| 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 RU2101557
РОТОР ТИПУ Савоніуса з порожніми лопатями
Ім'я винахідника: Соловйов А.П.
Ім'я патентовласника: Військово-морська академія ім.Адмірала Флоту Радянського Союзу Н. Г. Кузнецова
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1994.07.28
Використання: винахід відноситься до вітроенергетики і стосується роторів типу ротора Савоніуса, застосовуваних в вітро- і гідродвигуна. Суть винаходу: ротор містить дві порожнисті напівциліндричні лопаті з утворюючими, паралельними осі обертання ротора і торцеві диски. Кожна лопать забезпечена вхідним поздовжнім щілинним конфузорів на увігнутої частини і прорізами на поздовжніх торцях для виходу повітря, при цьому площина, що проходить через вісь обертання ротора, збігається з поверхнею віддаленого від осі торця лопаті, а для найближчого торця вертикальна площина, проведена перпендикулярно торця, проходить посередині прорізи цієї лопаті і щілинного конфузора інший лопаті, причому прорізи виконані перпендикулярно поверхні торців лопатей.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до вітроенергетики і стосується роторів типу ротора Савоніуса, застосовуваних в вітро- і гідродвигуни, і дозволяє збільшити коефіцієнт використання енергії вітру (течії води) і потужність ротора.
Відомий ротор Савоніуса, що містить дві порожнисті напівциліндричні лопаті з утворюючими, паралельними осі обертання роторами і торцеві диски (авт. Св. СРСР 7167, МПК F 03 D 3/00, 1928-прототип). Недоліки прототипу: порівняно невеликий коефіцієнт використання енергії вітру і мала потужність ротора заданих габаритів.
Для підвищення коефіцієнта використання енергії потоку і потужності ротора в існуючому роторі Савоніуса, що містить дві порожнисті напівциліндричні лопаті з утворюючими, паралельними осі обертання ротора, торцеві диски, кожна лопать забезпечена поздовжнім щілинним конфузорів на увігнутої частини і прорізами на поздовжніх торцях для виходу повітря, при цьому площина, що проходить через вісь обертання, збігається з поверхнею віддаленого від осі торця лопаті, а для найближчого торця вертикальна площина, проведена перпендикулярно торця, проходить посередині прорізу цієї лопаті і щілинного конфузора інший лопаті, причому прорізи виконані перпендикулярно поверхні торців лопатей.
Запропонований пристрій відрізняється від прототипу тим, що кожна лопать має вхідний поздовжній конфузор на увігнутої частини лопаті і прорізи на поздовжніх торцях лопаті для виходу повітря; площина, що проходить через вісь обертання ротора, збігається з поверхнею віддаленого від осі торця лопаті; вертикальна площина, проведена перпендикулярно торця лопаті, найближчому до осі обертання, проходить посередині прорізу цієї лопаті і щілинного конфузора інший лопаті. Прорізи на торцях виконані перпендикулярно поверхонь торців лопатей.
Пропоноване пристрій має елементи істотної новизни.
З близьких аналогів розглянемо (авт.св. СРСР 1270407, F 03 D 1 / 06,1986).
Його конструктивні відмінності:
у аналога для виходу повітря передбачені отвори на одному кінці лопаті, в заявленому пристрої для цієї ж мети виконані прорізи на обох поздовжніх торцях лопаті;
у аналога вхідний конфузор виконаний окремо від лопатей, в заявці кожна лопать має свій конфузор. Різна форма конфузорів: кругла Торообразная форма у аналога і щілинна в заявці;
у аналога отвори для виходу повітря розташовані до осі конфузора під гострим кутом, вершина якого розташована з боку, протилежного конфузора, в заявці проріз розміщена перпендикулярно торцевої поверхні і площини, що проходить через вісь обертання ротора і торцеву поверхню для віддаленого від осі торця лопаті. Для найближчого до осі обертання торця лопаті проріз спрямована на середину конфузора інший лопаті.
