КАРУСЕЛЬНЫЙ ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1996 года по МПК F03D3/00 

Изобретение относится к ветроэнергетике и касается ветродвигателей карусельного типа с ветроприемными поворотными пластинами.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является карусельный ветродвигатель, содержащий вертикальный вал и жестко закрепленные на нем лопасти, каждая из которых выполнена в виде рамы с поярусно установленными в ней на горизонтальных осях поворотными створками [1]
Недостатком данного карусельного ветродвигателя является малая эффективность лопастей на рабочем участке.

Целью изобретения является улучшение аэродинамических характеристик карусельного ветродвигателя и уменьшения его массы.

Указанная цель достигается тем, что в карусельном ветродвигателе каждая пара горизонтальных пластин выполнена в виде одной из плотной материи, складывающейся пополам по направляющим, прикрепленным к боковым стенкам рамы, выполненным по дуге круга радиусом, равным половине ширины этой пластины и имеющим ограничители, расположенные на биссектрисе угла ее раскрытия, причем каждая из пластин снабжена поперечными перемычками из того же материала.

Введение в устройство складывающихся пополам пластин, снабженных поперечными перемычками, позволяет повысить эффективность лопасти на рабочем участке, увеличить расстояние между пластинами в 2 раза, значительно уменьшить противодействующий момент на участке холостого хода и снизить массу ветродвигателя.

Hа чертеже изображен предлагаемый ветродвигатель.

Карусельный ветродвигатель содержит вертикальный вал 1 и радиальные лопасти, каждая из которых выполнена в виде прикрепленной к валу рамы 2 и установленных в ней с возможностью поворота относительно горизонтальных осей параллельных пластин 5, складывающихся пополам относительно этих осей по направляющим 3, прикрепленным к боковым стенками рамы 2, выполненным по дуге круга радиусом, равным половине ширины пластины и имеющим ограничители 4, расположенные на биссектрисе угла ее раскрытия, причем каждая из пластин имеет поперечные перемычки 6.

Направляющие 3 предназначены для эффективной работы каждой пластины.

Ограничители 4 предназначены для исключения опускания верхней половины пластины ниже горизонтальной плоскости на участке холостого хода и обеспечения гарантированного раскрытия пластин.

Перемычки 6 предназначены для ускорения раскрытия пластин за счет создания избыточного давления между половинками сложенных пластин и повышения эффективности каждой пластины на рабочем участке.

Карусельный ветродвигатель работает следующим образом. Под действием скоростного напора ветра на одной стороне ветродвигателя пластины 3 раскрыты, образуя целостную лопасть, и перемещают ее, вращая вал 1. На противоположной стороне при движении рамы 2 с пластинами 5 навстречу ветру пластины 5 складываются пополам под действием скоростного напора и занимают флюгерное нерабочее положение.

Таким образом, на рабочем участке при угле поворота лопасти от направления ветра в сторону вращения от 0 до 135^о пластины 5 раскрыты и за счет поперечных перемычек 6 и боковых стенок рамы 2 максимально воспринимают энергию ветра. На участке при угле поворота от 135 до 360^о пластины складываются под воздействием встречного потока ветра и создают ему минимальное сопротивление, при этом расстояние между пластинами оказывается в 2 раза больше, чем у прототипа.

Технико-экономический эффект изобретения выражается в том, что существенно улучшаются аэродинамические характеристики ветродвигателя, а именно каждая лопасть максимально воспринимает энергию ветра на рабочем участке и создает минимальное сопротивление на участке холостого хода, а также снижается масса каждой пластины и уменьшается их инерционность.

Использование: в ветроэнергетике. Сущность изобретения: карусельный ветродвигатель содержит вертикальный вал 1 с жестко закрепленными на нем радиальными лопастями, каждая из которых выполнена в виде рамы 2 с поярусно размещенными относительно горизонтальных осей поворотными створками 5 в виде пластин. Каждая створка снабжена перемычкой 6, выполненной как и створка из плотного эластичного материала двумя направляющими 3 в форме полуокружностей, диаметр которых равен ширине створок, и горизонтальными ограничителями 4, соединяющими середину дуги каждой направляющей с рамой, при этом створки составлены из двух пластин на каждой оси, четыре свободных конца которых прикреплены к направляющим 3 с возможностью скольжения по ним. 1 ил.

КАРУСЕЛЬНЫЙ ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий вертикальный вал с жестко закрепленными на нем радиальными лопастями, каждая из которых выполнена в виде рамы с поярусно размещенными относительно горизонтальных осей поворотными створками в виде пластин, отличающийся тем, что каждая створка снабжена перемычкой, выполненной, как и створка, из плотного эластичного материала, двумя направляющими в форме полуокружностей, диаметр которых равен ширине створок, и горизонтальными ограничителями, соединяющими середину дуги каждой направляющей с рамой, при этом створки составлены из двух пластин на каждой оси, четыре свободных конца которых прикреплены к направляющим с возможностью скольжения по ним.