ЛОПАСТЬ ВЕТРОТУРБИНЫ С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ

Полезная модель относится к области ветроэнергетики, в частности к ветродвигателям с вертикальной осью вращения ветротурбины, и может быть использовано для получения механической и электрической энергии.
Известен ветродвигатель, состоящий из ветротурбины с вертикальной осью вращения, где каждая лопасть ветротурбины содержит наконечник, выполненный в виде входной части аэродинамического профиля, состоящий из двух свободно поворачивающихся частей, соединенных между собой шарниром с вертикальной осью вращения, расположенным в крайней входной точке наконечника, где крайние положения сектора свободного поворота каждой из двух частей заданы осью симметрии наконечника и позицией частей, при которой образуется очертание входной части сформированного аэродинамического профиля, при этом наконечник снабжен механизмом фиксированного изменения расстояния между свободными концами наконечника [патент РФ №2292484 С1 МПК F03D 3/00, опубл. 27.01.2007 Бюл. №3].
Недостатком указанного ветродвигателя является то, что изготовление наконечника лопасти криволинейного очертания трудоемко и не обеспечено достаточной жесткостью, прочностью и плохо регулируется геометрия лопасти.
Известна лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения, включающая наконечник, выполненный из плоских пластин, соединенных шарниром, а внутренние поверхности плоских пластин наконечника снабжены раскосной системой ребер жесткости, наконечник снабжен отрегулированными пружинами, вставленными в телескопические цилиндры, которые закреплены шарнирами к плоским пластинам с одного конца и к стопору, находящемуся на оси симметрии наконечника в развернутом виде, с другого конца [патент РФ №2518794 С1 МПК F03D 3/00, опубл. 10.06.2014 Бюл. №7] (прототип).
Недостатком указанной лопасти является то, что при изменении направления и скорости ветра недостаточно изменяется геометрия наконечника лопасти в зависимости от изменения направления ветра.
Технический результат заявляемой полезной модели выражается в повышении эффективности работы лопасти ветротурбины с вертикальной осью вращения, при изменении направления движения природной скорости ветра меняются размеры наконечника лопасти.
Указанный технический результат достигается тем, что лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения, включающая наконечник, выполненный из плоских пластин, соединенных шарниром, наконечник снабжен отрегулированными пружинами, вставленными в телескопические цилиндры, которые закреплены шарнирами к плоским пластинам с одного конца и к стопору, находящемуся на оси симметрии наконечника в развернутом виде, с другого конца, согласно заявляемой полезной модели, наконечник лопасти снабжен механизмом изменения расстояния между свободными концами наконечника выполненным в виде четырех тяг, образующих ромб, шарнирно закрепленных в трех точках с плоскими пластинами наконечника и с шарниром, расположенным во входной части наконечника, и четвертой и пятой точками соединенными с муфтой, свободно передвигающейся по направляющей штанге, соединяющей стабилизирующую плоскость с шарниром, расположенным во входной части наконечника, направляющая штанга снабжена отрегулированной пружиной, вставленной в телескопические цилиндры и соединяющей муфту со стопором, установленным на направляющей штанге.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен профиль лопасти с механизмом изменения расстояния между свободными концами наконечника в развернутом виде (с пружиной в свободном ненапряженном состоянии), работающий при попутном движении природного воздушного потока;
на фиг. 2 представлен профиль лопасти с механизмом изменения расстояния между свободными концами наконечника в закрытом виде (при растянутой пружине), работающий при встречном или боковом движении природного воздушного потока.
Лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения, содержит наконечник, оборудованный механизмом изменения расстояния между свободными концами наконечника, состоящий из двух плоских пластин 1, соединенных вертикальным шарниром 2, расположенным во входной части наконечника. Механизм изменения расстояния между свободными концами наконечника состоит из четырех тяг 3, образующих ромб, закрепленных шарнирами 4 в двух точках с плоскими пластинами наконечника и с шарниром 2, расположенным во входной части наконечника, и двумя шарнирами 5, соединенными с муфтой 6 свободно передвигающейся по направляющей штанге 7, соединяющей стабилизирующую плоскость 8 с шарниром 2, расположенным во входной части наконечника, направляющая штанга 7 снабжена отрегулированной пружиной 9, вставленной в телескопические цилиндры и соединяющей муфту 6 со стопором 10, установленным на направляющей штанге 7. Ребра жесткости 11 наконечника выполнены с возможностью свободного перемещения относительно друг друга. Шарниры 4 выполнены с возможностью свободного или принудительного перемещения по направляющей 12.
Лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения работает следующим образом. При боковом воздействии воздушного потока и на его противоходе вертикальные шарниры 4 четырех тяг 3, перемещаясь по направляющей 12, растягивают отрегулированную пружину 9 и плоские пластины наконечника 1 лопасти, уменьшают раскрытие наконечника, и тем самым снижают сопротивление лопасти воздушному потоку. При действии воздушного потока по направлению движения лопасти пружина 9 притягивает муфту 6 в исходное положение, раскрывая наконечник лопасти.