 |
На фіг. 1 зображено поперечний переріз пропонованого ротора. Ротор містить порожнисті напівциліндричні лопаті 1, торцеві диски 2, вхідні поздовжні щілинні конфузор 3 і прорізи 4 на поздовжніх торцях лопаті 5. Ротор працює таким чином. Набігає на лопать 1 потік роздвоюється, частина його надходить в конфузор 3, інша впливає на увігнуту обшивку лопаті, створюючи крутний момент. У міру руху повітря в порожнинах до вихідних прорізам 4 на поздовжніх торцях 5 швидкість потоку збільшується. Цьому сприяють звуження поперечного перерізу лопаті до торців і відцентрові сили при обертанні ротора. На виході з прорізів створюються реактивні сили і моменти щодо осі ротора. Потік повітря з прорізів торця, найближчого до осі обертання, прямує в конфузор інший лопаті, що збільшує крутний момент головним чином за рахунок підвищення тиску в тильній частині лопаті, що йде назустріч потоку. |
Зробимо оцінку ефективності заявляється ротора. Сили дії потоку на увігнуту і опуклу боку напівциліндричної лопаті у вигляді точного напівциліндра рівні 
r і V 0 щільність і швидкість потоку;
S 0 діаметральна площину лопаті.
Крутний момент для плеча l 0,4, де r 0 радіус ротора, дорівнює 
Тут M o = r S o v o маса набігаючого на ротор потоку в 1 с.
З рівняння моменту кількості руху
M до v до - (M д v д cos <IMG SRC = "http://www.fips.ru/chr/945.gif" ALIGN = ABSMIDDLE> + M б v бcos b) + P вих = 0 ( 2)
знайдемо зусилля P пов, х припадає на стінки всередині лопаті.
Тут М до і V до маса потоку, що надійшла в конфузор, і швидкість потоку на виході з конфузора;
М д і V д маса потоку, що виходить з дальньої прорізи, і його швидкість:
М б і V б той же для ближньої прорізи.
Приймемо, що фактична величина зусилля P пов, х пропорційна відносної ширині вихідний частини конфузора. В районі подвійний обшивки рівнодіючу поверхневих сил приймемо рівною нулю.
Тоді крутний момент на лопаті ротора складе (фіг. 2): 
Нехай cos a »1, cos b» 0,7 тоді отримаємо 
Приймемо, що 1/2 частина потоку надходить в симетричний конфузор, де прискорюється до швидкості V до 2V 0, a швидкість виходу струменя з прорізи дорівнює V д V б 4V 0. Крутний момент (4) при цьому буде 
 |
Т. о. для даного окремого випадку величина найбільшого крутного моменту ротора в 4,8 разів перевищує такий для прототипу. Тут не врахована подача повітря в тильну частину лопатей з ближньої до них прорізи, що дозволить зменшити різницю тисків на лопать з двох сторін і тим самим зменшити опір лопаті при обертанні і збільшити крутний момент. При повороті лопаті з положення, показаного на фіг. 2, потік повітря з віддаленої прорізи буде виконувати роль стінки струменевого конфузора, збільшуючи обсяг повітря, що надходить на увігнуту сторону лопаті. Пристрій простий у виготовленні при високій ефективності. Промислово придатним. |
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Ротор типу Савоніуса з порожніми лопатями, що містить дві порожнисті напівциліндричні лопаті з утворюючими, паралельними осі обертання ротора, і торцеві диски, що відрізняється тим, що кожна лопать забезпечена вхідним поздовжнім щілинним конфузорів на увігнутої частини і прорізами на поздовжніх торцях для виходу повітря, при цьому площина , що проходить через вісь обертання ротора, збігається з поверхнею віддаленого від осі торця лопаті, а для найближчого торця вертикальна площина, проведена перпендикулярно до торця, проходить посередині прорізу цієї лопаті і щілинного конфузора інший лопаті, причому прорізи виконані перпендикулярно до поверхні торців лопатей.
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.