Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Тік жел кондырғыш
Вертикальный ветродвигатель
Авторы: Джаманбалин К.К., Баймухамедов М.Ф., Рыспаев К.С., Хасенов У.Б., Рыспаева М.К.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и гидроэнергетики, в частности к установкам преобразования энергии потока среды, которые предназначены для преобразования энергии потока среды в электрическую энергию.
Задачей изобретения является повышение эффективности ветродвигателя.
Технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве предлагается конструкция вертикального ветродвигателя, содержащего вертикальный вал, на котором закреплен каркас, соединенные с валом, и рабочими лопастями, с возможностью вращения с ним, причем рабочие лопасти выполнены в виде спиральной формы, так чтобы удалить так называемые мертвые положения ротора, с постоянной толщиной и шириной, которые в вертикальной плоскости изогнуты по спирали, а в горизонтальной
- изогнуты по дуге.
Технический результат, заключающийся в упрощении конструкции, обеспечивается за счет того, что в спиральном воздушном роторе, содержащем по меньшей мере две лопасти, которые при рассмотрении в поперечном сечении выполнены по существу одинаковой формы и кривизны и расположены параллельно оси вращения наиболее подходящим образом с равными промежутками относительно угла вращения цилиндрической системы координат, при этом лопасти изогнуты так, что выходная ширина сужения составляет 2/3 входной ширины, с возможностью изготовления лопасти по существу из плоской заготовки, причем лопасть, развернутая на плоскости, является частью кругового кольца
Предлагаемое конструктивное решение обеспечивает равномерность работы ветродвигателя и резко повышает его эффективность при любой скорости ветра. Изогнутая во всех направлениях форма ветроприемных лопастей образует постоянную рабочую поверхность, обращенную к потоку воздуха независимо от направления его движения, и значительно снижает уровень стартового момента для запуска ветродвигателя. Кроме того, предлагаемая форма рабочих лопастей обеспечивает работу двигателя и с восходящими, и с нисходящими потоками воздуха, повышая тем самым его КПД и эффективность использования в целом.
Предлагаемый вертикальный ветродвигатель может применяться для электроснабжения домов, ферм или общинных хозяйств, находящихся в удалении от существующих высоковольтных линий электропередачи.
3 з.п.ф-лы

