| 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 RU2186246
СПОСІБ ВИГОТОВЛЕННЯ швидкохідних Вітроколесо
вітроенергетичні установки
Ім'я винахідника: Зуєв Н.В .; Кузнецов М.В.
Ім'я патентовласника: Відкрите акціонерне товариство "Всеросійський науково -дослідний інститут гідротехніки ім.Б.Е.Веденеева"
Адреса для листування: 195220, Санкт-Петербург, ул.Гжатская, 21, ВАТ "ВНИИГ ім.Б.Е.Веденеева", Патентне підрозділ
Дата початку дії патенту: 2000.07.24
Винахід відноситься до області вітроенергетики і може бути використано при проектуванні і виготовленні вітроенергетичних установок (ВЕУ) з електричним генератором. Технічний результат, який полягає у спрощенні технології виготовлення швидкохідного вітроколеса, що містить маточину на валу генератора і лопаті, зниженні матеріаломісткості і вартості вітроколеса, забезпечується за рахунок того, що лопаті швидкохідного вітроколеса вирізують з тонкого листового матеріалу, наприклад алюмінієвого сплаву, з зменшується хордою від заснування до вершині лопаті і відповідно з уменьшающимся кутом закрутки хорди по відношенню до площини обертання вітроколеса, при цьому використовують заготовки у вигляді сегментів циліндра з прямолінійною кромкою, приблизно дорівнює довжині лопаті, і хордою, що дорівнює лопаті біля основи. При цьому передню кромку кожної лопаті вирізають по криволінійної котра утворює, а задню кромку поєднують з прямолінійною кромкою заготовки. Радіус заготовки, криволинейную утворить і початковий кут закрутки хорди біля основи лопаті при закріпленні її на ступиці задають з умови високого аеродинамічного якості на кожному перетині лопаті по радіусу вітроколеса.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до вітроенергетики, а саме до проектування і виготовлення вітроенергетичних установок (ВЕУ) з електричним генератором, призначених для заряду акумуляторних батарей і електроживлення електроосвітлювальних приладів, радіо- і телеприймачів, електронасосів і ін. В районах і на об'єктах без електропостачання.
В області вітроенергетики широко використовують ВЕУ з горизонтальною віссю обертання вітроколеса (ВК) 1 (див. Фіг.1), яке встановлюється на валу електричного генератора 2. ВК складається з маточини 3 і лопатей 4.
Відомі різні конструкції і способи виготовлення ВК. Для ВЕУ з електричним генератором застосовують в основному морські й ВК з крученими лопатями, що мають об'ємну форму аеродинамічного профілю (Д. де Рензо. Вітроенергетика. - М .: Вища школа, 1982, с.129-134).
Недоліком цих аналогів є висока матеріаломісткість лопатей, складність технології виготовлення, використання спеціальних синтетичних матеріалів (склопластику) і технологічних пристосувань, що збільшує вартість ВК.
Найбільш близьким до заявленого винаходу за сукупністю суттєвих ознак є прийнятий нами за прототип спосіб виготовлення ВК ВЕУ з лопатями у вигляді тонкостінної оболонки з легкого алюмінієвого сплаву із заповненням внутрішньої порожнини оболонки спінюється матеріалом шляхом засипання дозованої кількості полістиролу порошку з наступним прогріванням, при цьому зварювання оболонки, засипку порожнини і прогрів до температури спінювання виробляють в спеціальному пристосуванні (патент РФ N 2139441, F 03 D 3/06, опубл. 1999).
Недоліком прототипу є відносно висока матеріаломісткість лопатей і складність технології їх виготовлення, що включає використання спеціальних пристосувань, і ряд технологічних операцій, включаючи згинання оболонки, заповнення порожнини оболонки спеціальним складом, прогрівання, а й зварювання оболонки лопаті по задній кромці. В результаті істотно збільшується вартість ВК.
Технічною задачею запропонованого винаходу є спрощення технології виготовлення ВК при одночасному зниженні його матеріаломісткості та вартості.
Сутність заявленого винаходу виражається в наступній сукупністю суттєвих ознак, достатню для досягнення зазначеного вище технічного результату, який досягається тим, що в запропонованому способі виготовлення швидкохідного ВК ВЕУ з електричним генератором, що містить маточину на валу генератора і лопаті, які вирізають з тонкого листового матеріалу з зменшується хордою від основи до вершини лопаті і відповідно з уменьшающимся кутом закрутки хорди по відношенню до площини обертання ВК. Для цього використовують заготовки у вигляді сегментів циліндра з прямолінійною кромкою, приблизно дорівнює довжині лопаті. Причому передню кромку кожної лопаті вирізають по криволінійної котра утворює, а задню кромку поєднують з прямолінійною кромкою заготовки.
