Лопасть ветроэлектрической установки с противообледенительной системой Российский патент 2024 года по МПК F03D80/40 

Описание патента на изобретение RU2823835C1

Область техники

Изобретение относится к средствам предотвращения и борьбы с обледенением лопастей ветроэлектрических установок (ВЭУ), с формированием воздушного слоя вокруг внешней поверхности лопасти и распределенного ударно-волнового воздействия, неправленого на внешнюю поверхность лопасти.

Изобретение заключается в том, что лопасть ВЭУ состоит из двух корпусов, первого – внутреннего корпуса и второго – внешнего корпуса, и в малый объём лопасти, ограниченный внутренним и внешним корпусами лопасти, осуществляется импульсная подача воздушного потока, направленного от основания лопасти до ее вершины. Причем внешний корпус лопасти, как минимум в местах наиболее подверженных обледенению лопасти, выполнен с перфорациями, обеспечивающими связь указанного малого объёма лопасти с внешней поверхностью лопасти. А на внешней поверхности лопасти закреплен продуваемый эластичный супергидрофобный материал.

Предшествующий уровень техники

Обледенение лопастей ВЭУ, существенно влияет на эффективность, надежность и безопасность их работы. Обледенение изменяет профиль лопасти, что снижает её аэродинамические характеристики. Это приводит к уменьшению эффективности ВЭУ, так как установка не может эффективно преобразовывать энергию ветра в электроэнергию.

Обледенение также может привести к неравномерному распределению льда по поверхности лопасти, создавая дополнительные несимметричные нагрузки и вибрации. Это может повлиять на надежность работы оборудования и увеличить износ механизмов.

Помимо критического влияния обледенения на КПД и надежность работы, отрыв кусков льда с кромок лопастей, нагруженных ВЭУ во время работы может привести к повреждению как самой установки, поскольку, отрыв льда может создавать дополнительные нагрузки и динамические силы, а также может представлять опасность для людей и окружающей среды.

В целом, предотвращение и управление обледенением лопастей ВЭУ являются важными аспектами, для обеспечения стабильной и безопасной работы этих устройств в условиях холодного климата.

Для предотвращения обледенения лопастей ВЭУ используют различные технологии, такие как обогрев лопастей, применение гидрофобных покрытий, аэродинамические элементы и другие методы.

Основными способами в области борьбы с обледенением лопастей ВЭУ на сегодняшний день являются:

• оптимизация режимов работы и формы поверхности для снижения налипания льда за счет использования в том числе интеллектуальных алгоритмов работы ветроэнергетических установок (ВЭУ);

• разработка тепловых методов защиты от обледенения, например, используя циркуляцию нагретого воздуха в корпусе лопасти для передачи тепловой энергии на внешнюю поверхность лопасти, подверженной обледенению, благодаря внутренней теплопроводности;

• локальный нагрев поверхностей лопасти, подверженных обледенению, например, исследования ультразвуковых и вибрационных методов защиты от наледи и микроволнового излучения (например, СВЧ);

• предотвращение обледенения использованием гидрофобных покрытий.

Из уровня техники известны решения для предотвращения и борьбы с обледенением лопастей ВЭУ. Например, Способ и устройство для предотвращения обледенения лопастей ветряного генератора, раскрытое в описании публикации международной заявки на изобретение WO/2016/037476 от 18.03.2015.

Известный способ, заключается в том, что обеспечивают круговую циркуляцию горячего воздуха внутри лопасти от основания лопасти к ее вершине и обратно к основанию, предотвращая обледенение кромок и поверхности лопасти, путем установки в основание лопасти системы нагревания, внутри лопасти размещают воздуховод, на конце которого устанавливают дефлектор, разделяющий переднюю кромку лопасти на две части, обеспечивают движение горячего воздуха по направлению к вершине лопасти, а затем вдоль задней кромки лопасти обратно к ее основанию.

Недостатком известного способа является то, что в целях борьбы с обледенением необходимо подавать большое количество тепловой энергии в воздух, циркулирующий внутри лопасти, чтобы эффективно нагревать весь корпус лопасти, а в целях предотвращения обледенения, необходимо нагреть всю массу лопасти, и это ведет к тому, что потребляется большое количество энергии.