Текст

Смотреть все

(51) 03 3/00 (2012.01) 03 3/06 (2012.01) 03 11/00 (2012.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ того, что в спиральном воздушном роторе,содержащем по меньшей мере две лопасти, которые при рассмотрении в поперечном сечении выполнены по существу одинаковой формы и кривизны и расположены параллельно оси вращения наиболее подходящим образом с равными промежутками относительно угла вращения цилиндрической системы координат, при этом лопасти изогнуты так,что выходная ширина сужения составляет 2/3 входной ширины, с возможностью изготовления лопасти по существу из плоской заготовки, причем лопасть, развернутая на плоскости, является частью кругового кольца. Предлагаемое конструктивное решение обеспечивает равномерность работы ветродвигателя и резко повышает его эффективность при любой скорости ветра. Изогнутая во всех направлениях форма ветроприемных лопастей образует постоянную рабочую поверхность, обращенную к потоку воздуха независимо от направления его движения, и значительно снижает уровень стартового момента для запуска ветродвигателя. Кроме того, предлагаемая форма рабочих лопастей обеспечивает работу двигателя и с восходящими, и с нисходящими потоками воздуха, повышая тем самым его КПД и эффективность использования в целом. Предлагаемый вертикальный ветродвигатель может применяться для электроснабжения домов,ферм или общинных хозяйств, находящихся в удалении от существующих высоковольтных линий электропередачи.(72) Джаманбалин Кадыргали Коныспаевич Баймухамедов Малик Файзулович Рыспаев Куаныш Сабиржанович Хасенов Уралбай Байзакович Рыспаева Марья Куанышевна(73) Учреждение Костанайский социальнотехнический университет им. академика Зулхарнай Алдамжар(57) Изобретение относится к области ветроэнергетики и гидроэнергетики, в частности к установкам преобразования энергии потока среды,которые предназначены для преобразования энергии потока среды в электрическую энергию. Задачей изобретения является повышение эффективности ветродвигателя. Технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве предлагается конструкция вертикального ветродвигателя,содержащего вертикальный вал, на котором закреплен каркас,соединенные с валом, и рабочими лопастями, с возможностью вращения с ним, причем рабочие лопасти выполнены в виде спиральной формы, так чтобы удалить так называемые мертвые положения ротора, с постоянной толщиной и шириной, которые в вертикальной плоскости изогнуты по спирали, а в горизонтальной - изогнуты по дуге. Технический результат, заключающийся в упрощении конструкции, обеспечивается за счет Изобретение относится к экологически чистой ветроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии или выполнения механической работы, например для создания электростанций в населенных пунктах и местах, где преобладают постоянные ветра низких скоростей. Известна ветроэлектростанция Буктукова,состоящая из груза, кронштейнов, лопастей,выполненные в виде двух или более сегментов наружной части полого тора и имеющие верхние и нижние кромки, а также внутренние и внешние торцы, каждая лопасть между внутренней и внешней торцами снаружи нижних и верхних кромок шарнирно закреплена к кронштейнам Патент 27817 Ветроэлектростанция Буктукова 03 3/4 (2006.01) 2012/0823.1 от 13.07.2012 опубликовано 18.12.2013, бюл. 12. Достоинства данного ветродвигателя является то,что в данном устройстве вместе с лопастями вращается кольцо с магнитами (ротор), магнитное поле, пересекая обмотку (статор) вырабатывает электрический ток. Кроме того, в безветренную ясную погоду поверхность под конической частью обшивки и обшивка на опорах ВЭС нагреваясь от солнечных лучей,создает вертикально направленный поток воздуха. Недостатком данного технического решения является наличие тяг, кронштейнов, -образные рычаги, шарниры, шкивы, что создает громоздкость и сложность конструкции. Известна ветротурбина с вертикальной осью,содержащая вращающийся компонент,установленный на опорной конструкции, имеющий вертикальную главную ось вращения и содержащий расположенные с взаимным угловым смещением несущие штанги, отходящие в радиальном направлении от главной оси Евразийский патент 019896 Устройство для отбора энергии,снабженное блоками лопастей 03 3/00 (2006/01) 03 11/00 (2006/01) 03 3/06 (2006.01) опубликовано 2014.07.30. Достоинство ветротурбины состоит в том, что улучшено отношение полезной площади лопастей,воспринимающей поток, к площади, которую они перекрывают при своем движении и при этом оно может быть остановлено, когда потребуется,например, если ветровые условия становятся слишком тяжелыми или неблагоприятными. К недостаткам относится их относительно низкая эффективность и довольно сложная конструкция,которая может включать большое количество движущихся частей. Сложность изготовления. Известен Роторный ветродвигатель, содержащий каркас, закрепленный на нем с помощью подшипников вал и рабочие лопасти, соединенные с валом с возможностью вращения с ним, согласно изобретению рабочие лопасти ротора выполнены в виде пластин с переменной толщиной и шириной,которые в вертикальной плоскости изогнуты по спирали, а в горизонтальной - изогнуты по дуге ПатентРФ 2210000 Роторный ветродвигатель МПК 03 3/00 опубликовано 10.08.2003. Достоинство данного ветродвигателя заключается в том, что отпадает необходимость устанавливать рабочую часть ветродвигателя на высокую мачту, облегчается оперативный доступ при его ремонте и техническом обслуживании. При этом все приемные механизмы также устанавливаются внизу,что облегчает их подсоединение к двигателю. Недостатком данного устройства являются сложность конструкции - наличие большого количества деталей, что снижает эксплуатационную наджность большой размер и масса увеличивают энергозатраты на процесс работы. Данное устройство является наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату- повышение эффективности ветродвигателя упрощение конструкции,повышение наджности и долговечности- снижение стоимости и материаломкости конструкции. Технический результат достигается тем, что в заявляемом устройстве предлагается конструкция вертикального ветродвигателя,содержащего вертикальный вал, на котором закреплен каркас,соединенные с валом, и рабочими лопастями, с возможностью вращения с