| 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) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2075631
Ветродвігатель
Ім'я винахідника: Забігаєв О.І .; Забігаєв Н.І .; Горбунов Ю.М .; Анопов В.М .; Демкин В.В .; Новак Ю.І .; Соболь Я.Г.
Ім'я патентовласника: Товариство з обмеженою відповідальністю - Фірма "Общемаш- інжиніринг"; Науково-виробниче об'єднання "Вітроен"
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1994.04.07
Використання: вітродвигуни відносяться в вітроенергетиці. Суть винаходу: вітродвигун містить горизонтальний вал 5 до встановлених на ньому на відстані одне від іншого двома вітроколесами 1, 2, забезпеченими лопатями. Вітроколеса 1, 2 закріплені на валу 5 жорстко, при цьому лопаті 1 за напрямком вітру вітроколеса 1 зміщені щодо лопаті вітроколеса 2 в окружному напрямку в бік обертання вітроколіс на кут a, що визначається зі співвідношення 
де b max - хорда лопаті вітроколеса в максимальному його перетині, R-максимальний радіус вітроколеса, а відстань між вітроколесами 1 і 2 виконано відповідним (0,6 ... 1,8) b max. Лопаті першого вітроколеса 1 виконані з кутами заклинювання, що перевищують відповідні кути заклинювання лопатей другого вітроколеса 2. на 2 ... 10 градусів.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до вітроенергетики і може бути використано в вітроенергетичних установках з горизонтальною віссю обертання. Відомий вітродвигун, що містить горизонтально розташований вал і встановлені на ньому два вітроколеса з лопатями. (а.с. N 1286804, кл. F 03 D 7/02, 1985р.)
Недоліком даного вітродвигуна є те, що в ньому перше у напрямку вітру вітроколесо щодо другого вітроколеса встановлюється довільно.
Лопаті другого вітроколеса можуть перебувати в аеродинамічній тіні від лопатей першого вітроколеса, чому перетин двох вітроколіс використовується неоптимальним чином, що знижує ефективність використання такого відомого технічного рішення і відповідно знижує його потужність.
Так, сумарна потужність, що розвивається таким здвоєним вітроколеса менше, ніж потужність, що розвивається двома окремо встановленими вітроколесами.
Мета винаходу полягає в підвищенні потужності вітродвигуна і коефіцієнта використання енергії вітру при одночасному зменшенні поперечних габаритів вітроколеса і розширенні діапазону робочих швидкостей вітрових потоків.
Поставлена мета досягається за рахунок того, вітроколеса 1 і 2 закріплені на валу 5 жорстко, при цьому лопаті першого по напрямку вітру вітроколеса 1 зміщені щодо лопатей другого вітроколеса 2 в окружному напрямку в бік обертання вітроколіс на кут a, що визначається зі співвідношення
де b max -хорда лопаті вітроколеса в максимальному його перетині,
R-максимальний радіус вітроколеса,
а відстань вежду вітроколесами 1 і 2 виконано складовим (0,6.1,8) b max.
Лопаті першого вітроколеса 1 виконані з кутами заклинювання, що перевищують відповідні кути заклинювання лопатей другого вітроколеса 2 на 2.10 o.
 |
 |
 |
На фіг. 1 схематично представлений загальний вид заявленого вітроколеса, на фіг. 2 перетин Б-Б, на фіг. 3 перетин В-В і схема обтікання лопатей вітроколеса повітряним потоком при робочому режимі обертання вітродвигуна. Вітродвигун містить вітроколеса 1 і 2 з лопатями 3 і 4, вал 5, поворотну гондолу 6 і вежу 7. |
Вітродвигун містить горизонтальний вал 5 до встановлених на ньому на відстані одне від іншого двома вітроколесами 1 і 2, забезпеченими лопатями. Вітроколеса 1 і 2 закріплені на валу 5 жорстко, при цьому лопаті першого по напрямку вітру вітроколеса 1 зміщені щодо лопатей другого вітроколеса 2 в окружному напрямку в бік обертання вітроколіс на кут a, що визначається зі співвідношення
де b max -хорда лопаті вітроколеса в максимальному його перетині,
R-максимальний радіус вітроколеса,
а відстань між вітроколесами 1 і 2 виконано складовим (0,6.1,8) b max.
Лопаті першого вітроколеса 1 виконані з кутами заклинювання, що перевищують відповідні кути заклинювання лопатей другого вітроколеса 2 на 2.10 o.