Также известна противообледенительная система для ветряной установки, техническое решение, взятое в качестве ближайшего аналога (прототипа), раскрыто в описании публикации международной заявки на изобретение WO/2004/036038, дата международной подачи 16.10.2003г. Известное устройство содержит помимо всего прочего:

средства для направления потока текучей среды (воздуха) внутрь объемов, ограниченных внутри лопастей ротора (ВЭУ). При этом лопасти ротора содержат по меньшей мере на части внешней поверхности окна (или отверстия), которые сообщаются с внутренним объемом лопастей и предназначены для выброса по меньшей мере части текучей среды наружу из лопастей для термодинамического взаимодействия текучей среды с ветром, сталкивающимся с частью поверхности, относящейся к окнам, и/или с водой и льдом, возможно находящимися на внешней поверхности лопасти.

Воздушный поток, выходящий из окон, расположенных на внешней поверхности лопасти, взаимодействует с ветром, сталкивающимся с лопастями, и создает воздушный слой или пленку на указанной внешней поверхности лопасти, снабженной указанными окнами, а именно после них по ходу потока. Такая воздушная пленка, вследствие известных тепловых и динамических эффектов, отклоняет поток текучей среды ветра от прямого столкновения с внешней поверхностью лопасти, таким образом нагревая поток и предотвращая конденсацию частиц, вызванную влажностью ветра, и образование льда.

В известном техническом решении предусмотрены различные формы указанных окон на внешней поверхности лопасти, предназначенных для сообщения внутреннего объема лопасти с внешней средой ортогонально набегающему потоку на лопасть, обеспечивающие замедление скорости исходящего потока, а также усиливать поток, сталкивающийся с лопастью. Такой процесс усиления потока, может улучшить общие аэродинамические характеристики лопасти и, таким образом, увеличить общую производительность ветрогенератора.

В данном техническом решении предусмотрено, что из отверстий на внешней поверхности лопасти выходит воздушный поток с более высокой температурой и большим давлением по сравнению с потоком ветра, сталкивающегося с поверхностью лопасти, и со значительно более низкой степенью влажности, формируя воздушный слой или пленку вокруг лопасти ветрогенератора.

Аэродинамический эффект состоит в отклонении указанной воздушной пленкой капель воды, снега иди льда и сталкивающихся с ней частиц различного характера (например, насекомых, песка). Этот эффект максимален при определенной скорости и величине частиц.

Другой вариант известного технического решения предусматривает расположение устройства для подачи сжатого воздуха в том числе импульсной подаче. Располагая сопла такого устройства во внутреннем объеме лопасти, по направлению к отверстиям на внешней поверхности лопасти, частично или полностью закрытыми льдом, можно подавать к ним импульсы сжатого воздуха.

Такое действие приводит к разрушению ледяных масс.

Общими признаками известного технического решения и заявленного изобретения являются: импульсная подача сжатого воздуха из-под поверхности лопасти и формирование воздушного слоя вокруг лопасти ВЭУ.

Недостатком известного технического решения является неравномерность распределения воздушного слоя вокруг лопасти ветрогенератора, вследствие чего лопасть подвержена обледенению в областях неустойчивости воздушного слоя, а также, в случае обледенения отверстий на внешней поверхности лопасти, заявленный аэродинамический эффект перестаёт работать.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей заявляемого технического решения является предотвращение и борьба с обледенением лопастей ВЭУ, что обеспечивается применением поверхностей выполненных из продуваемых эластичных супергидрофобных материалов, импульсной подачей воздуха и формированием воздушного слоя вокруг внешней поверхности лопасти.

Экспериментально показано, что применение супергидрофобных покрытий эффективно при борьбе с обледенением. Супергидрофобная поверхность эффективно отталкивает атмосферную влагу от поверхности и препятствует образованию больших агломератов наледи, уменьшает суммарную область, где лед крепится к поверхности, что существенно облегчает борьбу с ним.

