Ротор ветродвигателя Советский патент 1987 года по МПК F03D3/06 

Изобретение относится к ветроэнергетике и касается роторов .вентродвигателей.

Цель изобретения - повышение надежности и расширение диапазона работы.

На фиг. 1 схематически представлен ротор ветродвигателя; на фиг. 2 - вариант исполнения ротора; на фиг. 3 - лопасть ротора, поперечное сечение; на фиг. 4 - то же, вариант выполнения с силовыми элементами, расположенными по периметру лопасти; на фиг. 5 - то же, вариант выполнения с силовыми элементами, расположенными по хорде лопасти.

Ротор ветродвигателя содержит вертикальный вал 1 и лопасти 2, каждая из которых имеет крыловидную оболочку 3,расположенные внутри нее наполнитель 4 и силовые элементы 5, контактирующие с поверхностью оболочки 3. Силовые элементы 5 выполнены в виде предварительно натянутых канатов, закрепленных концами на валу 1, установленных с возможностью перемещения относительно оболочки 3 и дистационно зафиксированных друг относительно друга. Каждая лопасть 2 снабжена расположенными вдоль нее ярусами распорок 6, контактирующих с канатами элементов 5 и установленных с возможностью скольжения вдоль последних. Канаты элементов 5 расположены по периметру лопасти 2 и могут быть выполнены как стальными, так и из синтетических композиционных материалов.

Наполнитель 4 предназначен для повышения устойчивости при поперечном сжатии оболочки 3 и может быть выполнен из легких неметаллов, таких как пенопласт, пенополиуретан и т. п. Оболочка 3 выполнена из таких материалов как алюминиевые сплавы, композиционные волокнистые материалы, и ее замкнутая форма обеспечивает высокое сопротивление изгибу.

При вращении ротора на его лопасти 2 действуют помимо аэродинамических сил еще значительные центробежные нагрузки. Продольная устойчивость лопастей 2 обеспечивается предварительно натянутыми канатами элементов 5, воспринимающими растягивающие усилия, и оболочкой 3, воспринимающей изгибающие нагрузки. Контакт элементов 5

с оболочкой 3, а также с наполнителем 4 повышает поперечную устойчивость оболочки 3. При увеличении скорости ветра более расчетной натяжением канатов элементов 5 можно изменять кривизну лопастей 2 и их

геометрическое, расположение относительно вала 1, и тем самым, поддерживать требуемую частоту вращения ротора.

При изменении натяжения канатов деформаций профилей лопастей 2, ухудшающих их аэродинамическое качество, не происходит. Также не происходит и скручивание канатов друг с другом, поскольку последние отделены друг от друга распорками 6. Возможность скольжения элементов лопасти 2 относительно друг друга обеспечивает постоянство силовой схемы нагружения лопас

ти 2.

Формула изобретения

1. Ротор ветродвигателя, содержащий

вертикальный вал и лопасти, каждая из которых имеет крыловидную оболочку, расположенные внутри нее наполнитель и силовые элементы, контактирующие с поверхностью оболочки, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности и расширения диапазона работы, силовые элементы выполнены в виде предварительно натянутых канатов, закрепленных концами на валу, установленных с возможностью перемещения относительно оболочки и дистанционно зафиксированных друг относительно друга.

2. Ротор по п. 1, отличающийся тем, что каждая лопасть снабжена расположенными вдоль нее ярусами распорок, контактирующих с канатами и установленных с возможностью скольжения вдоль последних.

3. Ротор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что канаты расположены по периметру лопасти.

Фиг.1

Фиг,. 2

Изобретение позволяет повысить надежность и расширить диапазон работы. Сило- вые элементы 5 выполнены в виде предварительно натянутых канатов, расположенных по периметру лопасти (Л), закрепленных концами на валу. При изменении скорости ветра изменяется кривизна Л и их геометрическое расположение относительно вала, что позволяет поддерживать требуемую частоту вращения ротора. При изменении натяжения канатов не происходит их скручивания, т. к. они отделены друг от друга распорками 6. Возможность взаимного скольжения элементов Л обеспечивает постоянство силовой схемы их нагружения. 2 з.п.ф-лы, 5 ил. со О1 со со 05