ВЕРТИКАЛЬНО-ОСЕВАЯ ВЕТРОТУРБИНА Российский патент 2019 года по МПК F03D3/04 F03D9/25 

Изобретение относится к энергетике, в частности к возобновляемым источникам энергии - ветровым установкам с вертикальной осью вращения, и предназначено для локального (местного) получения энергии.

Известна «Вертикально - осевая ветротурбина», патент 2653641. Недостатком устройства является низкий КПД вследствие сужения концов лопастей, компрессии внутри покрытия нерабочей стороны ветроротора.

Задачей изобретения является создание устройства, позволяющего с высоким КПД производить забор ветровой энергии.

Технический эффект изобретения достигается путем модернизации устройства, в котором, за счет увеличения площади лопасти до прямоугольной формы и создания свободного воздушного канала внутри покрытия нерабочей стороны ветроротора, замены держателей противовеса покрытия антикрылом, увеличивается мощность, КПД устройства.

Признаками изобретения является то, что вертикально-осевая ветротурбина содержит вертикальную цилиндрическую опорную башню, вал внутри башни с генератором внизу вала, ветроротор с базой для лопастей и системой лопастей, закрепленный на верху вала, оперенное покрытие нерабочей стороны ветроротора с возможностью ориентации по ветру оперением в горизонтальной плоскости, противовесы оперения и покрытия. Держатель противовеса покрытия профилирован в виде антикрыла, причем, ближняя к ветроротору кромка держателя противовеса изогнута соответственно изгибу нижней кромки лопастей ветроротора. Лопасть ветроротора в вертикальном сечении представляет прямоугольник. Верхняя и нижняя стороны покрытия нерабочей стороны ветроротора находятся в горизонтальной плоскости и, соответственно, параллельны друг другу. Торец между верхней и нижней сторонами покрытия по внешней полуокружности в вертикальном сечении представляет угол.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен вид устройства сбоку, на фиг. 2 - вид устройства сверху, на фиг. 3 - вид устройства с фронта, на фиг. 4 - принцип работы антикрыла в предлагаемом устройстве.

Предлагаемое устройство (фиг. 1, 2, 3) состоит из ветроротора с базой 1 для лопастей и лопастями 2 в виде прямоугольника в вертикальном сечении, покрытия 3 нерабочей стороны ветроротора, держателя 4 для противовеса 5 покрытия 3, профилированного в виде антикрыла снизу ветроротора (с полуоборотом держателя - возможно расположение его сверху), оперения 6 с соответствующим противовесом 7. Ближняя к ветроротору кромка 8 держателя 4 изогнута соответственно изгибу кромок лопасти 2 (см. фиг. 2, 3). Покрытие 3 с противовесом 5 (и держателем 4) ориентировано на башенке ветротурбины в горизонтальной плоскости оперением 6. Верхняя и нижняя стороны покрытия 3 нерабочей стороны ветроротора находятся в горизонтальной плоскости и, соответственно, параллельны друг другу. Торец 10 между верхней и нижней сторонами покрытия 3 по внешней полуокружности в вертикальном сечении представляет угол, образующий свободный воздушный канал 9 внутри покрытия 3. Снаружи этот угол выполняет роль обтекателя.

Работает устройство следующим образом. Открытая часть устройства за счет оперения 6 постоянно ориентирована по направлению ветра и обеспечивает доступ воздушного потока к лопастям 2 и антикрылу 4. В работу вступает антикрыло 4 (фиг. 4), происходит увеличение скорости потока, и давление на лопасть увеличивается (см. фиг. 2, фиг. 4 - сечение А-А). Более высокому давлению на лопасть 2 способствует то, что ближняя к ветроротору кромка 8 антикрыла изогнута соответственно изгибу кромок лопастей ветроротора 2. Свободный воздушный канал 9 позволяет избежать завышенного давления (компрессии) внутри покрытия 3 при вращении ветроротора. Давление ветра периодически воздействует на каждую из лопастей ветроротора, он раскручивается. Генератор на валу с ветроротором вырабатывает э/энергию.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Вертикально-осевая ветротурбина содержит ветроротор с базой для лопастей и лопастями, закрепленный на вертикальном валу, оперение, покрытие нерабочей стороны ветроротора, соосное с валом и выполненное с возможностью ориентации по ветру оперением в горизонтальной плоскости, противовесы оперения и покрытия, снабжена профилированным в виде антикрыла держателем противовеса покрытия, находящимся снизу ветроротора. Ближняя к ветроротору кромка антикрыла изогнута соответственно изгибу кромок лопастей ветроротора. Лопасти ветроротора в вертикальном сечении представляют прямоугольник. Верхняя и нижняя стороны покрытия находятся в горизонтальной плоскости, торец между верхней и нижней сторонами покрытия по внешней полуокружности в вертикальном сечении представляет угол, образующий свободный воздушный канал внутри покрытия и обтекатель снаружи покрытия, при этом вертикальный вал расположен внутри опорной башни вертикально-осевой ветротурбины, а генератор на вертикальном валу с ветроротором вырабатывает энергию. Изобретение направлено на увеличение мощности. 4 ил.

Вертикально-осевая ветротурбина, содержащая ветроротор с базой для лопастей и лопастями, закрепленный на вертикальном валу, оперение, покрытие нерабочей стороны ветроротора, соосное с валом и выполненное с возможностью ориентации по ветру оперением в горизонтальной плоскости, противовесы оперения и покрытия, отличающаяся тем, что снабжена профилированным в виде антикрыла держателем противовеса покрытия, находящимся снизу ветроротора, причем ближняя к ветроротору кромка антикрыла изогнута соответственно изгибу кромок лопастей ветроротора, лопасти ветроротора в вертикальном сечении представляют прямоугольник, верхняя и нижняя стороны покрытия находятся в горизонтальной плоскости, торец между верхней и нижней сторонами покрытия по внешней полуокружности в вертикальном сечении представляет угол, образующий свободный воздушный канал внутри покрытия и обтекатель снаружи покрытия, при этом вертикальный вал расположен внутри опорной башни вертикально-осевой ветротурбины, а генератор на вертикальном валу с ветроротором вырабатывает энергию.