ротор ветродвигателя

Формула изобретения

1. РОТОР ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий установленный в подшипниковых опорах вертикальный вал, на концах которого жестко закреплены радиально расположенные кронштейны, связанные между собой набором вертикальных стержней по два на каждом радиусе, к которым концентрично валу ярусами и по два в одной горизонтальной плоскости закреплены кольца, между которыми на наружных вертикальных стержнях шарнирно и консольно закреплены профилированные лопасти с возможностью взаимодействия своими хвостовыми частями с внутренними вертикальными стержнями того же радиуса, отличающийся тем, что каждая лопасть снабжена гребнями, расположенными горизонтально на фронтальной стороне лопасти и наклоненными под углом 90^o к ее плоскости.

2. Ротор ветродвигателя, содержащий установленный в подшипниковых опорах вертикальный вал, на концах которого жестко закреплены радиально расположенные кронштейны, связанные между собой набором вертикальных стержней по два на каждом радиусе, к которым концентрично валу ярусами и по два в одной горизонтальной плоскости закреплены кольца, между которыми на наружных вертикальных стержнях шарнирно и консольно закреплены профилированные лопасти с возможностью взаимодействия своими хвостовыми частями с внутренними вертикальными стержнями того же радиуса, отличающийся тем, что каждая лопасть снабжена гребнями, расположенными горизонтально на фронтальной стороне лопасти и наклоненными вниз к ее плоскости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для преобразования энергии ветра в механическую энергию и может быть использовано при создании ветроэнергетических установок.

Известен ротор ветродвигателя, содержащий установленный в подшипниковых опорах вертикальный вал, на концах которого жестко закреплены радиально расположенные кронштейны, связанные между собой вертикальными стержнями, на которых шарнирно и консольно закреплены лопасти с возможностью взаимодействия с упорами, установленными на валу.

В таком роторе ветродвигателя каждая лопасть имеет плоские поверхности с площадью, ограниченной ее размерами по периметру, которые не могут препятствовать вертикальным утечкам основного потока ветра, что приводит к снижению коэффициента использования энергии ветра.

Известен ротор ветродвигателя, содержащий установленный в подшипниковых опорах вертикальный вал, на концах которого жестко закреплены радиально расположенные кронштейны, связанные между собой набором вертикальных стержней по два на каждом радиусе, к которым концентрично валу ярусами и по два в одной горизонтальной плоскости закреплены кольца, между которыми на наружных вертикальных стержнях шарнирно и консольно закреплены профилированные лопасти с возможностью взаимодействия своими хвостовыми частями с внутренними вертикальными стержнями того же радиуса.

В данном роторе ветродвигателя также не устраняется вертикальный срыв основного потока ветра с фронтальной стороны лопасти, поскольку каждая лопасть с обеих сторон имеет плоские поверхности с площадью, ограниченной ее размерами по периметру, что также приводит к снижению коэффициента использования энергии ветра.

Устранение вертикального срыва основного потока ветра с фронтальной стороны лопасти и увеличение ее площади достигается тем, что в роторе ветродвигателя, содержащем установленный в подшипниковых опорах вертикальный вал, на концах которого жестко закреплены радиально расположенные кронштейны, связанные между собой набором вертикальных стержней по два на каждом ярусе, к которым концентрично валу ярусами и по два в одной горизонтальной плоскости закреплены кольца, между которыми на наружных вертикальных стержнях шарнирно и консольно закреплены профилированные лопасти с возможностью взаимодействия своими хвостовыми частями с внутренними вертикальными стержнями того же радиуса, каждая лопасть снабжена гребнями, расположенными горизонтально на фронтальной стороне лопасти и наклоненными под углом 90^о к ее плоскости.

Кроме того, в качестве варианта каждая лопасть может быть снабжена гребнями, расположенными горизонтально на фронтальной стороне лопасти и наклоненными вниз к ее плоскости.

Установка гребней на фронтальной стороне каждой лопасти позволяет создать многоярусную преграду, эффективно предотвращающую вертикальный срыв основного потока ветра с лопасти и значительно увеличить за счет дополнительной площади каждого гребня суммарную площадь каждой лопасти, что в конечном итоге приводит к повышению коэффициента использования энергии ветра.

На фиг. 1 изображен ротор ветродвигателя, общий вид; на фиг. 2 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 вид по стрелке Б на фиг. 1; на фиг. 4 то же, вариант.

Ротор ветродвигателя содержит установленный в подшипниковых опорах 1 вертикальный вал 2, на концах которого жестко закреплены радиально расположенные кронштейны 3, связанные между собой набором вертикальных стержней 4 и 5 по два на каждом радиусе. К стержням 4 и 5 концентрично вертикальному валу 2 ярусами и по два в одной горизонтальной плоскости закреплены кольца 6, между которыми на наружных вертикальных стержнях 5 шарнирно и консольно закреплены профилированные лопасти 7 с возможностью взаимодействия своими хвостовыми частями с внутренними вертикальными стержнями 4 того же радиуса. Каждая профилированная лопасть 7 снабжена гребнями 8, расположенными горизонтально на фронтальной стороне лопасти и наклоненными под углом 90^о к ее плоскости.

Ротор ветродвигателя работает следующим образом.

При возникновении ветра достаточной величины одни профилированные лопасти 7 прижимаются своими хвостовыми частями к внутренним вертикальным стержням 4 того же радиуса, другие профилированные лопасти 7 под действием аэродинамических сил разворачиваются на наружных вертикальных стержнях 5 и самоустанавливаются во флюгерное положение, а ротор вследствие разности коэффициентов сопротивления лопастей по разные стороны от вертикального вала 2 начинает вращаться в подшипниковых опорах 1. При этом потоки ветра, набегая на профилированные лопасти 7, встречают в вертикальном направлении преграды в виде яруса гребней 8, которые препятствуют вертикальному срыву потока и увеличивают площадь воздействия ветра, тем самым позволяя значительно повысить коэффициент использования энергии ветра.

Кроме того, расположение гребней 8 горизонтально и с наклоном вниз относительно фронтальной плоскости каждой лопасти 7 позволяет усилить эффект захвата потока ветра, благодаря чему усилить преграду на пути вертикального срыва потока и соответственно еще более увеличить коэффициент использования энергии ветра.