Показано, что бороться с наледью тем легче, чем меньше наледи образовалось на лопасти. В связи с чем целесообразно использовать комплекс антиобледенительных воздействий, который позволяет не только бороться с образованием наледи, но и препятствовать процессу её образования.

Техническое решение, предлагаемое в настоящем изобретении, состоит в том, что:

В малый объём лопасти, ограниченный внутренним и внешним корпусами лопасти, осуществляется импульсная подача воздушного потока, формируя в нем избыточное давление. Вследствие чего воздух из малого объёма лопасти, посредством реактивного движения, через перфорированный внешний корпус лопасти поступает на внешнюю поверхность лопасти, формируя воздушный слой вокруг лопасти, препятствующий контакту указанной внешней поверхности лопасти с атмосферной влагой.

На внешней поверхности лопасти закреплен слой продуваемого эластичного супергидрофобного материала, препятствующий закреплению атмосферной влаги и ее намерзанию на указанной внешней поверхности, а также за счет испытываемого распределенного ударно-волнового воздействия, вследствие импульсной подачи воздушного потока в малый объём лопасти, способствует сбрасыванию атмосферной влаги, а также разрушению образовавшейся наледи на внешней поверхности лопасти.

Также продуваемый эластичный супергидрофобный материал обеспечивает равномерное распределение воздушного слоя вокруг лопасти и его устойчивость. А в случае образования наледи на внешней поверхности лопасти, формирует воздушный карман между эластичным продуваемым супергидрофобным материалом и наледью, который совместно с распределенным ударно-волновым воздействием на эластичную поверхность способствует разрушению образовавшейся наледи.

Образование воздушного слоя вокруг внешней поверхности лопасти, способствует улучшению ее аэродинамических характеристик, что в свою очередь увеличивает КПД ветроэлектрической установки.

Краткое описание прилагаемых чертежей

Предлагаемое устройство лопасти ВЭУ поясняется нижеследующим описанием и чертежами, где на Фиг. 1 и Фиг. 2 представлен условный пример функциональной схемы устройства части лопасти ВЭУ, реализующее заявленное изобретение, на Фиг. 3 представлен другой вариант осуществления изобретения, а на Фиг. 4 представлена раскадровка видео эксперимента реализации изобретения.

Указанное устройство лопасти, согласно схеме, представленной на Фиг. 1, содержит, например:

100 – лопасть ветроэлектрической установки (ВЭУ), содержащая: 101 – внутренний (первый) корпус лопасти (100), V1 – внутренний объём лопасти (100), ограниченный первым корпусом (101), 102 – внешний (второй) перфорированный корпус лопасти (100), V2 – малый внутренний объём лопасти (100), ограниченный первым корпусом (101) и вторым корпусом (102) лопасти (100), 51 – внешний компрессор, 53 – внешний электромагнитный клапан, 61 – внешний модуль управления, P – импульсный воздушный поток, направленный в малый внутренний объём (V2) лопасти (100).

На Фиг. 2 представлена иллюстрация схематического изображения части лопасти (100) ВЭУ в разрезе, содержащая, например:

100 – лопасть ветроэлектрической установки (ВЭУ) содержащая: 101 – внутренний (первый) корпус лопасти (100), V1 – внутренний объём лопасти (100) ограниченный первым корпусом (101), 102 – внешний (второй) перфорированный корпус лопасти (100), V2 – малый внутренний объём лопасти (100), ограниченный первым корпусом (101) и вторым корпусом (102) лопасти (100), 30 – слой продуваемого эластичного супергидрофобного материала, например, фторопластовый нетканый материал (фторполимер), закрепленный на внешней поверхности второго корпуса (102), и образующий внешнюю поверхность лопасти (100).

На Фиг. 2 также обозначены: А – внешний набегающий поток перпендикулярный лопасти (100) ВЭУ, S – воздушный слой вокруг внешней поверхности (30) лопасти (100), L – воздушный поток через перфорированный второй корпус (102) лопасти (100) и слой фторопластового нетканого материала (30) на внешнюю поверхность лопасти (100).

