| 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 RU2276283
Ветроротор вітряків З ковшового стулковими лопаті
Ім'я винахідника: Морозов Володимир Олександрович (RU); Лебедєв Микола Миколайович
Ім'я патентовласника: Морозов Володимир Олександрович (RU); Лебедєв Микола Миколайович
Адреса для листування: 115573, Москва, Горіховий б-р, 39, корп.1, кв.249, В.А.Морозову
Дата початку дії патенту: 2001.12.05
Винахід відноситься до області вітроенергетики. Технічний результат полягає в підвищенні коефіцієнта використання енергії вітру при надмалих і великих швидкостях вітрового потоку, а й при змінах його азимута і підвищенні ефективності установки. Ковшовий ветроротор містить вертикальний вал і закріплені на валу горизонтальні спиці з об'ємними парно-симетричними щодо вала ковшовими лопатями. Оболонки ковшових лопатей складаються із стулок, які подпружінени на змикання і розсуваються при критичних поривах вітру диском штовхає поршня, ковзного по штанзі, прикріпленій перпендикулярно до спиці і збігається з напрямком її осі, пропускаючи наскрізь через ковшову лопать потік вітру.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до вітроенергетики і може бути використано для сталої роботи в вітродвигуна при низьких, так і високих швидкостях вітрових потоків.
Відомо пристрій для використання енергії вітрового потоку, що містить карусельний ветроротор, що містить вертикальний вал і горизонтально встановлені на ньому дві пари поворотних лопатей (див. A.с. SU 1008482). При появі вітру будь-якого напрямку одна лопать повертається площиною до вітру і виробляє роботу, її протилежна площину повернена на 90 ° торцем до вітру, при подальшому обігу в горизонтальній площині лопаті іншої пари повертаються відповідним чином. Лопаті можуть бути обтягнуті парусної тканиною, що знизить їх масу.
Обертаючись навколо вертикальної осі, ветроротор виробляє роботу.
Недоліком є те, що при цьому немає зміни площі поверхні лопатей в залежності від мінімального до максимального напору вітру.
Як прототип вибрано пристрій, в якому повітряний потік взаємодіє з куполом парашута, розкриває його, викликаючи обертання взаємно перпендикулярних траверсів в горизонтальній площині, що обертають вертикальний вал (див. А.с. SU 1809160 А1, від 09.01.91).
Вітродвигун працює від вітру будь-якого напрямку. Повітряний потік, взаємодіючи з куполом парашута, розкриває його вздовж центральної штанги, що з'єднує траверс і купол парашута. Купол наповнюється повітрям, розширюється і виробляє роботу, обертаючи вал, до якого прикріплений інший кінець траверса. При русі купола парашута назустріч вітру купол стискається вздовж штанги, знижуючи аеродинамічний опір.
При швидкостях вітру, що перевищують гранично допустиму, площа мидель куполів зменшується за рахунок переміщення регулювальної втулки уздовж штанги купола.
Недоліки цього пристрою наступні:
1. ветроротор працює тільки при високих швидкостях вітру, які роздмухують тканину парашутів. Відомо, що в більшості регіонах більший період часу року вітри дмуть помірної сили без різких поривів і з малою їх амплітудою. Це обумовлює бездіяльність зазначеного пристрою значний час.
Це є суттєвий недолік пристрою.
2. Значна частина енергії вітру витрачається на розкриття парашутів, при цьому максимум розкриття парашутів вже може не збігатися з максимумом пориву вітру, якщо він змінної інтенсивності.
3. Низький ККД за рахунок високої турбулентності вітрового потоку, що створюється закритим парашутом, мають Необтічне форму.
4. Ширина вхідного отвору купола залишається постійною, що налаштовує пристрій на зняття вітрової енергії дозованої частині, пропорційній діаметру входу.
5. Різкі пориви вітру змінної інтенсивності та напрямки можуть схлоповать парашути, створюючи ударну вібрацію вертикального вала, виводячи з ладу вузли передачі його обертання до електрогенератори або іншому механічному споживачеві.
6. Пристрій має складну систему регулювання гранично допустимого потоку вітру.
Зазначені недоліки призводять до неефективного використання пристрою.
Технічний результат полягає в підвищенні ефективності використання енергії при надмалих і великих швидкостях вітрового потоку і при змінах його азимута і забезпечується за рахунок того, що в ковшового ветроротор, що містить вертикальний вал і закріплені на валу горизонтальні спиці з об'ємними парно-симетричними щодо вала ковшовими лопатями, відповідно до винаходу оболонки ковшових лопатей складаються із стулок, які подпружінени на змикання і розсуваються при критичних поривах вітру диском штовхає поршня, ковзного по штанзі, прикріпленій перпендикулярно до спиці і збігається з напрямком її осі, пропускаючи наскрізь через ковшову лопать потік вітру.
