ЛОПАСТЬ ВЕТРОКОЛЕСА Российский патент 1995 года по МПК F03D1/06 

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к концевым частям профилированной лопасти ветроколеса.

Известны лопасти ветроколес, имеющие прямоугольные окончания и закругленные. Недостаток их в том, что на их концах во время работы возникают значительные завихрения, снижающие мощность и КПД ветродвигателя.

За прототип принимается лопасть ветродвигателя [1]. Недостаток ее в том, что она имеет на концевом обтекателе по передней кромке односторонний скос под углом в 45^о к оси лопасти.

Недостаток одностороннего скоса в том, что он получается слишком удлиненным.

Цель изобретения - исключение вихревых потерь и уменьшение габаритного размера по размаху лопасти.

Цель достигается тем, что параллельные передняя и задняя кромки лопасти отклоняются на концевом обтекателе прямолинейно к оси под углом γ, равным 45^о, и пересекаясь на оси, образуют в плане угол 90^о.

На фиг. 1 показана форма заострения концевого обтекателя по толщине лопасти; на фиг. 2 - то же, вид в плане (стрелками показаны скорости натекания V и перетекания а в случае экстремальных условий для прямоугольного обтекателя); на фиг. 3 - лопасть с прямоугольным обтекателем; на фиг. 4 - концевой обтекатель со скосом передней кромки под углом γ 30^о к оси лопасти.

Концевой обтекатель, включающий верхнюю 1 и нижнюю 2 плоскости, переднюю 3 и заднюю 4 острые кромки, которые отклоняются на концевом обтекателе 5 прямолинейно к оси 6 под углом γ, равным 45^о, и пересекаясь на оси 6, образуют в плане угол 90^о.

Лопасть ветроколеса работает следующим образом.

Во время работы ветроколеса на нижней плоскости 2 возникает от скоростного напора V повышенное давление, а на верхней плоскости I - разрежение. В результате поток воздуха при прямоугольном концевом обтекателе 5 (фиг.3) устремляется из зоны давления в зону разрежения, порождая завихрение (на фиг. 3 показано кривыми стрелками).

Если концевой обтекатель 5 будет выполнен скосом передней кромки 3 назад, например, под углом γ = 30^о (фиг.4), то в этом случае завихрения быть не должно, потому что поток воздуха V из зоны давления никак не может перетекать в зону разрежения.

Отклонения на концевом обтекателе 5 передней кромки 3 назад или задней кромки 4 вперед на угол γ = 30^о дают один и тот же эффект и являются равноценными.

Следовательно, с целью уменьшения габаритного размера по размаху лопасти рациональнее делать отклонения на концевом обтекателе 5 одновременно как передней 3, так и задней 4 кромок, а угол отклонения принять равным 45^о.

Этот угол γ = 45^о принят из условия, что максимальная скорость перетекания а вдоль оси 6 лопасти на концевом обтекателе 5 не может быть даже при экстремальном условии больше скорости натекания V, а когда а = V, то угол отклонения струи будет не более угла γ = 45^о (фиг.2). Следовательно, оптимальный угол γ отклонения передней 3 и задней 4 кромок на обтекателе должен быть равен 45^о.

Использование: в авиационной технике, в частности в деталях, создающих подъемную силу, в частности в концевых обтекателях крыла. Сущность изобретения: передняя и задняя кромки отклоняются на конце прямолинейно до угла 45° от направления полета внутрь крыла, образуя в плане на оси крыла угол 90°. 4 ил.

ЛОПАСТЬ ВЕТРОКОЛЕСА, содержащая перо с параллельными передней и задней острой кромками, верхнюю и нижнюю плоскости, отличающаяся тем, что передняя и задняя кромки конца лопасти выполнены симметрично относительно продольной оси под углом 45^o.