На Фиг. 3 представлена иллюстрация схематического изображения варианта реализации заявленного изобретения, согласно схеме содержащее, например:

100 – лопасть ветроэлектрической установки (ВЭУ), содержащая: 101 – внутренний (первый) корпус лопасти (100), V1 – внутренний объём лопасти (100), ограниченный первым корпусом (101), 102 – внешний (второй) перфорированный корпус лопасти (100), V2 – малый внутренний объём лопасти (100), ограниченный первым корпусом (101) и вторым корпусом (102) лопасти (100), 351 – компрессор, 353 – электромагнитный клапан, 61 – внешний модуль управления, P – импульсный воздушный поток, направленный в малый внутренний объём (V2) лопасти (100).

Детальное описание чертежей

Далее будут рассмотрены особенности реализации заявленного изобретения, иллюстрируемые приложенными чертежами.

Если в нижеследующем описании, а также формуле изобретения, говорится что элемент «соединен» или «сопряжен» с другим элементом, то элемент может быть «непосредственно соединен» с другим элементом или иметь с ним электрическую, оптическую и прочую связь, непосредственно напрямую или через третий элемент.

Кроме того, если иное не оговорено особо, термин «содержит» и его производные («содержащий», «содержащийся», «включающий в себя» и иные аналогичные термины) понимается как включение указанных элементов, но не как исключение любых других элементов.

Для достижения указанного технического результата, предложенное устройство для реализации заявленного изобретения включает в себя следующие элементы и их связи на Фиг. 1:

Лопасть (100) ВЭУ, состоящая из первого корпуса (101), образующего внутренний объём (V1) лопасти (100), и второго перфорированного корпуса (102), образующего малый внутренний объём (V2) лопасти (100), ограниченного первым (101) и вторым (102) корпусами лопасти (100). Малый внутренний объём (V2) лопасти (100) соединен с внешним компрессором (51) и внешним электромагнитным клапаном (53), а также через перфорированный второй корпус (102) с внешней поверхностью лопасти (100).

Внешние компрессор (51) и электромагнитный клапан (53) соединены с внешним модулем управления (61).

Импульсный воздушный поток (P) направлен в малый внутренний объём (V2) лопасти (100) в направлении от внешних компрессора (51) и электромагнитного клапана (53).

На Фиг. 2 изображены следующие элементы заявленного устройства и их связи, например:

Лопасть (100), содержащая первый корпус (101), второй перфорированный корпус (102), внутренний объём (V1) лопасти (100), ограниченный первым корпусом (101), малый внутренний объём (V2) лопасти (100) ограниченный первым корпусом (101) и вторым перфорированным корпусом (102). На внешней стороне второго перфорированного корпуса (102) закреплен слой продуваемого эластичного супергидрофобного материала (30), например, фторопластовый нетканый материал (фторполимер), образующий внешнюю поверхность лопасти (100).

Импульсный воздушный поток (P), направленный в малый внутренний объём (V2), формирует реактивный воздушный поток (L) направленный сквозь второй перфорированный корпус (102) лопасти (100) и слой фторопластового нетканого материала (30), образующий внешнюю поверхность лопасти (100), сталкиваясь с внешним набегающим потоком, (A) формирует воздушный слой (S) вокруг внешней поверхности (30) лопасти (100).

На Фиг. 3 изображены следующие элементы другого варианта осуществления заявленного устройства и их связи, например:

Лопасть (100) ВЭУ, состоящая из первого корпуса (101), образующего внутренний объём (V1) лопасти (100), и второго перфорированного корпуса (102), образующего малый внутренний объём (V2) лопасти (100) ограниченного первым (101) и вторым (102) корпусами лопасти (100).

Внутренний объём (V1) лопасти (100) содержит компрессор (351) и электромагнитный клапан (353) соединённые с внешним модулем управления (61) и воздуховодом (307).

Малый внутренний объём (V2) лопасти (100) соединен внутренним объёмом (V1), а также через перфорированный второй корпус (102) с внешней поверхностью лопасти (100).

