушка, закрытая от ветра обтекаемым отбойником, подветренная кромка которого выступает за поперечный габарит гондолы с образованием зазора, служащего выходом горячего воздуха в сторону ветросилового блока. Изобретение направлено на повышение надежности противообледенительной системы. 2 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал, закрепленное на нем двухуровневое многолопастное дисковое ветроколесо с наружной и внутренней обечайками и конусным направителем воздушного потока центральной зоны. Лопасти первого уровня получены методом разреза плоскости диска на секторы по линиям радиусов от наружной до внутренней обечаек в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах, а плоские шарнирные лопасти второго уровня, расположенные на наружной обечайке, выполнены с возможностью изменения угла атаки воздушному потоку. Изобретение направлено на повышение геометрического заполнения ометаемой площади дискового ветроколеса и коэффициента использования энергии ветра. 5 ил.

Наверх