ВЕТРОЭНЕРГОУСТАНОВКА С АВТОМАТИЧЕСКИ РЕГУЛИРУЕМЫМИ ЛОПАСТЯМИ

Полезная модель относится к ветроэнергетике и может быть использована для получения энергии. Технический результат, заключающийся в повышении надежности, безопасности и эффективности устройства, достигается за счет того, что в ветроустановке роторного типа с сопловой системой воздухозаборника и эжекторами на концах ротора, содержащей воздухозаборник с направляющими статора, ветроколесо с лопастями, согласно изобретению ротор ветроустановки, расположенный внутри статора, содержит крылообразные лопасти, концы которых прикреплены к верхнему и нижнему лучам ротора при помощи шарниров, позволяющих вращаться вокруг вертикальных осей лопастей.
Известен роторно-вертикально-осевой ветродвигатель, содержащий несколько крылообразных лопастей на вертикальной оси, соединенных дисковыми шайбами, в которых выполнены отверстия для вхождения фиксаторов положения лопастей, имеется механизм поворота лопастей, включающий усеченный конус, закрепленный на оси в нижней части ротора, и тяги, скользящие по поверхности конуса на шарах. При этом тяги снабжены пружинами, лопасти могут посредством механизма поворота устанавливаться под разными углами атаки [1].
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является известная ветроустановка, содержащая воздухозаборник с вертикальными направляющими статора, ветроколесо с лопастями, расположенное внутри воздухозаборника, а его лопасти в сечении выполнены в виде полуокружности, концы которых прикреплены к верхнему и нижнему кольцам, нижнее из которых опирается на центрирующие ролики, выполненные с возможностью вращения со скоростью, большей скорости вращения ветрового колеса, и к осям которых подключены преобразователи энергии, а сверху и снизу ветроколеса расположены разрежители. Разрежители выполнены в виде сужающихся элементов [2].
Недостатком устройства является невысокий коэффициент использования энергии ветра.
Заявляемая полезная модель направлена на повышение коэффициента использования энергии ветра путем прикрепления концов лопастей ротора к верхнему и нижнему лучам ротора при помощи шарниров, позволяющих поворачиваться лопастям вокруг вертикальных осей. При этом лопасти в поперечном сечении имеют вогнутую крылообразную форму и снабжены индивидуальными стабилизаторными хвостовыми оперениями, а направляющие имеют возможность поворачиваться вокруг своих вертикальных осей на определенный угол.
На фиг.1 изображена предлагаемая ветроустановка в плане; на фиг.2 - вид сверху предлагаемой ветроустановки.
Ветроустановка состоит из ротора 1 с лопастями 2 (см. фиг.1), расположенного внутри статора 3 (см. фиг.2) с вертикальными направляющими 4, верхнего и нижнего эжекторов 5. Лопасти 2 ротора 1 установлены на верхнем и нижнем лучах 7 при помощи шарниров.
Ветроколесо 1 имеет вертикальную ось вращения и собрано из лопастей 2, имеющих в сечении крылообразную форму. Концы лопастей 2 прикреплены к верхнему и нижнему лучам 7. Лопасти 2 ротора снабжены стабилизаторами 8.
Статор 3 собран из направляющих 4 имеющих вертикальные оси 6. Они предназначены для направления рабочим лопастям и изолирования нерабочих лопастей от потока воздуха. Для регулирования воздушного потока, поступающего на лопасти между направляющими статора установлены жалюзи. Поворот направляющих 4 ограничен упорами 9 и 10.
Лопасти 5, выполненные в сечении в виде крыла, способствуют увеличению крутящего момента ротора из-за использования подъемной силы при движении лопастей против потока воздуха. Вогнутая форма крылообразных лопастей позволяют использовать сопротивление ветра в момент трогания, и при малых скоростях ветра.
Модель работает следующим образом. Поток воздуха поступает внутрь статора через открытые жалюзи между направляющими. Часть воздушного потока попадает на вогнутую сторону лопастей движущихся в направлении воздушного потока, которые используют сопротивление воздушного потока, а часть создает подъемную силу, приложенную к лопастям, движущимся против воздушного потока. Под действием сил сопротивления и подъемной силы, действующих на лопасти, ротор ветроустановки приводится во вращение. Вертикальная ось направляющих статора позволяет поворачиваться направляющим и занимать такое положение, при котором эффективно распределяется воздушный поток на лопасти внутри статора.
Источники информации:
1. Патент РФ №2096259
2. Патент РФ №2168060