Импульсный воздушный поток (P) направлен в малый внутренний объём (V2) лопасти (100) в направлении от компрессора (351) и электромагнитного клапана (353).

Подробное описание осуществления изобретения

Далее будут детально рассмотрены особенности реализации заявляемого изобретения, иллюстрируемые приложенными чертежами.

Для того чтобы достичь вышеуказанного технического результата, предложенное устройство лопасти (100) ветроэлектрической установки (ВЭУ) включает в себя (см. Фиг. 1 и Фиг. 2, которые иллюстрируют примерный вариант осуществления заявленного изобретения) следующие элементы и их связи:

Лопасть (100) ВЭУ, состоящая из первого корпуса (101) лопасти (100) и второго перфорированного корпуса (102) лопасти (100). Первый корпус (101) лопасти (100) ограничивает внутренний объём (V1) лопасти (100), а малый внутренний объём (V2) лопасти (100) ограничен первым корпусом (101) и вторым перфорированным корпусом (102) лопасти (100).

Малый внутренний объём (V2) лопасти (100) соединен с внешним компрессором (51) и внешним электромагнитным клапаном (53), обеспечивающими подачу импульсного воздушного потока (P) в указанный малый внутренний объём (V2) лопасти (100) в направлении от основания лопасти (100) к ее вершине.

Перфорации во втором корпусе (102) лопасти (100) выполнены как минимум в местах наиболее вероятного обледенения лопасти (100), причем каждое отверстие обеспечивает связь малого внутреннего объёма (V2) лопасти (100) с внешней поверхностью (30) лопасти (100).

На внешней поверхности второго корпуса (102) лопасти (100) закреплен слой продуваемого эластичного супергидрофобного материала (30), например, фторопластовый нетканый материал (фторполимер), образующий внешнюю поверхность (30) лопасти (100). Фторопластовый нетканый материал (30) образует продуваемое эластичное супергидрофобное покрытие, такое покрытие выполнено с возможностью его замены.

Внешние компрессор (51) и электромагнитный клапан (53) соединены с внешним модулем управления (61) задающим амплитуду импульсов подачи воздуха (P) в малый внутренний объём (V2) лопасти (100). Амплитуда импульсов задаётся исходя из сложившихся метеорологических условий и угрозы обледенения лопасти (100).

Импульсный воздушный поток (P), направленный в малый внутренний объём (V2) лопасти (100), направленный от основания лопасти (100) к её вершине, формирует реактивный воздушный поток (L), направленный через перфорации во втором корпусе (102) лопасти (100) и слой фторопластового нетканого материала (30) на внешнюю поверхность (30) лопасти (100), где сталкиваясь с внешним набегающим воздушным потоком (A), перпендикулярным лопасти (100), формирует воздушный слой (S) вокруг внешней поверхности (30) упомянутой лопасти (100). Сформированный воздушный слой (S) вокруг внешней поверхности (30) лопасти (100), препятствует контакту атмосферной влаги (туман, капли дождя, снег, лед и пр.) и её намерзанию на внешней поверхности (30) лопасти (100).

А импульсы воздушного потока (P) оказывают ударно-волновое воздействие через слой фторопластового нетканого материала (30) на скопившуюся атмосферную влагу или образовавшуюся наледь на внешней поверхности (30) лопасти (100).

В случае образования наледи на внешней поверхности (30) лопасти (100), направленный на внешнюю поверхность (30) реактивный поток воздуха (L) формирует воздушный слой (S) между льдом и фторопластовым нетканым материалом (30), что в совокупности с ударно-волновым воздействием способствует разрушению и удалению наледи с внешней поверхности (30) лопасти (100).

Причем, слой фторопластового нетканого материала (30), вследствие своей супергидрофобности, обеспечивает в реактивном воздушном потоке (L), направленном на внешнюю поверхность (30), более низкий процент влажности, чем во внешнем набегающем потоке воздуха (A), что также способствует удалению влаги с внешней поверхности (30) лопасти (100), а также упомянутый слой фторопластового нетканого материала (30) обеспечивает равномерное распределение воздушного слоя (S) вокруг лопасти (100) и его устойчивость.