Крім цього запропонований спосіб має факультативні ознаки, що характеризують його окремі випадки, а саме
- Радіус заготовки, криволинейную утворить і початковий кут закрутки хорди біля основи лопаті при закріпленні на ступиці задають з умови високого аеродинамічного якості на кожному перетині лопаті по радіусу ВК;
- В якості листового матеріалу використовують алюмінієвий сплав.
У теоретичній аеродинаміці швидкохідного ВК аеродинамічна якість визначається як співвідношення аеродинамічних коефіцієнтів підйомної сили і сили опору. Забезпечення високого значення аеродинамічного якості на всіх перетинах лопаті по радіусу ВК є умовою отримання високого коефіцієнта використання енергії вітру (аеродинамічного ККД).
Заявлений спосіб є новим, тому що характеризується наявністю нової сукупності ознак, відсутніх у всіх відомих нам способи виготовлення ВК ВЕУ з електричним генератором, що містить маточину на валу генератора і лопаті.
Безпосередній технічний результат, який може бути отриманий при реалізації заявленої сукупності ознак, полягає в тому, що
1. Зменшується матеріалоємність і спрощується технологія виготовлення лопатей швидкохідного ВК.
2. Знижується вартість ВК.
Отримання згаданого технічного результату забезпечує появу у заявляється способу виготовлення швидкохідного ВК нових корисних властивостей, а саме спрощення технології виготовлення ВК ВЕУ з електричним генератором і зниження матеріаломісткості і вартості ВК.
Зазначене дозволяє визнати заявлене технічне рішення відповідним критерію "винахідницький рівень".
Заявлений спосіб пояснюється кресленнями: на фіг.1 представлено швидкохідне ВК з генератором, на фіг.2 - заготівля лопаті ВК, де 1 - ВК, 2 - генератор, 3 - маточина ВК, 4 - лопать ВК, 5 - передня кромка лопаті, 6 - задня кромка лопаті.
 |
ВК 1 встановлюють безпосередньо на валу електричного генератора 2. ВК 1 містить маточину 3 і закріплені на ній лопаті 4 з тонкого листового матеріалу з зменшується хордою від більшої b 1 (фіг.1, в і фіг.2, б) біля основи лопаті до меншої b 4 у вершини лопаті і відповідно з уменьшающимся кутом закрутки хорди по відношенню до площини обертання ВК від Запропонований спосіб здійснюють наступним чином. При виготовленні швидкохідного ВК використовують, наприклад отвальцованние, прямокутні заготовки лопатей у вигляді сегментів циліндра з радіусом r Вальц. (загот.) (фіг.2, б), при цьому довжина прямолінійної кромки заготовки приблизно дорівнює довжині лопаті, а хорда заготовки дорівнює хорді підстави лопаті. Для отримання закрутки хорди лопаті передню (криволінійну) кромку 5 останньої вирізають по криволінійної котра утворює, а задню (прямолінійну) кромку 6 суміщають з прямолінійною кромкою заготовки (фіг.2, а), в результаті кут закрутки хорди по довжині лопаті ВК від основи до вершини змінюється: Для забезпечення високого значення коефіцієнта використання енергії вітру радіус заготовки r Вальц. (загот.), криволинейную утворить і початковий кут закрутки хорди Пропонований спосіб дозволяє простими і дешевими технологічними прийомами виготовити для малої з електричним генератором ВЕУ ефективне швидкохідне ВК з лопатами з тонкого листового матеріалу, наприклад алюмінієвого сплаву, з коефіцієнтом використання енергії вітру (ккд) 0,4-0,45. |
1 (фіг.1, в) біля основи лопаті до 
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб виготовлення швидкохідного вітроколеса вітроенергетичної установки з електричним генератором, що містить маточину на валу генератора і лопаті, що відрізняється тим, що лопаті вирізують з тонкого листового матеріалу з зменшується хордою від основи до вершини лопаті і відповідно з уменьшающимся кутом закрутки хорди по відношенню до площини обертання вітроколеса, при цьому використовують заготовки у вигляді сегментів циліндра з прямолінійною кромкою, приблизно дорівнює довжині лопаті, причому передню кромку кожної лопаті вирізають по криволінійної котра утворює, а задню кромку поєднують з прямолінійною кромкою заготовки.
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що радіус заготовки, криволинейную утворить і початковий кут закрутки хорди біля основи лопаті при закріпленні на ступиці задають з умови високого аеродинамічного якості на кожному перетині лопаті по радіусу вітроколеса.
3. Спосіб за пп. 1 і 2, що відрізняється тим, що в якості листового матеріалу використовують алюмінієвий сплав.
Версія для друку
Дата публікації 02.02.2007гг
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.