Вертикальний вал передає механічне обертання споживачам, наприклад, електрогенератори через насаджене на нього махове колесо більшого діаметру, ніж діаметр валу, або з валу.
Мінімальна кількість пар - одна.
Краї входу ковшового лопаті кріпляться до одного кінця спиці за допомогою обода, що проходить по її діаметру. Інший кінець спиці горизонтально кріпиться до вертикального валу.
Стулки лопаті шарнірно прикріплені до обода одним кінцем і стиснуті в цілісну оболонку за допомогою пружин з протилежного кінця.
При слабких поривах вітру штовхає диск не вплине на стулки ковшового площині, при сильних потоках повітря штовхач просувається по штанзі вглиб лопаті і розсовує стулки лопаті. При цьому утворюється наскрізний прохід вітру без передачі кінетичної енергії ковшового лопаті. Останнє призводить до автоматичного регулювання зняття заданої енергії ветропотока, а й і швидкості обертання ротора і попередження поломки ротора від силових впливів критичних поривів вітру.
Розкривається оболонка ковшового лопаті і механізм її розкриття є істотною відмітною особливістю пропонованого пристрою.
Поверхня диска штовхає рухомого елемента лопаті розрахована на критичний ветропотока.
Лопать виконується з твердого матеріалу, наприклад пластику або алюмінію або з дротяного каркаса, обтягнутого тканиною або еластичною плівкою. Останнє значно знижує її матеріаломісткість і вагу.
Отвір ковшового лопаті звернено назустріч вітровому потоку і сприймає його енергію, змушуючи обертатися вертикальний вал, а протилежна лопать обтічної частиною менше піддається впливу ветропотока. Остання обставина зумовлює обертання вертикального вала в одну сторону при змінах напрямку ветропотока.
Заявником не виявлено технічних рішень, що володіють ознаками, подібними з відмінними ознаками запропонованого рішення, на підставі чого можна вважати, що останнім володіє істотними відмінностями.
На кресленні зображений загальний вид пропонованого пристрою.
 |
Пристрій містить ковшові лопаті 1 з ободами 2, стулки 3, оболонки 4, горизонтальні спиці 5, вертикальний вал 6, одним кінцем до якого кріпляться спиці 5, штангу 7, всередині обода 2 лопаті 1 штовхає поршень 8 і пружини 9. |
Пристрій працює наступним чином
Потік вітру входить в отвір лопати, площа якої розрахована, наприклад, на мінімальний потік вітру 1 м / с, і передає їй кінетичну енергію. Лопать провертається в горизонтальній площині, передаючи вертикальному валу механічне обертання.
Сильні пориви вітру, наприклад 10 м / с, штовхають поршень, що знаходиться всередині лопаті, поршень краями диска розсовує стулки оболонки і пропускає наскрізь потік вітру, що не віддає свою енергію лопаті.
Зміна азимута ветропотока не впливає на роботу ротора.
Гідність запропонованого пристрою в порівнянні з прототипом полягає в наступному.
1. ветроротор має змінний комплект ковшових лопатей різної окружності вхідного отвору, розрахованих на швидкості вітру від 0,5 до 12 і більше метрів в секунду.
2. Пристрій працює при малих, що істотно, швидкостях вітрового потоку за рахунок застосування лопатей великого діаметра, а й при різноманітних режимах потоку вітру: слабкому, ураганному, з помірними поривами і без поривів, зберігаючи задану потужність ротора.
3. Оболонка лопаті може бути металевою, пластиковою, плівковою.
4. Лопаті можуть різнитися величиною окружності від малої до значної, закріплюватися на спиці ротора згідно з технічним завданням та потреби зняття енергії ветропотока.
5. Пристрій в експлуатації технічно і екологічно безпечно.
7. ветроротор можна піднімати на значну висоту, в область постійного і сильного потоку вітру за допомогою літальних апаратів, наприклад дирижаблів, повітряних змій, або встановлювати на щоглах ЛЕП, заводських трубах і т.п.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Ковшовий ветроротор, що містить вертикальний вал і закріплені на валу горизонтальні спиці з об'ємними парно-симетричними щодо вала ковшовими лопатями, що відрізняється тим, що оболонки ковшових лопатей складаються із стулок, які подпружінени на змикання і розсуваються при критичних поривах вітру диском штовхає поршня, ковзного по штанзі , прикріпленою перпендикулярно до спиці і збігається з напрямком її осі, пропускаючи наскрізь через ковшову лопать потік вітру.
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.