Существует вариант осуществления изобретения, описанного выше, в котором, часть второго корпуса (102) лопасти (100), как минимум наиболее подверженная обледенению, изготовлена из каркасной сетки с закрепленным на ней фторопластовым нетканым материалом (30), являющимся внешней поверхностью (30) лопасти (100).

Существует вариант осуществления изобретения описанного выше, в котором в малый внутренний объём (V2) лопасти (100) производится импульсная подача (P) подогретого воздуха. В данном варианте осуществляется еще и термическое антиобледенительное воздействие.

Существует вариант осуществления изобретения описанного выше, в котором в малый внутренний объём (V2) лопасти (100) производится импульсная подача (P) сжатого воздуха. В указанном варианте осуществления изобретения вместо внешнего компрессора (51) используется емкость для сжатого воздуха, внешний электромагнитный клапан (53) и внешний модуль управления (61). Так же указанная емкость для сжатого воздуха может содержать специально подготовленную газовую смесь.

Существует вариант осуществления изобретения описанного выше, в котором лопасть (100) ВЭУ, содержит в своем внутреннем объёме (V1), компрессор или емкость для сжатого воздуха (351) и электромагнитный клапан (353), соединенные с воздуховодом (307), внешним модулем управления (61) и малым внутренним объёмом (V2) лопасти (100).

В указанном варианте осуществления изобретения по воздуховоду (307) в компрессор (351), расположенный во внутреннем объёме (V1) лопасти (100) поступает воздушный поток, далее через электромагнитный клапан (353) импульсный воздушный поток (P) направляется в малым внутренним объёмом (V2) лопасти (100).

Существует вариант осуществления изобретения, описанного выше, в котором малый внутренний объём (V2) лопасти (100) соединен вместо внешнего компрессора (51) или компрессора (351) с трубкой Ранка, например, с «горячим» концом трубки Ранка, в целях направления в малый внутренний объём (V2) лопасти (100), воздушного потока (P) с более высокой температурой чем во внешнем набегающем воздушном потоке (A).

Экспериментальные результаты

Проведенный эксперимент с ударно-волновым воздействием и подачей воздушного потока из-под поверхности показал, что данные методы отлично друг друга дополняют.

Ударно-волновое воздействие реализовано за счет создаваемых импульсов давления внутри лопасти. Метод импульсной подачи воздуха создавался с помощью компрессора и электромагнитного клапана, который позволял создавать импульсы с заданной частотой. Период накопления воздуха и длительность подачи воздуха задавались контроллером, который в свою очередь управлялся модулем управления экспериментом.

Проведенный эксперимент с ударно-волновым воздействием и формированием воздушного слоя вокруг внешней поверхности показал, что данные методы отлично друг друга дополняют. В отдельности ударно-волновое воздействие не может справится со всей обледененной поверхностью, так как воздействует на лед локально в месте непосредственного соприкосновения с тканью. Подача воздушного потока из-под поверхности создает воздушный карман между льдом и фторполимерным покрытием, что также недостаточно для полного разрушения льда. Комбинация данных методов позволяет полностью избавиться ото льда.

В эксперименте использовался метод импульсной подачи воздушного потока из-под поверхности лопасти, формирующий воздушный слой вокруг внешней поверхности и оказывающий ударно-волновое воздействие на обледенение.

Экспериментально показано, что сформированный воздушный слой препятствует каплям влаги в аэродинамическом потоке подлетать и примерзать к поверхности, вследствие чего образование льда происходит значительно медленнее, чем при отсутствии воздушного слоя, например, образование 1 мм льда при импульсной подаче воздушного потока занимает 10 минут и 1 минуту при его отсутствии, что увеличивает время образования льда на порядок.

