ротор типа савониуса

Формула изобретения

Ротор типа Савониуса, содержащий вертикальную ось вращения, лопасти с образующей, расположенной параллельно оси вращения ротора, выполненные из полуцилиндра и плоской пластины, соединенной с одной из кромок каждого полуцилиндра по касательной к нему, отличающийся тем, что полуцилиндры повернуты по направлению вращения ротора, а свободная кромка плоской пластины лопасти размещена от оси вращения на расстоянии, равном радиусу ротора, при этом вдоль обеих свободных продольных кромок каждой лопасти установлены пластинчатые интерценторы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ветроэнергетике и касается роторов типа Савониуса, используемых в ветро- и гидроэлектрических двигателях; позволяет увеличить коэффициент использования энергии текучей среды и мощность ротора.

Известны роторы Савониуса, содержащие цилиндрические лопасти с образующей, расположенной параллельно оси вращения ротора (1). Недостатки таких роторов: сравнительно небольшой коэффициент использования энергии ветра и малая мощность ротора.

В качестве прототипа возьмем лопасть к ветродвигателю (а.с. N 46491 CCCP, F 03 D 3/06, опубл. 1936) из полуцилиндра и плоской пластины, соединенной с одной из кромок полуцилиндра по касательной к нему. Недостаток прототипа тот же. Действительно, наличие канала, образованного плоскими пластинами, дает небольшой дополнительный крутящий момент, так как плечо струи воздуха, вытекающей из канала и проходящей через ось вращения, мало.

Для повышения этого коэффициента и мощности в существующем роторе Савониуса, содержащем вертикальную ось вращения, лопасти с образующей, расположенной параллельно оси вращения ротора, выполненные из полуцилиндра и плоской пластины, соединенной с одной из кромок каждого полуцилиндра по касательной к нему, полуцилиндры повернуты по направлению вращения ротора, а свободная кромка плоской пластины лопасти размещена от оси вращения на расстоянии, равном радиусу ротора, при этом вдоль обеих свободных продольных кромок каждой лопасти установлены пластинчатые интерцепторы.

Предложенное устройство отличается от прототипа тем, что:

1. В заявке полуцилиндр повернут в сторону вращения ротора, а в прототипе в противоположную сторону.

2. В заявке плоские пластины лопасти размещены к периферии ротора, а в прототипе, наоборот, к оси вращения ротора.

3. Свободная кромка плоской пластины лопасти в заявленном устройстве размещена от центра вращения ветродвигателя на величину его радиуса.

4. Вдоль обеих продольных кромок лопастей размещены пластинчатые интерцепторы.

Можно считать, что предложенное устройство имеет существенные элементы новизны.

Из близких аналогов рассмотрим (2). Лопасти у аналога и в заявке состоят из цилиндрической части и плоской пластины. Отличия конструктивные: плоская пластина у лопасти аналога размещена к оси вращения, в заявке во внешнюю сторону ротора; у аналога нет пластинчатых интерцепторов вдоль продольных кромок лопасти.

Предложенный ротор типа Савониуса в виде поперечного сечения изображена чертеже. Ротор содержит диск 1, две цилиндрические лопасти 2, состоящие из полуцилиндра 4 и плоской пластины 5. Образующая лопасти расположена параллельно оси 3 вращения ротора. На продольных свободных кромок лопастей 2 размещены пластинчатые интерцепторы 6 и 7.

Устройство работает следующим образом. Ветер, воздействуя на вогнутую часть лопасти, движется к ее свободным продольным кромкам. Расположенные на кромках пластинчатые интерцепторы 6 и 7, препятствуя свободному выходу потока из лопасти, образуют перед интерцепторами зоны повышенного давления с результирующими силами на расстоянии от кромки, равном 2 3 высотам интерцептора. Угол поворота полуцилиндра по направлению вращения ротора и размеры плоской пластины 5 позволяют получать по сравнению с прототипом больший объем воздействующего воздуха, больший крутящий момент (мощность ротора). Поток воздуха, сходящий с острой кромкой правого интерцептора 6, будет воздействовать на тыльную сторону другой лопасти, тем самым повышать крутящий момент. При обтекании левого интерцептора 7 с внешней стороны пластины 5 образуется зона пониженного давления, что также будет способствовать увеличению крутящего момента. Выполненные расчеты показывают, что для случая, когда радиус полуцилиндра равен 0,4 радиус ротора, а координаты точки поворота полуцилиндра равны 0,1 радиуса ротора, крутящий момент увеличивает на 52%

Таким образом, путем изменения расположения лопастей и установки интерцепторов существенно повышается мощность ротора типа Савониуса. Устройство простое в реализации, промышленно применимо.