Роторний вітродвигун

03.04.2017

F03D3/06 — ротори

Власники патенту RU 2479748:

Державне освітнє установа вищого професійної освіти «Воронезький державний технічний університет» (RU)

Винахід відноситься до вітроенергетики і може бути використане для створення нових перетворювачів енергії вітру в електричну. Суть винаходу полягає в тому, що для зменшення поперечного перерізу ветроприемника, що рухається назустріч потоку, в роторному вітродвигун, що містить обертове підставу, траверси, колони з приймачами енергії і центральну стійку, приймачі енергії виконані у вигляді встановлених між верхніми і нижніми траверсами колон з частково охоплюють їх гнучкими шторками, закріпленими одним краєм по твірним колон, а іншим краєм пов’язаними тягами з відповідним краєм шторки протилежної колони, при цьому колони виконані порожнистими і забезпечені вікнами з перемичками, вікна розташовані на одній стороні колон, що йде по потоку. Винахід спрямовано на підвищення використання енергії повітряного потоку і, як наслідок, поліпшення енергетики установки. 5 іл.

Винахід відноситься до галузі вітроенергетики, зокрема до ветроэлектрогенераторным установок.

Відомі ветроэлектрогенераторная установка з вітродвигунів [1], що містить вежу, поворотна підставка, на якому встановлені вітроколеса і статорный елемент з сердечником, при цьому останній через повітряний зазор пов’язаний з роторними елементами, виконаними у вигляді постійних магнітів з полюсними наконечниками і встановленими на кінцях лопатей вітроколіс. В сердечнику статорного елемента виконані прорізи, а постійний магніт роторного елемента забезпечений бандажем, встановленим в прорізі сердечника статорного елемента.

З усіх відомих аналогів найбільш близьким до заявленого за сукупністю ознак є роторний вертикальний вітродвигун [2], що містить обертове підставу, траверси і приймачі енергії, при цьому приймачі енергії виконані у вигляді нерухомих щодо траверс колон з частково охоплюють їх гнучкими шторками вітрильного типу, причому один край шторок закріплений за утворюючим колон, а інший край пов’язаний з відповідним краєм шторки протилежної колони тягами, що забезпечують загортання шторки навколо однієї колони і розгортання шторки навколо протилежної колони.

Таким чином, роторний вітродвигун містить обертове підставу, траверси, колони з приймачами енергії і центральну стійку.

Недоліком даного вітродвигуна є низьке використання повітряного потоку.

Винахід спрямовано на підвищення використання повітряного потоку і, як наслідок, поліпшення енергетики установки.

Це досягається тим, що у роторного вітродвигуна, що містить обертове підставу, траверси, колони з приймачами енергії і центральну стійку, згідно винаходу приймачі енергії виконані у вигляді встановлених між верхніми і нижніми траверсами колон з частково охоплюють їх гнучкими шторками, закріпленими одним краєм по твірним колон, а іншим краєм пов’язаними тягами з відповідним краєм шторки протилежної колони, при цьому колони виконані порожнистими і забезпечені вікнами з перемичками, вікна розташовані на одній стороні колон, що йде по потоку.

Технічний результат, що полягає в зменшенні поперечного перерізу ветроприемника, що рухається назустріч потоку, полягає в тому, що колони виконані порожнистими і забезпечені вікнами з перемичками.

Сутність винаходу ілюструється кресленнями, де на фіг.1 показаний роторний вітродвигун, вид спереду (напрям вітру — на креслення), на фіг.2 — вид зверху, на фіг.3 — вид на колону, що рухається проти потоку, на фіг.4 — вид на колону, що рухається по потоку, на фіг.5 — вид на колону зверху.

Вітродвигун містить нерухоме підстава 1, передачу на 2 споживач 3 (наприклад, електрогенератор), обертове підставу 4 з траверсами 5, центральну стійку 6. Між верхніми і нижніми траверсами встановлені приймачі вітрової енергії, виконані у вигляді колон 7 з частково охоплюють їх гнучкими шторками 8 вітрильного типу, що представляють собою прямокутне полотнище. Одними краями 9 шторки закріплені за утворюючим циліндричних колон, а іншими рухомими через планки 10 пов’язані з тягами 11 з відповідним краєм шторки протилежної колони. Колони виконані порожнистими у вигляді труб, при цьому колони забезпечені вікнами 12 з перемичками 13. Вікна з перемичками розташовані на одній (по довжині) стороні колони. Таким чином, сторона колони, що йде проти потоку, гладка (див. фіг.3) і має мінімальний аеродинамічний опір, а сторона, що йде по потоку, являє собою завдяки вікнам 13 виїмку, що має велике аеродинамічний опір, тобто створює обертаючий момент.

Робота пристрою

При набіганні вітрового потоку відбувається переміщення вільних країв шторки з планкою з нейтрального положення — показано на фіг.2 пунктиром, в робоче положення, тобто шторка 8 у правій на фіг.2 колони розгортається і, захоплюючи вітровий потік, створює момент, що викликає обертання двигуна проти годинникової стрілки. При цьому шторка крайньої правої колони (показано на фіг.2), розвертаючись через тягу 11, з’єднану з планкою 10, загортає шторку крайньої лівої колони, що зменшує мидель її перетину, а це призводить до зменшення протидіючого моменту, тобто до збільшення корисного моменту.

Таким чином, орієнтація шторок на протилежних колонах наступна:

1) на колонах горизонтально розташовані траверси (фіг.2) — шторка на правій колоні відкрита, на лівій — закрита;

2) на вертикально розташованій траверсі (фіг.2) шторки щодо колон знаходяться в середньому положенні, при цьому не виключається невелика розкриття шторки у верхній колони. До аеродинамічного впливу шторки додається аеродинамічний вплив колон, при цьому у колони, що йде проти потоку, шторки перекочуються по перемичках 13 (фіг.5), створюючи мінімальний аеродинамічний опір. Кутове відкриття колони вікнами може бути менше 180°(фіг.5, кут АОВ).

Позитивною якістю даного двигуна є, поряд з простою конструкцією, автоматична зміна в бік зменшення поперечного перерізу ветроприемника, що рухається назустріч вітру, що покращує ефективність пристрою, при цьому порожнисті колони покращують енергетику установки.

Техніко-економічним перевагою даної вітроенергетичної установки є відносно висока енергетика установки, що дає можливість споруджувати установки з більш високим коефіцієнтом корисної дії.

Джерела інформації

1. Патент РФ №2211951 / A. M. Литвиненко. Ветроэлектрогенераторная установка, Б.В. №25, 2003; F03D 9/00.

2. Патент РФ №2370664/ А. М. Литвиненко. Роторний вертикальний вітродвигун, Б. В. №26, опубл. 27.09.09; F03D 3/06 (2006.01).

Роторний вітродвигун, що містить обертове підставу, траверси, колони з приймачами енергії і центральну стійку, відрізняється тим, що приймачі енергії виконані у вигляді встановлених між верхніми і нижніми траверсами колон з частково охоплюють їх гнучкими шторками, закріпленими одним краєм по твірним колон, а іншим краєм пов’язаними тягами з відповідним краєм шторки протилежної колони, при цьому колони виконані порожнистими і забезпечені вікнами з перемичками, вікна розташовані на одній стороні колон, що йде по потоку.

Короткий опис статті: вітрова енергетика

Джерело: Роторний вітродвигун

Також ви можете прочитати