Похожие патенты RU2823835C1

название год авторы номер документа
Лопасть ветроэлектрической установки с противообледенительной системой 2023
  • Меледин Владимир Генриевич
  • Двойнишников Сергей Владимирович
  • Кабардин Иван Константинович
  • Какаулин Сергей Витальевич
  • Зуев Владислав Олегович
  • Зубанов Кирилл Сергеевич
  • Бакакин Григорий Владимирович
  • Ледовский Вадим Евгеньевич
RU2825497C1
ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНО-АЭРОСТАТНЫЙ ВЕТРОГЕНЕРАТОР 2017
  • Губанов Александр Владимирович
RU2642008C1
Аэродинамическая климатическая установка для исследования влияния обледенения на кинематические и силовые параметры лопастей ветрогенераторов 2023
  • Кабардин Иван Константинович
  • Меледин Владимир Генриевич
  • Двойнишников Сергей Владимирович
  • Бакакин Григорий Владимирович
  • Гордиенко Максим Романович
  • Какаулин Сергей Витальевич
  • Павлов Владимир Антонович
  • Рахманов Виталий Владиславович
RU2824334C1
СПОСОБ ПРИВОДА КОЛЕС ШАССИ САМОЛЕТА И ШАССИ САМОЛЕТА С ПРИВОДОМ КОЛЕС 2011
  • Ивандаев Сергей Иванович
RU2495792C2
РОТОРНАЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА НАЗЕМНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА 2011
  • Баклин Андрей Александрович
  • Голощапов Владлен Михайлович
  • Вострокнутов Евгений Владимирович
  • Каргин Святослав Юрьевич
  • Сидоров Николай Николаевич
  • Урекин Вадим Сергеевич
RU2480349C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЛАГОРОДНОГО МЕТАЛЛА ИЗ ТЕХНОГЕННЫХ ОТВАЛОВ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВОЛН РАЗЛИЧНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ 2009
  • Бахарев Сергей Алексеевич
RU2422209C1
АТОМНЫЙ АВИАНЕСУЩИЙ ЭКРАНОПЛАН (ААЭП) И ЕГО КОМБИНИРОВАННЫЕ БИНАРНЫЕ ЦИКЛЫ ПРОПУЛЬСИВНОГО НАЗНАЧЕНИЯ С ЯДЕРНЫМИ РЕАКТОРАМИ 2021
  • Севастьянов Владимир Петрович
  • Петров Алексей Иванович
  • Севастьянов Дмитрий Владимирович
RU2817686C1
Сепаратор для очистки газа 2019
  • Приймак Олег Анатольевич
  • Мневец Николай Владимирович
  • Галдина Лариса Борисовна
  • Приймак Дарья Олеговна
  • Снежков Владимир Владимирович
  • Гузенков Сергей Иванович
  • Шибанов Андрей Владимирович
  • Иванова Мария Викторовна
  • Шумская Виктория Юрьевна
RU2729572C1
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ЛЬДА С ЛОПАСТЕЙ ВЕНТИЛЯТОРА ДВИГАТЕЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА В ПОЛЕТЕ 2023
  • Модорский Владимир Яковлевич
  • Максимов Данила Сергеевич
RU2815119C1
АЭРОВЕТРОЭНЕРГОСТАТ ПРОТИВООБЛЕДЕНИТЕЛЬНЫЙ 2018
  • Губанов Александр Владимирович
RU2679060C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 823 835 C1

Реферат патента 2024 года Лопасть ветроэлектрической установки с противообледенительной системой

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к средствам предотвращения и борьбы с обледенением. Лопасть ВЭУ состоит из двух корпусов, внутреннего корпуса и внешнего корпуса. В малый объем лопасти, ограниченный внутренним и внешним корпусами, осуществляется импульсная подача воздушного потока, направленного от основания лопасти до ее вершины. Внешний корпус лопасти, как минимум в местах наиболее подверженных обледенению, выполнен с перфорациями, обеспечивающими связь указанного малого объема лопасти с внешней поверхностью. На внешней поверхности лопасти закреплен продуваемый фторопластовый нетканый материала. Перфорированный второй корпус предназначен для создания воздушного слоя вокруг внешней поверхности лопасти, препятствующего контакту указанной внешней поверхности с внешним набегающим потоком перпендикулярным лопасти. Слой фторопластового нетканого материала предназначен для создания ударно-волнового воздействия на образования наледи на внешней поверхности лопасти, вследствие импульсной подачи воздушного потока в малый внутренний объём лопасти и обеспечивает меньший процент влажности воздуха в воздушном слое вокруг внешней поверхности лопасти, чем в набегающем потоке воздуха и его равномерное распределение вокруг лопасти, его устойчивость. Амплитуда импульсов воздушного потока задается внешним модулем управления в зависимости от метеорологических условий. Техническим результатом является предотвращение и борьба с обледенением лопастей ВЭУ для улучшения ее аэродинамических характеристик. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула изобретения RU 2 823 835 C1

