РОТОР ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1995 года по МПК F03D3/06 

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в установках для выработки электроэнергии или выполнения механической работы.

Известен ротор ветродвигателя, включающий вертикальную ось с закрепленной на ней рамой и стойками, несущими поворотные лопасти.

Недостатком такого устройства является плоская форма лопастей, что приводит к снижению КПД ветродвигателя, так как при обдувании ветром плоских лопастей у их поверхности возникают поперечные потоки, снижающие величину давящего слоя воздуха.

Целью предлагаемого изобретения является повышение КПД ветродвигателя.

Для этого в роторе ветродвигателя, имеющем вертикальную ось, закрепленную на ней раму и стойки с лопастями, установленными с возможностью ограниченного поворота на горизонтальных осях, последние выполнены из нескольких неравных, увеличивающихся от центра к периферии и скрепленных под углом друг к другу частей, образующих в плане ломаную линию (парус), а в узлах сопряжения горизонтальных осей с внешними вертикальными стойками рамы шарнирно закреплены дополнительные поворотные лопасти, также имеющие в плане криволинейную форму.

На фиг. 1 представлен вид сверху (в плане) ротора; на фиг.2 - рабочее (а) и нерабочее (б) положение лопастей.

Ротор ветродвигателя включает вертикальную ось 1 с рамой из горизонтальных балок 2, вертикальных стоек 3, между которыми крепятся горизонтальные балки 4 и оси 5 лопастей 6. Балки 4 и равные им по величине и установленные параллельно оси 5 имеют увеличивающуюся от центра к периферии длину и соединены под некоторым углом друг к другу, образуя ломаные линии (парус). Дополнительные лопасти 7 также имеют в плане форму паруса и закреплены шарнирно на осях 8 рамы ротора. Лопасти 7 во избежание поломки могут быть снабжены ограничителями 9 поворота и пружинами (например, кручения), которые на чертеже не показаны, для возврата лопастей в нерабочее положение при отсутствии ветра.

Лопасти 6 закреплены на осях 5 со смещением относительно центра тяжести (т.е. имеют разные плечи по разные стороны от оси). Таким образом, при отсутствии ветрового давления лопасти занимают вертикальное положение (более тяжелое плечо внизу). Для ограничения поворота лопастей 6 предусмотрены ограничители 10.

Работает устройство следующим образом.

При наличии ветра (как показано стрелками на фиг.1 и 2) лопасти 6, расположенные с подветрeной стороны а, под действием ветра прижимаются своими нижними кромками к ограничителям 10 и занимают рабочее положение, препятствуя течению воздуха и воспринимая его давление. Лопасти 6, расположенные с наветренной стороны б, под действием ветра поворачиваются (ограничители 10 в этом случае не препятствуют движению их нижней кромки) и занимают флюгерное положение, не препятствуя движению воздуха. Разность положений а и б лопастей 6 приводит к разности воспринимаемого ими усилия давления ветра и к возникновению вращающего момента. Благодаря тому, что оси 5 лопастей 6 образуют ломаную кривую форма поверхности, образуемой лопастями 6 на одном крыле, обеспечивает эффект парусности, увеличивая воспринимаемое лопастями усилие и создаваемый вращающий момент.

Лопасти 7, воспринимая давление ветра в положении а, откидываются до упора, увеличивая общую площадь паруса и создаваемый вращающий момент.

Таким образом, предложенное устройство позволяет при тех же габаритах и материалоемкости существенно увеличить КПД ветродвигателя.

Использование: в ветроэнергетике, в установках для выработки электроэнергии или выполнения механической работы. Сущность изобретения: ротор ветродвигателя включает вертикальную ось, закрепленную на ней раму и стойки с лопастями, установленные с возможностью ограниченного поворота на горизонтальных осях. Горизонтальные оси лопастей скреплены под углом друг к другу. В узлах сопряжения горизонтальных осей со стойками рамы шарнирно закреплены дополнительные поворотные лопасти криволинейной формы. 2 ил.

РОТОР ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий вертикальную ось, укрепленную на ней раму, связанную со стойками, на которых расположены лопасти, установленные на горизонтальных осях с возможностью ограниченного поворота, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, он снабжен дополнительными поворотными криволинейными лопастями, шарнирно закрепленными в местах соединений горизонтальных осей и стоек, а горизонтальные оси скреплены под углом одна к другой и имеют длину, увеличивающуюся от центра к периферии.