ВЕТРОВАЯ УСТАНОВКА САВИНА ДЛЯ АККУМУЛИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ Российский патент 2005 года по МПК F03D3/00 

Изобретение относится к ветровым установкам с вертикальной осью вращения и может быть использовано для аккумулирования энергии.

Известен ветряной двигатель (патент РФ №2009369, МКИ F 03 D 1/04), содержащий направляющий кожух с размещенным в нем валом с последовательно установленными по меньшей мере двумя ветроколесами с закрепленными лопастями, плоскость вращения которых перпендикулярна оси вала, при этом ось вращения ветроколес расположена под углом к направлению ветра, а направляющий кожух выполнен в виде полуцилиндра, поверхность которого обращена вогнутой стороной к ветру.

Недостатком указанного ветродвигателя является значительная нагрузка на вал и необходимость регулирования положения направляющего кожуха.

Известна ветровая установка (патент США №4346305, МКИ F 03 D 3/00), выбранная за прототип, содержащая вертикальный вал, крыльчатку с системой лопастей, закрепленную для вращения вокруг оси, при этом крыльчатка имеет каркасы, расположенные по высоте и длине отдельными секциями, лопасти установлены с возможностью поворота вокруг своих вертикальных осей на угол 180° и снабжены ограничителями.

Недостатком установки является сложность конструкции крыльчатки, обусловленная необходимостью преодоления лобового сопротивления ветра, значительная нагрузка на вертикальный вал за счет вибрации во время поворота лопастей.

Задачей настоящего изобретения является разработка конструкции ветровой установки, позволяющей уменьшить лобовое сопротивление ветра, повысить КПД установки, уменьшить нагрузку на вал и упростить конструкцию крыльчатки (ветроколеса).

В этом состоит технический результат.

Технический результат достигается тем, что в ветровой установке, содержащей вертикальный вал, по крайней мере, одну крыльчатку (ветроколесо) с системой лопастей, закрепленную на валу для вращения вокруг оси, согласно изобретению крыльчатка заключена в обтекаемый кожух, предпочтительно эллипсоидной формы, при этом ось кожуха совпадает с осью крыльчатки, кожух с рабочей стороны крыльчатки выполнен открытым и сбалансирован противовесом обтекаемой формы, кожух снабжен оперением, обеспечивающим положение рабочей стороны крыльчатки по направлению ветра. Кроме того, оперение сбалансировано обтекаемым противовесом, лопасти крыльчатки имеют плоскую, чашеобразную или вогнутую форму, или их комбинацию.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлен вид установки сбоку, на фиг.2 - вид спереди, на фиг.3 - вид сверху.

Ветровая установка содержит вертикальный вращающийся вал 2, крыльчатку (ветроколесо) 1 с системой лопастей, закрепленную на валу и заключенную в соосный кожух 3 эллипсоидной формы. Кожух 3 с рабочей стороны крыльчатки 1 выполнен открытым и сбалансирован противовесом 4. Ветровая установка снабжена оперением 5 с противовесом 6, обеспечивающим положение рабочей стороны крыльчатки относительно ветра. Лопасти (не показано) крыльчатки 1 выполнены, предпочтительно, без возможности вращения вокруг своих вертикальных осей и имеют плоскую, чашеобразную, вогнутую форму или их комбинацию.

Установка работает следующим образом.

Открытая часть кожуха 3 за счет хвостового оперения 5 постоянно ориентирована по направлению ветра и обеспечивает доступ воздушного потока на рабочую сторону крыльчатки 1. Закрытая обтекаемая часть кожуха 3 закрывает крыльчатку 1 с нерабочей стороны и обеспечивает уменьшение лобового сопротивления, а следовательно, повышение КПД установки.

Предлагаемая установка позволяет упростить конструкцию крыльчатки, исключить необходимость разворачивания и сворачивания системы лопастей, исключить вибрацию и тем самым уменьшить нагрузку на вал 2. Лопасти плоской или чашеобразной, или вогнутой формы, зафиксированные на валу, воспринимая энергию ветра, начинают вращаться (вращать вал) и за счет закрытой части обтекаемого кожуха 3 преодолевают лобовое сопротивление среды. Незначительная нагрузка на вертикальный вал 2 позволяет установить одну или несколько крыльчаток 1 с обтекаемым кожухом 3 на значительную высоту, где скорость ветра более высокая.

Таким образом, предлагаемая установка обеспечивает положение рабочей стороны крыльчатки по направлению движения воздушной среды, уменьшает лобовое сопротивление ветра, снижает нагрузку на вал.

С помощью установки энергия ветра преобразуется в полезную механическую или электрическую энергию. Применение предлагаемого устройства возможно, например, в качестве источника для дополнительной подзарядки аккумуляторов в удаленных пунктах связи при нестабильном электропитании.

Изобретение относится к ветровым установкам с вертикальной осью вращения и может быть использовано для аккумулирования энергии. Технический результат заключается в уменьшении лобового сопротивления ветра, повышении КПД (коэффициента полезного действия) установки, уменьшении нагрузки на вал и упрощении конструкции крыльчатки (ветроколеса). Технический результат достигается тем, что крыльчатка заключена в обтекаемый кожух, предпочтительно эллипсоидной формы, при этом ось кожуха совпадает с осью крыльчатки, кожух с рабочей стороны крыльчатки выполнен открытым и сбалансирован противовесом обтекаемой формы, кожух снабжен оперением, обеспечивающим положение рабочей стороны крыльчатки по направлению ветра. Кроме того, оперение сбалансировано обтекаемым противовесом, а лопасти крыльчатки имеют плоскую, чашеобразную или вогнутую форму, или их комбинацию. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Ветровая установка для аккумулирования энергии, содержащая вертикальный вал, по крайней мере, одну крыльчатку (ветроколесо) с системой лопастей, закрепленную на валу для вращения вокруг оси, отличающаяся тем, что крыльчатка заключена в обтекаемый кожух, предпочтительно эллипсоидной формы, при этом ось кожуха совпадает с осью крыльчатки, кожух с рабочей стороны крыльчатки выполнен открытым и сбалансирован противовесом обтекаемой формы, кожух снабжен оперением, обеспечивающим положение рабочей стороны крыльчатки по направлению ветра.2. Ветровая установка по п.1, отличающаяся тем, что оперение сбалансировано обтекаемым противовесом.3. Ветровая установка по п.1, отличающаяся тем, что лопасти имеют плоскую или чашеобразную или вогнутую форму или их комбинацию.