ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ С РЕГУЛИРУЕМЫМИ ВЕТРОНАПРАВЛЯЮЩИМИ ЭКРАНАМИ Российский патент 2022 года по МПК F03D3/04 F03D7/06 

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности, к ветродвигателям, и может быть использовано для получения механической и электрической энергии.

Известен ветродвигатель, содержащий вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения и расположенные снаружи ветротурбины по окружности свободноповорачивающиеся вокруг вертикальных осей ветронаправляющие экраны, где каждый ветронаправляющий экран снабжен роликами и установлен в раму на направляющие, расположенные по верхней и нижней ее граням с возможностью свободного перемещения по ним экранов в горизонтальном направлении, которые состоят из нескольких частей и выполненными раздвижными с возможностью принудительного изменения их ширины в зависимости от природной скорости ветра [Пат. 2264558 Российская Федерация, МПК⁷ F03D 3/04. Ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами / Б.П. Хозяинов, Д.Б. Хозяинов, М.Б. Лобанова. - №2004114942/06; заявл. 17.05.2004; опубл. 20.11.2005, Бюл. №32.].

Недостатком указанного устройства является то, что ветронаправляющие экраны недостаточно эффективно регулируют скорость воздушного потока в объеме ветротурбины и не обеспечивают надежной защиты ветротурбины от ураганных ветров и разрушения.

Технический результат заявляемого изобретения - повышение эффективности использования энергии ветра ветродвигателем с помощью ветронаправляющих экранов.

Указанный технический результат достигается тем, что в ветродвигателе с регулируемыми ветронаправляющими экранами, содержащем вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения и расположенные снаружи ветротурбины по окружности свободноповорачивающиеся вокруг вертикальных осей ветронаправляющие экраны, где каждый ветронаправляющий экран снабжен роликами и установлен в раму на направляющие, расположенные по верхней и нижней ее граням с возможностью свободного перемещения по ним экранов в горизонтальном направлении, которые состоят из нескольких частей и выполненными раздвижными с возможностью принудительного изменения их ширины в зависимости от природной скорости ветра, согласно заявляемому изобретению, направляющие, расположенные по верхней и нижней граням рамы, выполнены изогнутыми, а в качестве ветронаправляющих экранов использовано полотно, состоящее из узких вертикально расположенных пластин, шарнирно соединенных между собой, передвигающихся горизонтально по изогнутым направляющим в обоих направлениях.

Указанный технический результат достигается также тем, что по концам изогнутых направляющих установлены внутренние и внешние приводы, обеспечивающие горизонтальное передвижение полотна с помощью тросов как в одну, так и в другую сторону.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 представлен ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами, расположенными на всю ширину радиального участка изогнутых направляющих при скорости ветра от 0,5 до 5 м/с;

на фиг. 2 представлен ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами, расположенными только на части радиального участка изогнутых направляющих, при скорости ветра от 5 до 10 м/с;

на фиг. 3 представлен ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами, расположенными частично радиально и частично по контуру ветротурбины при скорости ветра от 10 до 15 м/с;

на фиг. 4 представлен ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами, расположенными по контуру ветротурбины при скорости ветра более 15 м/с;

на фиг. 5 представлен ветронаправляющий экран, выполненный в виде полотна, состоящего из узких вертикально расположенных пластин.

Ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами содержит ветротурбину 1 с вертикальной осью вращения, изогнутые направляющие 2 для перемещения ветронаправляющих экранов 3, выполненных в виде полотна 4, состоящего из узких вертикально расположенных пластин 5, шарнирно соединенных друг с другом, внутреннего привода 6 полотна 4, наружного привода 7 полотна 4, соединенных с полотном 4 при помощи тросов 8, позволяющих полотну 4 горизонтально передвигаться и накручиваться на вертикальную ось как внутреннего 6, так и внешнего 7 приводов.

Регулируемые ветронаправляющие экраны работают следующим образом. С помощью внутреннего привода 6 полотна 4, и наружного привода 7 полотна 4 с помощью тросов 8 осуществляется горизонтальное передвижение полотна 4 с установкой его на всю ширину радиального участка изогнутых направляющих 2, которое обеспечивает увеличение скорости ветра в объеме ветротурбины при природной скорости ветра от 0,5 до 5 м/с. При скорости ветра от 5 до 10 м/с полотно 4, оставаясь на радиальном участке укорачивается по ширине, закручиваясь на барабан наружного привода 7, предотвращая обтекание ветра всей установки и освобождая дополнительное пространство перед ветротурбиной, так как ветронаправляющие экраны становятся препятствием для прохождения воздушного потока к ветротурбине. При скорости ветра от 10 до 15 м/с полотно 4 частично прикрывает ветротурбину 1 от усилившейся скорости ветра и дозированно пропускает воздушный поток в объем ветротурбины, путем передвижения полотна 4 с помощью внутреннего привода 6. При скорости ветра более 15 м/с полотно 4 полностью закрывает ветротурбину, закручиваясь на барабан внутреннего привода 6, предотвращая разрушение ветротурбины 1.

Представленная конструкция ветронаправляющих экранов позволит регулировать скорость ветра в объеме ветротурбины и не позволит разрушиться как ветротурбине, так и установке в целом.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для получения механической и электрической энергии. Ветродвигатель содержит вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения и расположенные снаружи ветротурбины по окружности свободноповорачивающиеся вокруг вертикальных осей ветронаправляющие экраны. Каждый ветронаправляющий экран снабжен роликами и установлен в раму на направляющие, расположенные по верхней и нижней ее граням с возможностью свободного перемещения по ним экранов в горизонтальном направлении. Они состоят из нескольких частей и выполнены раздвижными с возможностью принудительного изменения их ширины в зависимости от природной скорости ветра. Направляющие, расположенные по верхней и нижней граням рамы, выполнены изогнутыми, а в качестве ветронаправляющих экранов использовано полотно, состоящее из узких вертикально расположенных пластин, шарнирно соединенных между собой, передвигающихся горизонтально по изогнутым направляющим в обоих направлениях. Технический результат – повышение эффективности использования энергии ветра ветродвигателем с помощью ветронаправляющих экранов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами, содержащий вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения и расположенные снаружи ветротурбины по окружности свободноповорачивающиеся вокруг вертикальных осей ветронаправляющие экраны, где каждый ветронаправляющий экран снабжен роликами и установлен в раму на направляющие, расположенные по верхней и нижней ее граням с возможностью свободного перемещения по ним экранов в горизонтальном направлении, которые состоят из нескольких частей и выполнены раздвижными с возможностью принудительного изменения их ширины в зависимости от природной скорости ветра, отличающийся тем, что направляющие, расположенные по верхней и нижней граням рамы, выполнены изогнутыми, а в качестве ветронаправляющих экранов использовано полотно, состоящее из узких вертикально расположенных пластин, шарнирно соединенных между собой, передвигающихся горизонтально по изогнутым направляющим в обоих направлениях.

2. Ветродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что по концам изогнутых направляющих установлены внутренние и внешние приводы, обеспечивающие горизонтальное передвижение полотна с помощью тросов как в одну, так и в другую сторону.