ВЕТРЯК Российский патент 2000 года по МПК F03D1/00 

Изобретение относится к ветряным двигателям и может быть использовано для создания крутящего момента и передачи его потребителю отбора мощности.

Известен ветряк, содержащий закрепленное на валу ветроколесо разного диаметра, лопатки которых направлены радиально [1].

Недостатком этого ветряка является то, что переднее ветроколесо меньшего размера отсекает потоки воздуха, что снижает КПД последующих ветроколес.

Известен также ветряк, содержащий закрепленную на вертикальном валу турбину, образованную лопатками, продольные кромки которых расположены по условно цилиндрической поверхности [2].

Недостатком этого ветряка является то, что не все лопатки одновременно участвуют в создании крутящего момента, что снижает КПД.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату является ветряк, содержащий аэродинамическую трубу и размещенную в ней турбину, образованную лопатками и кинематически связанную с устройством отбора мощности [3].

Недостатком этого ветряка является то, что лопатки турбины расположены радиально и по длине ограничены диаметром трубы, в результате чего расчетный радиус крутящего момента лопаток ограничен диаметром аэродинамической трубы.

Цель изобретения - повышение крутящего момента.

Поставленная цель достигается тем, что в ветряке, содержащем аэродинамическую трубу и размещенную в ней турбину, образованную лопатками и кинематически связанную с устройством отбора мощности, турбина выполнена в виде усеченного конуса, образованного меньшим сплошным и большим кольцеобразным основаниями, скрепленными между собой лопатками, одна из продольных кромок которых расположена по условной поверхности конуса, при этом конусность направлена навстречу потоку воздуха, в результате чего радиус крутящего момента и площадь лопаток увеличены, что повышает КПД.

Изобретение поясняется чертежами, на которых: на фиг. 1 показан общий вид ветряка; на фиг. 2 - сечение А-А.

Ветряк состоит из смонтированной на основании аэродинамической трубы 1, над которой установлен зонд 2 и имеются окна 3 для выхода потока воздуха, а в нижней ее части выполнены окна 4 для подвода потока воздуха. В аэродинамической трубе 1 с возможностью вращения установлен вал 5, на котором закреплена турбина 6, выполненная в виде усеченного конуса 7, образованного меньшим сплошным основанием 8 и большим кольцеобразным основанием 9. Основания 8 и 9 скреплены между собой лопатками 10, одна продольная кромка 11 каждой из которых расположена по условной поверхности конуса 7.

Вал 5 посредством редуктора 12 и вала 13 связан с устройством отбора мощности, например, с генератором тока 14, а верхний конец вала снабжен регулируемыми по длине спицами 15, закрепленными одними концами на стенке аэродинамической трубы 1, а другими - на подшипнике 16 вала 5. Под меньшим основанием 8 конуса 7 и соосно с турбиной 6 установлен стабилизатор 17 потока воздуха. Потоки высокотемпературного воздуха или газовоздушной смеси могут подводиться от печей обжига керамических изделий и материалов, доменных печей, сталелитейных и других производств, на которых в атмосферу выделяются большие потоки высокотемпературных газовоздушных смесей.

Высокотемпературный воздух или газовоздушная смесь подают в окна 4. За счет разности потенциалов между окружающей средой и высокотемпературного воздуха последний начинает подниматься вверх в аэродинамической трубе 1. Стабилизатор 17 обеспечивает прямолинейность восходящего потока воздуха, что обеспечивает максимальную скорость потока воздуха. Восходящий поток воздуха воздействует на лопатки 10 турбины 6. В результате чего последняя начинает вращаться и через вал 5 редуктор 12 и вал 13 передает вращательный момент на генератор тока 14, который вырабатывает электроэнергию.

Положение вала 5 с турбиной 6 относительно цилиндрической стенки турбины 1 обеспечивается путем регулирования длины спиц 15. Таким образом, увеличение длин лопаток за счет их расположения по условной поверхности конуса обеспечивает максимальный крутящий момент.

Источники информации
1. Авт. свид. СССР N 1076618, 1984.

2. Патент Германии N 729533.

3. Наука и жизнь, N 1, 1981."Посеять ветер, чтобы пожать электроэнергию. - (прототип).

Изобретение относится к ветряным двигателям и может быть использовано для создания крутящего момента и передачи его потребителю отбора мощности. Технический результат, заключающийся в повышении крутящего момента, достигается за счет того, что в ветряке, содержащем аэродинамическую трубу и размещенную в ней турбину, образованную лопатками и кинематически связанную с устройством отбора мощности, турбина выполнена в виде усеченного конуса, образованного меньшим сплошным и большим кольцеобразным основаниями, скрепленными между собой лопатками, одна из продольных кромок которых расположена по условной поверхности конуса, при этом конусность направлена навстречу потоку воздуха. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Ветряк, содержащий аэродинамическую трубу и размещенную в ней турбину, образованную лопатками и кинематически связанную с устройством отбора мощности, отличающийся тем, что турбина выполнена в виде усеченного конуса, образованного меньшим сплошным и большим кольцеобразным основаниями, скрепленными между собой лопатками, одна из продольных кромок которых расположена по условной поверхности конуса, при этом конусность направлена навстречу потоку воздуха. 2. Ветряк по п.1, отличающийся тем, что он снабжен стабилизатором потока, расположенным под меньшим основанием конуса турбины и соосно с ней. 3. Ветряк по п.1, отличающийся тем, что вал турбины снабжен регулируемыми по длине спицами, закрепленными одним концом на стенке аэродинамической трубы.