ВЕТРОУСТАНОВКА

МПК F03D3/06
ВЕТРОУСТАНОВКА
Полезная модель относится к ветроэнергетике, в частности, к ветроустановкам с вертикальной осью вращения.
Известны ветроустановки с вертикальной осью вращения, в которых вертикальные лопасти установлены посредством траверс и растяжек на подшипниковом узле опоры (см., например, авт. свид. СССР № 1657724, F03D3/06, 1991). Симметричное расположение лопастей не обеспечивает самозапуск ветроустановки, т.к. набегающие лопасти создают сопротивление, равнозначное усилию на лопастях, идущих по ветру.
Известна также ветроустановка, содержащая кольцевой лопастной ротор с закрепленными на кольце ротора вертикальными лопастями, связанными с подщипниковым узлом опоры попарно расположенными растяжками, которые снабжены аэродинамическими обтекателями (см., авт. свид. СССР № 1671953, F03D3/06, 1991). Недостатком известной ветроустановки является отсутствие самозапуска, а также то, что растяжки воспринимают не только центробежные силы, но и вес ротора, что снижает надежность работы установки.
Задача, решаемая полезной моделью, состоит в том, чтобы обеспечить ветроустановке свойство самозапуска при повышении статической и динамической балансировки ротора, надежности и эффективности ветроустановки.
Поставленная задача рещается тем, что в ветроустановке с вертикальной осью вращения, содержащей опору с подщипниковым узлом и закрепленным на нем посредством равномерно распределенных пересекающихся растяжек кольцевым
ротором с симметрично расположенными по окружности лопастями, согласно
полезной модели, каждая лопасть разделена на верхнюю и нижнюю части, которые расположены по окружности ротора со сдвигом друг относительно друга на угол, равный 90, верхние и нижние части лопастей снабжены дополнительными подкосами, имеющими аэродинамическую форму и установленными с отрицательным углом.
Разделение лопастей на две смещенные по окружности относительно друг друга части позволяет обеспечить самозапуск ротора, поскольку часть лопасти, идущая в данный момент по ветру создает усилие вращения намного больщее, чем другая набегающая часть лопасти, которая за счет сдвига еще не развернулась против ветра своим максимальным сечением.
Равномерное распределение пересекающихся растяжек дает повышенную жесткость ротора в радиальном направлении, а введение дополнительных подкосов обеспечивает вертикальную устойчивость ротора, как в статике, так и в динамике.
Придание подкосам аэродинамической формы и установка их с небольшим
М отрицательным угломшызывает при вращении ротора усилия, действующие вверх, что
разгружает конструкцию от силы веса, и по касательной к окружности вращения ротора, что усиливает его тягу (наподобие лопастей винта вертолета).
Полезная модель поясняется чертежами: фиг. 1 - общий вид ветроустановки; фиг.
2 - вид в плане; фиг. 3, - усилия, возникающие на аэродинамическом подкосе.
Ветроустановка содержит опору 1 с подшипниковым узлом 2, на котором с помощью растяжек 3 закреплено кольцо ротора 4, на роторе 4 установлены лопасти 5, имеющие верхнюю и нижнюю части, расположенные на кольце ротора со сдвигом по окружности друг относительно друга на угол, равный 90°. Каждая из частей лопастей 5 снабжена аэродинамическим подкосом 6, установленным с небольщим отрицательным
углом. Пересекающиеся растяжки 3 закреплены на подшипниковом узле 2 с равномерным шагом.
Ветроустановка работает следующим образом. При наличии ветра части лопастей 5, расположенные наибольшим сечением к ветру, начинают раскручивать ротор 4, при этом набегающие на ветер части лопастей 5, расположены к ветру наименьшим сечением. Равномерно распределенные пересекающиеся растяжки 3 воспринимают всю радиальную и частично вертикальную нагрузки. По достижении определенных оборотов, вступают в действие аэродинамические силы, возникающие на подкосах 6, которые компенсируют вертикальные нагрузки от веса ротора 4 и создают дополнительную составляющую, увеличивающую тягу ротора 4, наподобие несущего винта вертолета.
Таким образом, разделение лопастей 5 со сдвигом верхних частей относительно нижних на угол, равный 90, обеспечивает самозапуск ротора 4, распределение радиальных и осевых нагрузок на растяжках 3 и подкосах 6 повышает балансировку и надежность ротора 4, а установка подкосов аэродинамической формы снижает осевые нагрузки и усиливает тягу ротора 4, т.е. повышает эффективность установки в целом.
Промышленная применимость полезной модели подтверждается тем, что все компоненты ветроустановки могут быть растиражированы в неограниченном количестве.