початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2209999

Ветродвігатель для вітряків

Ім'я винахідника: АКАР О.І .; Зелінський А.М .; Медведєв М.М .; Пепелина А.Б.
Ім'я патентовласника: ТОВ "Мідером-К"
Адреса для листування: 125008, Москва, пр-д Черепанових, 36, кв.8, І.Д. Єфімова
Дата початку дії патенту: 2002.09.12

Винахід відноситься до вітроенергетики і стосується вітродвигунів з багатьма вітроколесами. Технічний результат, який досягається при здійсненні винаходу, полягає в створенні вітродвигуна, в якому забезпечується найбільш повне перетворення енергії вітру в корисну роботу за рахунок зменшення прохідного перерізу для вітрового потоку при проходженні його через вітродвигун і вибору форми і розташування лопатей і забезпечується за рахунок того, що вітродвигун містить горизонтальні вали з закріпленими на кожному з них двома лопатевими вітроколесами, осі валів розташовані паралельно один одному так, що лопаті одного вітроколеса на валу кожної сусідньої пари валів розташовані між лопатями двох вітроколіс другого валу, кожна лопать має трапецієподібну форму з кутом розчину, рівним половині кутового кроку розташування лопатей на одному ветроколесе, і на кожному валу лопаті одного вітроколеса зміщені щодо лопатей другого вітроколеса в окружному напрямку на половину кутового кроку.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до області вітроенергетики і стосується вітродвигунів з багатьма вітроколесами.

Відома вітроелектрична станція, яка містить горизонтальні вали з закріпленими на них вітроколесами. Вітроколеса встановлені в кожухах на рамі і кінематично з'єднані з генераторами (авторське свідоцтво СРСР 1280180, F 03 D 1/02, 1986).

Відомий вітродвигун, що містить горизонтальні вали з закріпленими на них вітроколесами. Вертикальні опори виконані у вигляді решіток з прямокутними осередками і лопатеві вітроколеса розташовані між гратами (авторське свідоцтво СРСР 1130033, F 03 D 1/02, 1985, найближчий аналог).

Недоліком обох відомих вітродвигунів є велика площа, яку займає поруч розташованими вітроколесами, і внаслідок цього неефективне використання енергії вітру з певної площі.

Завданням, розв'язуваної у винаході, є створення вітродвигуна, в якому забезпечується найбільш повне перетворення енергії вітру в корисну роботу за рахунок зменшення прохідного перерізу для вітрового потоку бреши проходженні його через вітродвигун і вибору форми і розташування лопатей.

Завдання, яке вирішується винаходом, досягається за рахунок того, що в вітродвигунів, що містить горизонтальні вали з закріпленими на них лопатевими вітроколесами, відповідно до винаходу на кожному валу закріплені два вітроколеса на однаковій відстані одна від одної, осі валів розташовані паралельно один одному так, що лопаті одного ветроколеса кожної сусідньої пари валів розташовані між лопатями двох вітроколіс другого валу, кожна лопать має трапецієподібну форму з кутом розчину, рівним половині кутового кроку розташування лопатей на одному ветроколесе, і на кожному валу лопаті одного вітроколеса зміщені щодо лопатей другого вітроколеса в окружному напрямку на половину кутового кроку.

Закріплення на кожному валу двох вітроколіс на однаковій відстані одна від одної, розташування осей валів паралельно один одному так, що лопаті одного вітроколеса кожної сусідньої пари валів розташовані між лопатями двох вітроколіс другого валу, виконання кожної лопаті трапецієподібної форми з кутом розчину, рівним половині кутового кроку розташування лопатей на одному ветроколесе, і зміщення на кожному валу лопатей одного вітроколеса щодо лопатей другого вітроколеса в окружному напрямку на половину кутового кроку дозволяє отримати близьку до мінімальної загальну площу відбору енергії вітру, що проходить через вітродвигун, а й сумарну площу проекції всіх лопатей обох вітроколіс на одному валу на площину, перпендикулярну до осі обертання вітроколіс, максимально близькою до площі захоплюваної лопатями, що дозволяє відбирати потужність всього вітрового потоку з захоплюваної поверхні.

Вітродвигун може бути забезпечений нерухомим циліндричним кожухом, що охоплює всі вітроколеса і висунутим перед вітроколесами не менше ніж на довжину лопаті, що дозволяє збільшити величину крутного моменту. При обертанні вітроколеса відкидають повітря в напрямку обертання і вперед проти напрямку потоку вітру. Відкинутий повітря відбивається кожухом так, що потік вітру, що набігає на вітроколеса, виявляється закрученим в сторону їх обертання, що збільшує крутний момент і тим самим ефективність вітроколіс. Через відображення цього повітря найбільша закрученность набігаючого потоку вітру досягається при циліндричному кожусі. Довжина кожуха визначається відстанню, на якому швидкість відбитого повітря близька до нуля. При оптимальних параметрах лопатей і швидкості обертання вітроколіс вона виявляється близькою до радіусу вітроколіс і тим самим до довжини лопатей.

Кожна лопать може бути виконана з плоскою навітряного стороною і з опуклою підвітряного стороною, гострими передньої і задньої крайками, що забезпечує зменшення втрат при обертанні лопатей і дозволяє створити найбільший крутний момент і швидкість обертання.

Кожна лопать може бути закручена, що дозволяє максимально використовувати площу лопатей для створення крутного моменту.

