Ветроколесо
WIND WHEEL

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветросиловых и ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа.
Известно ветроколесо [пат. РФ №2211366, опубл. 27.08.2003, бюл. №24 / Литвиненко A.M. - заявка №2002104027/06 от 14.02.2002].Технический результат, заключающийся в упрощении конструкции, повышения надежности, обеспечении модульности и технологичности, обеспечивается за счет того, что в ветроколесе, содержащем ступицу в лопасти, выполненные в виде парусных оперений, лонжероны, трос, D-образную переднюю кромку, согласно изобретению парусные оперения выполнены в виде упругих пластин, передняя кромка которых имеет форму арки и снабжена отверстиями под лонжерон.
Недостатком данного ветроколеса является малая жесткость конструкции, а также технологические трудности формирования D-образной кромки.
Также известно ветроколесо [пат. РФ №2249720, опубл. 10.04.2005, бюл. №10 / Литвиненко A.M. - заявка №2003130051/06 от 09.10.2003]. Технический результат заключается в упрощении конструкции, повышении надежности и технологичности при обеспечении удешевления и модульности. Это достигается тем, что лопасти, как основные, так и, возможно, дополнительные, выполнены в виде парусных оперений, а именно оболочечного, двухслойного, скрепленного по периметру равнобедренного треугольника, вершина которого закреплена у ступицы, основание снабжено натяжной планкой, которая шарнирно соединена с балансиром, балансир шарнирно установлен на внешнем конце трубчатого лонжерона и соединен с натяжной тягой.
Его недостатком является затруднение в обеспечении крутки лопастей, которая, как известно, обеспечивает лучшие аэродинамические характеристики, а так же трудности реализации замыкании магнитного потока при наличии немагнитной ступицы.
Наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ветроколесо [пат. РФ №2684301, опубл. 04.05.2019, бюл. №10 / Литвиненко A.M. - заявка №2018108519 от 07.03.2018].
Ветроколесо содержит вал, ступицу, выполненную в виде пластины, на периферии которой закреплены внутренние края лопастей. Кроме того имеются стойки, а между стойками и дугами с роторными элементами, установлены стержни жесткости.
Недостатком такого ветроколеса является громоздкость конструкции и большая масса лопастей, низкая технологичность.
Изобретение направлено на уменьшение массы лопастей повышение технологичности.
Это достигается тем, что в ветроколесе, содержащем вал, ступицу, выполненную в виде пластины, на периферии которой закреплены внутренние края лопастей, согласно изобретению лопасти выполнены в виде пар П-образных стержней, содержащих первую и вторую стойки, при этом первые стойки первых П-образных стержней установлены на проставке и притянуты к пластине разъемным соединением, а вторые П-образные стержни своими первыми стойками притянуты к первым стойкам первого стержня также с помощью разъемного соединения
Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где показано ветроколесо вид спереди.
Ветроколесо ветроэлектрогенератора состоит из ступицы и лопастей, которые установлены парами на пластине 1. Первая лопасть образована первым П-образным стержнем 2, имеющим первую 3 и вторую 4 стойки. При этом первые стойки 3 и 4 установлены на проставки 5 и притянуты к пластине разъемным соединением, например, хомутом 6. Второй П-образный стержень 12 своей первой стойкой 7 установлен на первой стойке 4 первого стержня 2 и притянут к ней с помощью разъемного соединения, например, хомута 8. На каждый из стержней с помощью скоб 9 закреплены гибкие полотнища 10, которые образуют плоскость лопасти. Внутренние концы полотнищ снабжены пружинами натяжения 11.
Работа устройства Ветровой поток воздействуя на лопасть приводит ее во вращение. В частности воздействие ветрового потока на полотнища 10 передается на П-образные стержни и далее, поскольку они закреплены на пластине, передается собственной пластине. Пластина закреплена, например на резьбовом валу с помощью широкой фасонной гайки. Далее энергия ветрового потока передается на вал.
Технико-экономическим преимуществом данного устройства является повышенная технологичность, вызванная наличием двух П-образных стержней, которые могут быть выполнены, как сплошными так и полыми с помощью гибочных устройств. Кроме того использование гибких полотнищ приводит к уменьшению стоимости и обеспечение бурестойкости поскольку данные полотнища сравнительно легко подлежат замене.