Вітродвигун працює наступним чином. Вітер, впливаючи на лопаті 3 і 4 вітроколіс, викликаючи обертання валу 5. В результаті впливу вітру на лопать 3 першого вітроколеса 1 і обертання лопаті за ній утворюються зони обуреного потоку, який впливаючи на лопаті 4 другого вітроколеса, створює на ньому обертовий момент. Положення лопаті 4 вітроколеса 2 вибрано так, щоб вона потрапляла в зону обуреного потоку зі збільшеною швидкістю і турбулізованного від лопатей 3 першого вітроколеса 1. При цьому зона, в якій спостерігається "дефіцит" швидкості потоку зона аеродинамічній тіні від лопатей першого вітроколеса зміщена щодо положення лопатей другого вітроколеса (див. фіг. 3) і не робить негативного впливу. Друге ветроколесо обтекается слабовозмущенним і частково турбулізованним потоком, що підвищує потужність, що розвивається другим ветроколесом.
Для збільшення потужності, що розвивається другим ветроколесом кути установки перетинів його лопатей щодо площини обертання вибираються меншими кутів установки перерізів лопатей 3 першого вітроколеса 1, що відповідає оптимальним умовам обтікання лопатей другого вітроколеса 2 потоком, який після взаємодії з лопатями, першого вітроколеса отримує додатковий розворот (див . фіг.3).
В результаті досліджень встановлено, що для досягнення оптимальних режимів обтікання лопатей 4 другого вітроколеса в діапазоні швидкостей вітру 2,5.25 м / с лопаті першого вітроколеса 1 повинні бути виконані з кутами заклинювання, що перевищують відповідні кути заклинювання лопатей другого вітроколеса 2 на 2.10 o
У периферійних зонах лопатей вітроколеса через зростання окружної швидкості при збільшенні радіуса перерізу лопаті змінюється величина і напрямок сумарного вектора
V = V + V окр (3)
де: V-швидкість незбуреного потоку, V окр = WR;
R-радіус вітроколеса;
W-кутова швидкість обертання вітроколеса.
Зона 1 зона "дефіциту" швидкості аеродинамічній тіні зміщується, як показано на фіг. 3, вправо проти обертання вітроколеса. Зона 11, в якій необхідно розташувати лопаті другого вітроколеса, і зміщується вправо.
Величина лінійного зміщення перерізу лопаті другого вітроколеса в тангенціальному напрямку при збільшенні радіуса перерізу повинна зростати, що досягається завданням розвороту лопатей другого вітроколеса щодо першого на кут, який визначається співвідношенням (I): при великій величині радіуса перерізу воно отримує більший зсув.
Заявляється рішення розширює діапазон робочих швидкостей вітру і призначене переважно для використання вироблення електричної енергії в низькошвидкісних потоках повітря 2,5.6,0 м / с при збереженні в той же час ефективність при високошвидкісних ветропотока і забезпечує отримання необхідних характеристик міцності при штормових режимах навантаження.
Заявляється рішення володіє зменшеним діаметром вітроколеса при рівній потужності, що сприятливо позначається на розмірах конструкції вітроустановки і діючих на неї навантажень і дозволяє знизити навантаження на вежу.
При швидкостях вітру понад розрахункових для досягнення номінальної потужності для обмеження потужності, що відбирається вітроколеса від потоку, лопаті обох вітроколіс синхронно повертають, витримуючи зазначене співвідношення для кутів заклинювання першого і другого вітроколіс, наприклад, 5 градусів.
У разі відсутності необхідності обмеження потужності кути заклинювання новки перерізів задають з оптимальності режимів обтікання, користуючись для цього відомими прийомами з дотриманням заданих вище відмінностей у величинах кутів установки перерізів першого і другого вітроколіс.
Таким чином, поставлена мета винаходу досягається.
Застосування заявляється пристрою орієнтоване насамперед для центрально-материкових районів Росії і інших країн, в яких середньорічні швидкості вітру лежать в діапазоні 3,0.4,6 м / с і збільшення при цьому вироблення електроенергії.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. вітрових турбін, що містить горизонтальний вал з встановленими на ньому на відстані одне від іншого двома вітроколесами, забезпеченими лопатями, що відрізняється тим, що вітроколеса закріплені на валу жорстко, при цьому лопаті першого по напрямку вітру вітроколеса зміщені щодо лопатей другого вітроколеса в окружному напрямку в бік обертання вітроколіс на кут 
де b max хорда лопаті вітроколеса в максимальному його перетині;
R максимальний радіус вітроколеса,
а відстань між вітроколесами становить (0,6 - 1,8) b max.
2. Ветродвігатель по п.1, що відрізняється тим, що лопаті першого вітроколеса виконані з кутами заклинювання, що перевищують відповідні кути заклинювання лопатей другого вітроколеса на 2 10 o.
Версія для друку
Дата публікації 02.04.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.