Опукла лопать може мати найбільшу товщину в середині її хорди, що забезпечує найменше профільне опір лопаті.

	На фіг. 1 зображений загальний вид вітродвигуна; на фіг.2 - вид вітродвигуна спереду; на Фіг.3 - вид вітродвигуна зверху; на фіг.4 - вид вітродвигуна збоку; на фіг.5 - вид на закручену лопать.

Вітродвигун містить горизонтальні вали 1, 2 із закріпленими на кожному з них двома лопатевими вітроколесами 3, 4 і 5, 6 на однаковій відстані l один від одного. Число валів може бути необмежена. Осі валів 1, 2 розташовані паралельно один одному так, що лопаті 7 одного вітроколеса 5 на валу 2 кожної сусідньої пари валів 1, 2 розташовані між лопатями 9 і 10 двох вітроколіс 3 і 4 другого вала 1. Лопаті 8 другого вітроколеса 6 на валу 2 перекривають лопаті 9 вітроколеса 4. Аналогічно лопаті 9 вітроколеса 4 на валу 1 сусідньої пари валів 1 і 2 розташовані між лопатями 8 і 7 двох вітроколіс 5 і 6 вала 2.

Кожна лопать 7 або 8, або 9, або 10 має трапецієподібну форму з кутом розчину, рівним половині кутового кроку t розташування лопатей на одному ветроколесе, і на кожному валу 1 або 2 лопаті 9 або 8 одного вітроколеса 4 або 6 зміщені щодо лопатей 10 або 7 другого вітроколеса 3 або 5 в окружному напрямку на половину кутового кроку t.

Вітродвигун може бути забезпечений нерухомим циліндричним кожухом 11, що охоплює всі вітроколеса 3, 4 і 5, 6 і т.п. і висунутим перед вітроколесами 4 і 6 не менше ніж на довжину лопаті L.

Кожна лопать може бути виконана з плоскою навітряного стороною 12 і опуклою підвітряного стороною 13, а й гострими передньою кромкою 14 і задньою кромкою 15.

Кожна лопать може бути закручена.

Кожна опукла лопать може мати найбільшу товщину в середині її хорди b.

Вітродвигун працює наступним чином.

Вітер, впливаючи на трапецієподібні лопаті 9, 10 і 8, 7 вітроколіс 4, 3 і 6, 5 викликає обертання валів 1 і 2. Вітер впливає спочатку на перекривають один одного лопаті 9 і 8 вітроколіс 4 і 6, що дозволяє отримати близьку до мінімальної загальну площу відбору енергії вітру, що проходить через вітродвигун і далі впливає на лопаті 10 і 7 вітроколіс 3 і 5, зміщені щодо лопатей 9 і 8, що дозволяє отримати сумарну площу проекції всіх лопатей обох вітроколіс 4, 3 або 6, 5 на одному валу 1 або 2 на площину, перпендикулярну до осі обертання вітроколіс, максимально близькою до площі захоплюваної лопатями, що дозволяє відбирати потужність всього вітрового потоку з захоплюваної поверхні.

При проходженні вітрового потоку через нерухомий циліндричний кожух 11, що охоплює всі вітроколеса 4, 3, 5 і 6, обертаються вітроколеса 4, 3, 5 і 6, лопаті яких відкидають повітря в напрямку обертання і вперед проти напрямку потоку вітру. Відкинутий повітря відбивається кожухом 11 так, що потік вітру, що набігає на вітроколеса, виявляється закрученим в сторону їх обертання, збільшуючи крутний момент і, тим самим, ефективність вітроколіс.

При набіганні вітру на лопаті з плоскою навітряного стороною 12 і опуклою підвітряного стороною 13, гострими передньою кромкою 14 і задньою кромкою 15 забезпечується зменшення втрат при обертанні лопатей, що дозволяє створити найбільший крутний момент і швидкість обертання.

При набіганні вітру на закручені лопаті досягається максимальне використання площі лопатей при створенні крутного моменту.

При набіганні вітру на опуклу лопать з найбільшою товщиною в середині її хорди b забезпечується найменше профільної опір лопаті.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. вітрових турбін, що містить горизонтальні вали з закріпленими на них лопатевими вітроколесами, що відрізняється тим, що на кожному валу закріплені два вітроколеса на однаковій відстані одна від одної, осі валів розташовані паралельно один одному так, що лопаті одного вітроколеса кожної сусідньої пари валів розташовані між лопатями двох вітроколіс другого валу, кожна лопать має трапецієподібну форму з кутом розчину, рівним половині кутового кроку розташування лопатей на одному ветроколесе, і на кожному валу лопаті одного вітроколеса зміщені щодо лопатей другого вітроколеса в окружному напрямку на половину кутового кроку.

2. Ветродвігатель по п.1, що відрізняється тим, що він забезпечений нерухомим циліндричним кожухом, що охоплює всі вітроколеса і висунутим перед вітроколесами не менше ніж на довжину лопаті.

3. вітрових по п.1 або 2, який відрізняється тим, що кожна лопать виконана з плоскою навітряного стороною і опуклою підвітряного стороною, гострими передньої і задньої крайками.

4. вітрових по п.3, що відрізняється тим, що лопать закручена.

5. вітрових по п.3 або 4, який відрізняється тим, що опукла лопать має найбільшу товщину в середині її хорди.

Версія для друку
Дата публікації 31.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів