Роторная ветроустановка

Техническое решение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроустановкам с направляющими устройствами для воздушного потока и может быть использовано для автономного энергоснабжения при малоэтажном домостроении, на кораблях, для подзарядки электрокар.
Известна роторная ветроэлектростанция, включающая направляющий аппарат с изогнутыми лопатками и ротор с изогнутыми лопастями, вал которого механически связан с валом электрогенератора, при этом лопасти ротора выполнены в форме аэродинамических крыльев, установленных с зазором относительно вала ротора, а лопатки направляющего аппарата также выполнены в форме аэродинамических крыльев, при этом лопатки и лопасти своими вогнутыми поверхностями ориентированы в противоположных окружных направлениях, а станция выполнена из по меньшей мере одного модуля, каждый из которых состоит из ротора и направляющего аппарата, при чем его лопатки установлены с углом входа потока ветра 40-60° и под углом 30-80° на выходе (см. RU 2215898 С1, МПК. F03D 3/04).
Недостатком известного технического решения является: низкая эффективность использования энергии ветра..
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является роторная ветроустановка, включающая направляющий аппарат с изогнутыми лопатками и движитель с ротором с изогнутыми лопастями, вал которого механически связан с валом электрогенератора. Ветроустановка выполнена, по меньшей мере, из двух модулей, в каждом модуле лопасти ротора расположены в трех секциях по 4-8 штук в каждой, со сдвигом относительно друг друга в 30°, при этом лопатки и лопасти своими вогнутыми поверхностями ориентированы в одинаковых окружных направлениях, а лопатки и лопасти в смежных модулях ориентированы для вращения модулей в противоположных направлениях. Модули попарно объединены мультипликатором с двухсторонним силовым приводом с n (где n=1, 2, 3, 4) электрическими генераторами, установленными симметрично вокруг мультипликатора и присоединенными к общей системе управления.(см. RU 2383775 С1, МПК F03D 3/04).
Недостатком известного устройства является: несколько снижена эффективность работы, так как крутящий момент воздушной турбины создается половиной лопастей.
Задачей разработки является создания двухроторных ветроэнергетических установок с реактивной тягой, обеспечивающей повышение эффективности работы.
Техническим результатом заявленного технического решения является повышение эффективности работы.
Технический результат достигается тем, что в роторной ветроустановке, включающей направляющий аппарат и движитель, состоящий по край не мере из двух модулей каждый из которых содержит ротор с изогнутыми лопастями, роторы модулей жестко закреплены на валах, установленных соосно, а их лопасти ориентированы для вращения роторов в противоположных направлениях,, причем валы роторов механически связаны с валом электрогенератора, при этом каждый ротор движителя, выполнен в виде барабана для закрепления лопастей под углом 40-60° жестко соединенного с фланцем, снабженным, внутренними криволинейными проходами с входными и выходными отверстиями для забора и отведения воздушного потока от каждой лопасти барабана ротора, причем направляющий аппарат выполнен в виде шторок представляющих собой поверхность полуцилиндра, установленных с возможностью перемещения.
Выполнение в движителе ветроустановки каждого ротора в виде барабана для закрепления лопастей под углом 40-60° жестко соединенного с фланцем, снабженным криволинейными каналами, образованными радиальными лопастями закрепленными между двух колец с входными и выходными отверстиями для забора и отведения воздушного потока от каждой лопасти барабана, позволяет часть воздушного потока в сжатом состоянии подать на лопасти в каналы фланца и преобразовать нагнетаемый сжатый воздух от лопастей барабана в реактивную тягу большого рычага, усиливающую вращение ротора, повышая эффективность работы ветроустановки.
Использование направляющего аппарата в виде шторки, представляющей собой поверхность полуцилиндра, установленной с возможностью перемещения позволяет направлять поток, повышая давление между экраном и лопастью ротора и использовать максимально мощность ветрового потока, повышая эффективность работы.
На фигуре 1 изображен общий вид устройства;
На фигуре 2 изображен ротор движителя;
На фигуре 3а) изображен вид движителя с направляющим аппаратом; б) разрез по А-А на фиг.3-а.
На фигуре 4 изображен схематично общий вид валов для установки роторов движителя и механическая связь с валом генератора.
Роторная ветроустановка, содержит движитель, состоящий по край не мере из двух модулей. Модули содержат роторы 1, 2. Каждый ротор выполнен в виде барабана 3 с изогнутыми лопастями 4, установленными под углом 40-60°. Барабан 3 ротора жестко соединен с фланцем 5. Фланец 5 выполнен из верхнего 6 и нижнего 7 колец, соединенных жестко с радиальными лопастями 8 с образованием криволинейных каналов с входным 9 и выходным 10 отверстиями для забора и отведения воздушного потока от лопастей 4 роторов.
Валы роторов 11 и 12, выполненные трубчатыми, установлены соосно и механически, например, через конические шестерни 13 связаны с валом 14 электрогенератора. Роторы 1 и 2 закреплены на валах 11 и 12 жестко, например, сваркой в двух местах: к внешнему кольцу барабана 3 и внешнему кольцу фланца 5. Валы 11 и 12 роторов установлены в корпусе на подшипниках 15, например, на двухрядных шариковых. Лопасти 4 роторов 1 и 2 ориентированы для вращения роторов в противоположных направлениях. Направляющий аппарат выполнен в виде шторок 16, представляющих собой поверхность полуцилиндра, установленных с возможностью перемещения. Внешняя шторка оснащена закрылками 17 по типу флюгера и вращается вокруг оси свободно, позволяя менять угол атаки воздушного потока. Внутренняя шторка поворачивается электромеханизмом 18 и служит для полного закрывания ротора от ветра при ремонте, от дождя или штормового ветра.
Роторная Ветроустановка работает следующим образом.
Потоки воздуха внешней шторкой 16 направляются на ротор 1, соприкасаясь и воздействуя на его лопасти вращают ротор. Часть воздушного потока с большой площади лопастей барабана ротора в сжатом состоянии подается через входные отверстия 9 в каналы фланца воздействуя на лопасти 8 фланца, изогнутые для формирования реактивных струй сжатого воздуха из выходных 10 отверстий фланца, усиливая вращение ротора жестко закрепленного на валу установленного на подшипниках. Одновременно потоками воздушных масс приводится в движение в противоположном направлении второй ротор 2, усиливая вращение. Противоположно направленное движение валов роторов передается на шестерню вала электрогенератора через шестерни 13, установленные на двух соосных трубчатых валах 11 и 12 роторов 1 и 2.
Роторная ветроустановка простая по конструкции, высокоэффективная в работе найдет применение в строительстве для автономного энергоснабжения при малоэтажном домостроении, а также на кораблях, для подзарядки электрокар, при этом автор оставляет за собой право на дальнейшее улучшение аэродинамики и сокрытие подробностей в «ноу хау».