Ветродвигатель Советский патент 1992 года по МПК F03D7/06 

1

(21)4751052/06

(22)03.10.89

(46)30.09.92. Бюл.№ 36

(75) В.М.Лятхер и В.Л.Смирнов

(56) Заявка ФРГ

Мг 3018211,кл. F 03 D 3/06, опублик. 1981.

Патент США №4504192, кл. 416-41, 1985.

Заявка Великобритании № 2186033, кл. F 03 D 3/06, опублик. 1988. (54) ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ

(57) Использование: получение электроэнергии путем преобразования энергии ветра. Сущность: на полом вертикальном валу 1 закреплены верхняя 6 и нижняя 7 полые траверсы, а на их периферийных концах размещены диаметрально противоположно полые лопасти 2 с щелевыми соплами 3 Полости в лопастях выполнены в виде изолированных камер 4 и 5, причем одна из камер каждой лопасти сообщена через полую траверсу с полостью вала. Сопла расположены на одной из поверхностей лопасти

И

а

СП

s

iOl

ФМ.1

и направлены в одну сторону относительно оси вращения, средство управления потоком выполнено в виде нагнетателя 8 и распределителя 9 потока, последний сообщен с нагнетателем и полостями траверс. Распределитель потока выполен поворотным, расположен внутри вала, коаксиально ему и имеет вид трубы с окнами 10, обращенными в противоположные стороны относительно оси вращения, причем каждое из окон сообИзобретение относится к ветроэнергетике и касается ветродвигателей с вертикальным валом.

Известен ветродвигатель с вертикальной осью вращения, снабженный устройством, изменяющим форму профиля лопастей 1. Недостатком ветродвигателя является конструктивная сложность этого устройства, что снижает надежность ветродвигателя.

Известен также ветродвигатель с вертикальным валом, соединенным с диаметрально противоположными полыми лопастями, снабженными перегородкой, делящей полость лопасти на два изолированных объема, щелевыми соплами и средством управления выдувом потока через сопла 2. Однако в данном устройстве выдув потока осуществлен с обеих поверхностей лопасти, что не увеличивает циркуляцию на лопасти и реализует только местные эффекты увеличения импульса в пограничном слое.

Известен также принятый за прототип ветродвигатель, содержащий вертикальный вал и диаметрально противоположные полые лопасти с щелевыми соплами и полостями, выполненными в виде двух изолированных камер, средство управления выдувом потока через сопла 3.

Недостатком прототипа является осуществление выдува потока на наветренной стороне ветроколеса навстречу ветру. Это снижает циркуляцию потока на лопастях и приводит к снижению энергетической эффективности ветродвигателя.

Целью изобретения .является повышение коэффициента использования энергии ветра за счет затягивания срыва потока на большие углы атаки.

Сущностью изобретения является осуществление еыдува потока на наветренной стороне ветроколеса внутрь ветродвигателя, а на подветренной стороне - наружу. Существенными признаками изобретения

щено с полостью соответствующей траверсы. Нагнетатель направляет поток в окна трубы распределителя и далее в камеры лопастей, а выдув потока происходит из щелевых сопел к центру ветроколеса с наветренной стороны и от центра с подветренной стороны. В связи с этим происходит затягивание срыва потока на большие углы атаки и повышается коэффициент использования энергии ветра. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

являются следующие; соединение вертикального вала с каждой лопастью парой полых элементов; расположение сопел вдоль одной из поверхностей лопасти и ориентация их в одну сторону относительно оси вращения; выполнение средств управления выдувом потока в виде нагнетателя и распределителя потока; сообщение изолированных объемов лопасти, один из которых

обращен к оси вращения, а другой - от оси вращения; выполнение вала полым и его сообщение с распределителем потока; расположение распределителя потока коаксиально внутри вала с возможностью

ориентации потока; выполнение распределителя в виде трубы с окнами, обращенными в противоположные стороны относительно оси вращения и сообщенными с полыми элементами, причем каждое из

окон сообщено с соответствующим полым элементом каждой лопасти.

На фиг, 1 схематически изображен предлагаемый ветродвигатель; на фиг.2,3 - сечения А-А и Б-Б на фиг. 1.

Ветродвигатель содержит вертикальный вал 1 и диаметрально противоположные полые лопасти 2 с щелевыми соплами 3 и полостями, выполненными в виде двух

изолированных камер 4 и 5, средство управления выдувом потока через сопла 3, Вал 1 выполнен полым, ветродвигатель снабжен верхними 6 и нижними 7 полыми траверсами, лопасти 2 укреплены между последними, причем одна из камер 4, 5 каждой лопасти 2 сообщена с полостью вала 1 посредством верхних траверс 6, а другая - посредством нижних траверс 7, сопла 3 расположены на одной из поверхностей лопасти 2 и направлены в одну сторону относительно оси вращения, средство управления потоком выполнено в виде нагнетателя 8 и распределителя 9 потока, последний сообщен с нагнетателем 8 и полостями траверс.

Кроме того, распределитель 9 потока выполнен поворотным, расположен внутри вала 1, коаксиально ему и имеет вид трубы с окнами 10, обращенными в противоположные стороны относительно оси враще- ния, причем каждое из окон 10 сообщено с полостью соответствующей траверсы.

Для ориентации на ветер распределителя может быть использован флюгер или устройство с отдельным приводом (на чертежах не показаны). Сопла 3 могут быть выполнены как в виде сплошных щелей, расположенных вдоль всего размаха лопасти 2, так и в виде отдельных щелевых участков с перемычками между ними.

Работа ветродвигателя происходит следующим образом,

Нагнетатель 8 через воздуховод направляет поток в распределитель 9 и через его окна 10 - в объемы лопастей 2, а выдув потока происходит из щелевых сопел 3. При этом массовый расход и скорость выдуваемого потока воздуха выбираются из условия достижения максимальной выработки вет- роагрегата.

Предлагаемый ветродвигатель при помощи нагнетателя потока 8 запускается в работу до необходимой раскрутки ветроко- леса, а также при остановке, торможении и ограничении частоты вращения, что расши- ряет эксплуатационные возможности.

2

Формула изобретения

Юиг.З