Ветродвигатель Российский патент 2017 года по МПК F03D3/06 

Описание патента на изобретение RU2625890C1

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности, к ветродвигателям, и может быть использовано для строительства ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения и набегающим воздушным потоком.

Известен ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем ветроколесо (Ветроэнергетика. М.: Энергоиздат, 1982, С. 26, рис. 1, 3, А-4). Недостатком данного ветроколеса является то, что в нем практически не используется сила ветра центральной зоны и недостаточная площадь лопастей в средней и периферийной зонах.

Технической задачей настоящего изобретения является значительное повышение суммарной площади лопастей ветроколеса в средней и периферийной зонах с целью уменьшения его диаметра и повышения коэффициента использования энергии ветра.

Настоящая техническая сущность достигается тем, что в ветродвигателе содержащем горизонтальный вал, закрепленное на нем ветроколесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены основные лопасти первого уровня, диаметр наружной обечайки в метрах равен количеству основных лопастей, основные лопасти содержат стойки жесткости и пластины жесткости с возрастающим углом атаки воздушному потоку. Наружная обечайка ветроколеса дополнительно закреплена тросовыми растяжками в количестве, равном числу лопастей первого уровня. На наружной обечайке расположены лопасти второго уровня в количестве, равном ее длине в метрах, с ребрами жесткости и растяжками.

Приведенные конструктивные изменения ветродвигателя с набегающим воздушным потоком по сравнению с существующими позволяют при прочих равных условиях значительно уменьшить диаметр ветроколеса в расчете на установленную мощность ветроэнергоустановки.

На фиг. 1 дан вид ветродвигателя спереди.

На фиг. 2 показан разрез по А-А.

На фиг. 3 дана развертка части наружной обечайки с лопастями второго уровня.

На фиг. 4 дана развертка лопасти ветроколеса первого уровня.

На фиг. 5 показан вид сверху на лопасть первого уровня.

Ветродвигатель (фиг. 1) состоит из многолопастного ветроколеса 1, насаженного на горизонтальный вал (фиг. 2). Лопасти первого уровня расположены и закреплены между внутренней обечайкой 4 ступицы 3, конусным направителем 6 воздушного потока средней зоны и наружной обечайкой 7 (фиг. 2). Для обеспечения достаточной прочности ветродвигателя (особенно при больших диаметрах ветроколеса) лопасть 5 содержит стойку жесткости 13 в передней части (фиг. 2, 4), а на рабочей поверхности пластины жесткости 14 с возрастающим углом атаки воздушному потоку (через каждый метр), что повышает степень взаимодействия воздушного потока с лопастями 5 ветроколеса и коэффициент использования энергии ветра (фиг. 4, 5).

На наружной обечайке 7 ветроколеса 1 равномерно расположены лопасти 8 второго уровня с ребрами жесткости 10, 12 и растяжками 9 в количестве, равном длине обечайки 7 в метрах (фиг. 3).

Дополнительная прочность ветроколеса 1 достигается растяжками 11 в количестве, равном числу лопастей 5 первого уровня, которые крепятся к наружной обечайке 7 и головке 16, насаженной на тороидальный направитель 15 воздушного потока центральной зоны (фиг. 1, 2).

Устройство работает следующим образом.

Набегающий воздушный поток (ветер) к ветродвигателю условно можно разделить на три зоны воздействия: центральную, среднюю и периферийную по отношению к оси вращения ветроколеса. Воздушный поток центральной зоны с помощью тороидального направителя 15 с увеличенной скоростью отбрасывается на рабочие лопасти 5 первого уровня в средней зоне, где конический направитель 6 дополнительно увеличивает скорость ветра за счет возросшего объема воздуха из центральной и частично средней зоны, повышая давление воздуха на лопасти 5 и пластины жесткости 14.

Воздушный поток периферийной зоны наиболее эффективно воздействует на лопасти 8 второго уровня, где радиус для создания крутящего момента на валу ветродвигателя и суммарная рабочая поверхность лопастей в этой зоне наибольшие (по правилу рычага Архимеда).

Похожие патенты RU2625890C1

название год авторы номер документа
Ветродвигатель 2016
  • Петров Василий Силантьевич
RU2607444C1
Ветродвигатель 2017
  • Петров Василий Силантьевич
RU2661424C1
Ветродвигатель 2017
  • Петров Василий Силантьевич
RU2679072C1
Ветродвигатель 2017
  • Петров Василий Силантьевич
RU2679045C1
Ветродвигатель 2015
  • Петров Василий Силантьевич
RU2607449C2
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ 2014
  • Петров Василий Силантьевич
RU2552017C1
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ 2013
  • Петров Василий Силантьевич
RU2551444C2
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ 2012
  • Петров Василий Силантьевич
RU2544902C2
Воздушный винт самолета 2018
  • Петров Василий Силантьевич
RU2679695C1
Несущий винт вертолета 2017
  • Петров Василий Силантьевич
RU2651013C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 625 890 C1

Реферат патента 2017 года Ветродвигатель

Изобретение относится к ветродвигателям с горизонтальной осью вращения. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное ветроколесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены основные лопасти первого уровня. Каждая основная лопасть содержит стойку жесткости в передней части, а на рабочей поверхности через каждый метр пластины жесткости с возрастающим углом атаки воздушному потоку, наружная обечайка ветроколеса дополнительно закреплена тросовыми растяжками в количестве, равном числу основных лопастей первого уровня. 5 ил.

Формула изобретения RU 2 625 890 C1

Ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное ветроколесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены основные лопасти первого уровня, отличающийся тем, что каждая основная лопасть содержит стойку жесткости в передней части, а на рабочей поверхности через каждый метр пластины жесткости с возрастающим углом атаки воздушному потоку, наружная обечайка ветроколеса дополнительно закреплена тросовыми растяжками в количестве, равном числу основных лопастей первого уровня.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2625890C1

ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ 2013
  • Петров Василий Силантьевич
RU2551444C2
Пневматический двигатель 1948
  • Грушников А.Н.
SU89182A1
CN 103939291 A, 23.07.2014
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ 2012
  • Петров Василий Силантьевич
RU2544902C2
Ветроколесо 1988
  • Казанджан Борис Иванович
  • Мятов Юлий Георгиевич
  • Савицкий Анатолий Иванович
SU1657720A1
Лопасть для вертикального ветряного двигателя 1932
  • Ощевский-Круглик С.О.
SU33080A1
US 6752595 B2, 22.06.2004.

RU 2 625 890 C1

Авторы

Петров Василий Силантьевич

Даты

2017-07-19Публикация

2016-06-29Подача