ЛОПАСТЬ ВЕТРОТУРБИНЫ С ИЗМЕНЯЮЩИМИСЯ ГАБАРИТАМИ Российский патент 2018 года по МПК F03D3/00 F03D7/00 

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветродвигателям с вертикальной осью вращения ветротурбины, и может быть использовано для получения механической и электрической энергии.

Известен ветродвигатель, состоящий из ветротурбины с вертикальной осью вращения, где каждая лопасть ветротурбины содержит наконечник, выполненный в виде входной части аэродинамического профиля, состоящий из двух свободно поворачивающихся частей, соединенных между собой шарниром с вертикальной осью вращения, расположенным в крайней входной точке наконечника, где крайние положения сектора свободного поворота каждой из двух частей заданы осью симметрии наконечника и позицией частей, при которой образуется очертание входной части сформированного аэродинамического профиля, при этом наконечник снабжен механизмом фиксированного изменения расстояния между свободными концами наконечника [патент РФ №2292484 С1, МПК F03D 3/00, опубл. 27.01.2007. Бюл. №3].

Недостатком указанного ветродвигателя является то, что изготовление наконечника лопасти криволинейного очертания трудоемко и не обеспечено достаточной жесткостью, прочностью и плохо регулируется геометрия лопасти.

Известна лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения, включающая наконечник, выполненный из плоских пластин, соединенных шарниром, который снабжен отрегулированными пружинами, вставленными в телескопические цилиндры, которые закреплены шарнирами к плоским пластинам с одного конца и к стопору, находящемуся на оси симметрии наконечника в развернутом виде, с другого конца [патент РФ №2518794 С1, МПК F03D 3/00, опубл. 10.06.2014. Бюл. №7] (прототип).

Недостатком указанной лопасти является то, что при изменении направления и скорости ветра недостаточно изменяется габариты профиля лопасти.

Технический результат заявляемого изобретения выражается в повышении эффективности работы лопасти ветротурбины с вертикальной осью вращения, при изменении направления движения природной скорости ветра меняются габариты профиля лопасти.

Указанный технический результат достигается тем, что в лопасти ветротурбины с изменяющимися габаритами, включающей наконечник, который изготовлен из плоских пластин, соединенных шарниром, наконечник снабжен отрегулированными пружинами, вставленными в телескопические цилиндры, которые закреплены шарнирами к плоским пластинам с одного конца и к стопору, находящемуся на оси симметрии наконечника, с другого конца, согласно изобретению наконечник лопасти снабжен механизмом изменения габаритов профиля лопасти, состоящим из двух тяг, каждая из которых шарнирно соединена с плоскостью наконечника и с муфтой, свободно передвигающейся по направляющей штанге, установленной по оси симметрии профиля лопасти, соединяющей шарнир, расположенный во входной части наконечника и стопор, направляющая штанга снабжена отрегулированной пружиной, вставленной в телескопические цилиндры и соединяющей муфту со стопором, муфта соединена с подвижной стабилизирующей плоскостью при помощи шарнирно закрепленной на ней тяги.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:

на фиг. 1 представлен профиль лопасти с механизмом изменения габаритов профиля лопасти, включающий изменение расстояния между свободными концами плоских пластин наконечника в виде двух тяг в развернутом виде (с пружиной в свободном ненапряженном состоянии) и выдвинутой стабилизирующей плоскостью, работающей при попутном движении природного воздушного потока;

на фиг. 2 представлен профиль лопасти с механизмом изменения габаритов профиля лопасти, включающий изменение расстояния между свободными концами плоских пластин наконечника в закрытом виде (при растянутой пружине) и втянутой внутрь наконечника стабилизирующая плоскость, работающей при встречном или боковом движении природного воздушного потока.

Лопасть с изменяющимися габаритами содержит наконечник, состоящий из двух плоских пластин 1, соединенных вертикальным шарниром 2, оборудованного механизмом изменения габаритов профиля лопасти. Механизм изменения габаритов профиля лопасти состоит из двух тяг 3, закрепленных шарнирами 4 к каждой плоской пластине 1 наконечника и шарнирами 5, соединенными с муфтой 6, свободно передвигающейся по направляющей штанге 7, подвижная стабилизирующая плоскость 8 также соединена с подвижной муфтой 6 при помощи шарнира 5 и дополнительной тяги 13, направляющая штанга 7 снабжена отрегулированной пружиной 9, вставленной в телескопические цилиндры и соединяющая подвижную муфту 6 со стопором 10, установленным на направляющей штанге 7. Ребра жесткости 11 наконечника могут свободно перемещаться относительно друг друга. Шарниры 4 могут свободно или принудительно перемещаться по направляющей 12.

Лопасть ветротурбины работает следующим образом. При боковом и встречном воздействии воздушного потока вертикальные шарниры 4 перемещаются по направляющей 12, и при помощи двух тяг 3, перемещают муфту 6 по направляющей штанге 7 и растягивают отрегулированные пружины 9, при этом плоские пластины 1 наконечника лопасти, уменьшают раскрытие наконечника и втягивают стабилизирующую плоскость 8 внутрь наконечника, и тем самым снижают сопротивление лопасти воздушному потоку. При действии воздушного потока по направлению движения лопасти пружины 9 приходят в исходное положение, притягивают муфту 6 по направляющей штанге 7 к стопору 10, раскрывая плоские пластины 1 наконечника лопасти и выталкивая стабилизирующую лопасть 8 из наконечника.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Лопасть ветротурбины с изменяющимися габаритами включает наконечник, который изготовлен из плоских пластин, соединенных шарниром, наконечник снабжен отрегулированными пружинами, вставленными в телескопические цилиндры, которые закреплены шарнирами к плоским пластинам с одного конца и к стопору, находящемуся на оси симметрии наконечника, с другого конца. Наконечник лопасти снабжен механизмом изменения габаритов профиля лопасти, состоящим из двух тяг, каждая из которых шарнирно соединена с плоскостью наконечника и с муфтой, свободно передвигающейся по направляющей штанге, установленной по оси симметрии профиля лопасти, соединяющей шарнир, расположенный во входной части наконечника, и стопор, направляющая штанга снабжена отрегулированной пружиной, вставленной в телескопические цилиндры и соединяющей муфту со стопором, муфта соединена с подвижной стабилизирующей плоскостью при помощи шарнирно закрепленной на ней тяги. Изобретение направлено на повышение эффективности работы лопасти ветротурбины. 2 ил.

Лопасть ветротурбины с изменяющимися габаритами, включающая наконечник, который изготовлен из плоских пластин, соединенных шарниром, наконечник снабжен отрегулированными пружинами, вставленными в телескопические цилиндры, которые закреплены шарнирами к плоским пластинам с одного конца и к стопору, находящемуся на оси симметрии наконечника, с другого конца, отличающаяся тем, что наконечник лопасти снабжен механизмом изменения габаритов профиля лопасти, состоящим из двух тяг, каждая из которых шарнирно соединена с плоскостью наконечника и с муфтой, свободно передвигающейся по направляющей штанге, установленной по оси симметрии профиля лопасти, соединяющей шарнир, расположенный во входной части наконечника, и стопор, направляющая штанга снабжена отрегулированной пружиной, вставленной в телескопические цилиндры и соединяющей муфту со стопором, муфта соединена с подвижной стабилизирующей плоскостью при помощи шарнирно закрепленной на ней тяги.