ним, причем рабочие лопасти выполнены в виде спиральной формы, так чтобы удалить так называемые мертвые положения ротора, с постоянной толщиной и шириной, которые в вертикальной плоскости изогнуты по спирали, а в горизонтальной - изогнуты по дуге. Технический результат, заключающийся в упрощении конструкции, обеспечивается за счет того, что в спиральном воздушном роторе,содержащем по меньшей мере две лопасти, которые при рассмотрении в поперечном сечении выполнены по существу одинаковой формы и кривизны и расположены параллельно оси вращения наиболее подходящим образом с равными промежутками относительно угла вращения цилиндрической системы координат, при этом лопасти изогнуты так,что выходная ширина сужения составляет 2/3 входной ширины, с возможностью изготовления лопасти по существу из плоской заготовки, причем лопасть, развернутая на плоскости, является частью кругового кольца. Задача предлагаемого решения - повышение эффективности ветродвигателя. Для крепления к вертикальному валу и передачи мощности на ротор генератора рабочие лопасти ротора соединяются с вертикальным валом и фиксируются друг относительно друга с помощью стяжек. Такое крепление лопастей вертикального вала не перекрывает канал перемещения воздушных масс, что уменьшает гидравлическое сопротивление ветродвигателя в целом. Рабочие лопасти вертикального вала предлагается выполнять изогнутой формы так,чтобы угол подъема наружной кромки лопастей (так называемый угол атаки ) составлял от 0 до 180. Эффективность этого ротора немного выше, так как некоторое количество воздуха воздействует на вторую лопасть при выходе из первой. Она не только имеет аэродинамическое преимущество, так как воздушные потоки отклоняются лопастями два раза, но лопасти еще имеют некоторый аэродинамический профиль. Когда на лопасти находит поток воздуха, создается небольшая подъемная сила и, следовательно, эффективность ротора повышается. Это позволит обеспечить подъем воздушных масс от нижнего основания конструкции вверх и поступление новых воздушных масс независимо от условий местности, в которой устанавливается двигатель,и приведет к увеличению скорости вращения лопастей. Для увеличения рабочей площади ветроприемных поверхностей,а также для удобства транспортировки рабочие лопасти ротора могут быть выполнены сборными. Предлагаемое конструктивное решение обеспечивает равномерность работы ветродвигателя и резко повышает его эффективность при любой скорости ветра. Изогнутая во всех направлениях форма ветроприемных лопастей образует постоянную рабочую поверхность, обращенную к потоку воздуха независимо от направления его движения, и значительно снижает уровень стартового момента для запуска ветродвигателя. Кроме того, предлагаемая форма рабочих лопастей ротора обеспечивает работу двигателя и с восходящими, и с нисходящими потоками воздуха,повышая тем самым его КПД и эффективность использования в целом. Заявляемый вертикальный ветродвигатель показан на чертежах. Общими признаками с известными в 1-3 являются наличие вертикального вала, лопасти. Отличительным от известного в 1-3 является маховик, безинерционный генератор. Сущность изобретения пояснена на чертежах. На фиг.1 изображена общая схема вертикального ветродвигателя, на фиг.2 - принцип взаимодействия лопастей ротора с ветровым потоком на фиг 3 лопасти ротора в сечениях. Вертикальный ветродвигатель представляет собой вращающийся вал 1,лопасти 2,безинерционный генератор 3, маховик 4, рама 5. На вращающемся вале 1 установлены лопасти 2. Вращающийся вал 1 закреплн на раме 5 подшипниками 6,7 и установлен на основании 8. Вертикальный ветродвигатель работает следующим образом. Ветер,проворачивая вращающийся вал 1 давлением 1 на одну лопасть 2,тут же начинает давить на обратную сторону второго, конечно с меньшей силой Р 2, т. к. ветер эту лопасть обтекает. Какое бы положение ни заняли лопасти этого вала относительно горизонтального направления течения,никакого мертвого положения нет. Всегда какая-то часть лопасти направлена навстречу к потоку и способствует продолжению вращения вала, а никак не его остановке. Во всех случаях должно сохранятся важнейшее условие, чтобы средняя часть канала между лопастями равнялась 2/3 ширины устья канала, за счет которого происходит двойное усиление давления потока ветра на вогнутую поверхность лопастей. Таким образом происходит увеличение плотности потока энергии, что может служить адекватным объяснением достаточно ощутимого вклада лопастей в увеличение коэффициента использования энергии ветра - КИЭВ. Заявленное устройство позволяет повысить эффективность ветроустановки и упростить конструкцию, имеет признаки новизны, технически осуществимо, и может быть использовано для производства электроэнергии. Предлагаемое конструктивное решение обеспечивает равномерность работы ветродвигателя и резко повышает его эффективность при любой скорости ветра. Изогнутая во всех направлениях форма ветроприемных лопастей уменьшает уровень стартового момента для запуска ветродвигателя. Кроме того, предлагаемая форма рабочих лопастей обеспечивает работу двигателя и с восходящими, и с нисходящими потоками воздуха, повышая тем самым его КПД и эффективность использования в целом. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Вертикальный ветродвигатель, содержащий каркас, закрепленный на нем с помощью подшипников вал, рабочие лопасти, соединенные с валом с возможностью вращения с ним и выполненные в виде пластин, изогнутых в вертикальной плоскости по спирали, а в горизонтальной плоскости - по дуге, маховик,безинерционный генератор, отличающийся тем,что рабочие лопасти ротора выполнены в виде пластин постоянной толщины и ширины, при этом средняя часть канала между лопастями равна 2/3 ширины устья канала. 2. Вертикальный ветродвигатель по п.1,отличающийся тем, что рабочие лопасти ротора соединены с вертикальным валом с помощью стяжек. 3. Вертикальный ветродвигатель по п.п.1, 2,отличающийся тем, что рабочие лопасти выполнены сборными.

МПК / Метки

МПК: F03D 11/00, F03D 3/06, F03D 3/00

Метки: вертикальный, ветродвигатель

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/4-ip31167-vertikalnyjj-vetrodvigatel.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Вертикальный ветродвигатель</a>

Похожие патенты