РОТОР С ЧАШЕОБРАЗНЫМИ ВЕТРОВОСПРИНИМАЮЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
ROTOR WITH CUP-LIKE WIND-PERCEIVING ELEMENTS

Изобретение относится к ветроэнергетике.
Известны роторы с чашеобразными ветровоспринимающими элементами, состоящие из крестовины на вертикальном валу с чашками-полушариями на концах крестовины /см., например, Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии. - М.: Энергоатомиздат. 1990. - 392 с. (стр.200)/.
Вращающий момент на валу такого ротора создается благодаря различному сопротивлению, оказываемому воздушному потоку вогнутой и выпуклой чашками-полушариями. За счет только удлинения вала ветроэнергетическая установка такого типа позволяет установить редуктор с генераторами внизу установки, обеспечивая существенные технологические и эксплуатационные преимущества от такой конструкции ветроротора.
Недостаток ветроэнергетических установок с роторами такого типа состоит в увеличивающемся (из-за удлинения вала) весе ветроротора, что отрицательно сказывается на преимущественно осевой нагруженности и ресурсе работы опорных узлов.
Для устранения отмеченного недостатка в роторах с чашеобразными ветровоспринимающими элементами на концах крестовин, смонтированных на вертикальном валу, настоящим техническим решением предлагается чашеобразные ветровоспринимающие элементы выполнить в виде секторов тора, одно из поперечных сечений которого остается открытым, а второе - отформованным на крыло с увеличивающимся углом атаки по мере удаления сечения элемента от оси вращения. При этом крестовины могут быть смонтированы на двух и более уровнях вала в зависимости от того, на, сколько пар элементов разделен исходный круговой тор.
Предлагаемое техническое решение - ротор с чашеобразными ветровоспринимающими элементами иллюстрируется на чертеже.
Ротор с чашеобразными ветровоспринимающими элементами состоит из крестовины 1 на вертикальном валу 2 с ветровоспринимающими элементами 3 на концах крестовины. При этом ветровоспринимающие элементы 3 выполнены в виде секторов полого кругового тора, одно из поперечных сечений (поз.4) которого остается открытым, а второе (поз.5) - отформованным на крыло с увеличивающимся углом атаки крыла α по мере удаления сечения элемента от оси вращения. При этом крестовины 1 с ветровоспринимающими элементами 3 могут быть смонтированы на двух (пример исполнения на чертеже) и более уровнях вала 2 в зависимости от того, на сколько пар элементов 3 разделен исходный круговой тор.
x
Вращающий момент на валу 2 такого ветроротора создается благодаря различному сопротивлению, оказываемому воздушному потоку открытым поперечным сечением сектора тора (поз.4) и поперечным сечением сектора тора (поз.5), отформованным на крыло с увеличивающимся углом атаки крыла α по мере удаления сечения элемента 3 от оси вращения. Соответствующие коэффициенты сопротивления с в миделевых сечениях ветровоспринимающих элементов 3 будут 1,34 и 0,34 /см., например, Фатеев Е.М. Ветродвигатели и ветроустановки. ОГИЗ - Сельхозгиз. М., 1948 (стр.36)/.
Но из-за того, что поперечное сечение сектора тора (поз.5) отформовано на крыло с увеличивающимся углом атаки крыла α по мере удаления сечения элемента 3 от оси вращения, дополнительно возникает подъемная сила в роторе предлагаемой конструкции, уменьшающая осевую нагруженность и увеличивающая ресурс работы опорных узлов (не показаны) ветроротора.
Таким образом, по мнению заявителя, изобретение является новым, имеет изобретательский уровень и промышленно применимо.