1. Лопасть (100) ветроэлектрической установки (ВЭУ) с противообледенительной системой, содержащая первый корпус (101), второй корпус (102), внешний компрессор (51), внешний электромагнитный клапан (53), внешний модуль управления (61), причем первый (101) и второй (102) корпусы лопасти (100) ограничивают малый внутренний объём (V2) лопасти (100), соединенный с упомянутыми внешними компрессором (51) и электромагнитным клапаном (53), предназначенными для создания импульсного воздушного потока (P), направленного в упомянутый малый внутренний объём (V2) лопасти (100), а также соединены с внешним модулем управления (61), отличающаяся тем, что второй корпус (102) лопасти (100) выполнен с перфорациями, как минимум в местах наиболее вероятного обледенения лопасти (100), причем каждое отверстие обеспечивает связь малого внутреннего объёма (V2) лопасти (100) с внешней поверхностью (30) лопасти (100), а указанная внешняя поверхность (30) образована слоем фторопластового нетканого материала, закрепленного на внешней поверхности второго корпуса (102) лопасти (100), причем перфорированный второй корпус (102) лопасти (100) предназначен для создания воздушного слоя (S) вокруг внешней поверхности (30) лопасти (100), препятствующего контакту указанной внешней поверхности (30) с внешним набегающим потоком (A) перпендикулярным лопасти (100), а слой фторопластового нетканого материала (30) предназначен для создания ударно-волнового воздействия на образования наледи на внешней поверхности (30) лопасти (100), вследствие импульсной подачи воздушного потока (P) в малый внутренний объём (V2) лопасти (100), а также обеспечивает меньший процент влажности воздуха в воздушном слое (S) вокруг внешней поверхности (30) лопасти (100), чем в набегающем потоке воздуха (A) и его равномерное распределение вокруг лопасти (100), его устойчивость, причем амплитуда импульсов воздушного потока (P) задается внешним модулем управления (61) в зависимости от метеорологических условий.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что лопасть (100) содержит во внутреннем объёме (V1) компрессор (351) и электромагнитный клапан (353), соединенные с воздуховодом (307), внешним модулем управления (61) и малым внутренним объёмом (V2) лопасти (100).

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что импульсный воздушный поток (P) предварительно нагревается.

4. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что малый внутренний объёмом (V2) лопасти (100) подается сжатый воздух.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2823835C1

WO 2004036038 A1, 29.04.2004
CN 109469580 A, 15.03.2019
СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОБРАЗОВАНИЯ И УДАЛЕНИЯ ЛЬДА 2020
  • Данилаев Максим Петрович
  • Дорогов Николай Васильевич
  • Зуева Екатерина Михайловна
  • Карандашов Сергей Алексеевич
  • Куклин Владимир Александрович
  • Михайлов Сергей Анатольевич
RU2756065C1
US 2010135794 A1, 03.06.2010
Устройство для защиты конструкций летательного аппарата от обледенения 1990
  • Комаров Владимир Александрович
  • Хильченко Николай Федосеевич
  • Егоршев Анатолий Викторович
SU1779643A1

RU 2 823 835 C1

Авторы

Меледин Владимир Генриевич

Кабардин Иван Константинович

Двойнишников Сергей Владимирович

Какаулин Сергей Витальевич

Рахманов Виталий Владиславович

Бакакин Григорий Владимирович

Гордиенко Максим Романович

Главный Владимир Геннадьевич

Даты

2024-07-30Публикация

2023-12-29Подача