ВЕТРОКОЛЕСО
WINDWHEEL

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для улавливания и преобразования энергии воздушного потока.
Известны ветроколесо и способ изготовления ветроколеса, содержащего лопасти, связанные с валом и выполненные из сегментов цилиндрических емкостей, составляющих 1/12-1/2 длину дуги периметра цилиндра. Способ изготовления ветроколеса включает выполнение лопастей и/или их элементов - лопаток рассечением металлических или иных цилиндрических бочек на сегменты с последующим перегибом неразрезанного днища на 180°, либо посегментное разгибание боковой поверхности и присоединение к траверсе (см. патент РФ №93042726, кл. F03D 3/06, 1996 г.).
Недостатками указанного ветроколеса являются сложность конструкции и недостаточная прочность.
Известен также способ изготовления быстроходного ветроколеса ветроэнергетической установки, заключающийся в том, что лопасти быстроходного ветроколеса вырезают из тонкого листового материала, например алюминиевого сплава, с уменьшающейся хордой от основания к вершине лопасти и, соответственно, с уменьшающимся углом закрутки хорды по отношению к плоскости вращения ветроколеса, при этом используют заготовки в виде сегментов цилиндра с прямолинейной кромкой, примерно равной длине лопасти, и хордой, равной лопасти у основания. При этом переднюю кромку каждой лопасти вырезают по криволинейной образующей, а заднюю кромку совмещают с прямолинейной кромкой заготовки (см. патент РФ №2186246, кл. F03D 3/06, 2002 г.).
Недостатками указанного ветроколеса являются сложность конструкции, обусловленная наличием ответственных узлов крепления лопастей к махам, а последних - к ступице, неизбежность квалифицированных работ по проверке углов установки лопастей и балансировке ветроколеса.
Задача, на решение которой направлено изобретение, - упрощение конструкции ветроколеса, уменьшение затрат на производство ветродвигателя при одновременном обеспечении точности профиля.
Решение поставленной задачи достигается тем, что двухлопастное колесо из тонколистового материала выполняется вырезанным целиком из цилиндрической трубы по контуру приложенной к трубе вдоль ее образующей центросимметричной выкройки, центр симметрии которой совпадает с центром тяжести ветроколеса.
Главными отличительными признаками предлагаемого ветроколеса являются следующие:
- наличие цельного ветроколеса с полностью симметричными лопастями одинакового профиля;
- возможность получения уменьшающегося угла заклинивания лопастей при использовании выкройки с сужающимися концами;
- возможность получения профиля лопасти, приближающегося к крыловидному посредством обтягивания лопасти материалом с введением заполнителя в полость образованного профиля с вогнутой стороны.
Предлагаемое техническое решение поясняется графическими материалами, на которых изображено:
На фиг.1 - общий вид выкройки и ветроколеса.
На фиг.2 - сечения лопасти ветроколеса.
При этом приняты следующие обозначения:
1 - выкройка; 2 - труба; 3 - ветроколесо; 4 - центр ветроколеса; 5 - обтягивающий материал; 6 - заполнитель.
Изготовление ветроколеса происходит следующим образом. Выкройка поз.1 накладывается на цилиндрическую трубу поз.2 так, чтобы внутренние продольные кромки были, например, параллельны образующей самой трубы, после чего по контуру выкройки вырезается ветроколесо поз.3, причем центр симметрии выкройки совпадает с центром тяжести поз.4 ветроколеса поз.2 и осью будущего вала. Если концы выкройки будут иметь сужение, то угол заклинивания каждой лопасти будет уменьшаться от основания к концу лопасти, т.е. профиль лопасти получит скрутку. При необходимости, например, для быстроходных репеллеров, лопасти обтягиваются соответствующим материалом поз.5 для получения профиля, близкого к крыловидному, а в образовавшуюся полость профиля с вогнутой стороны может быть введен заполнитель поз.6.
По сравнению с ветроколесом, принятым за прототип, предлагаемое ветроколесо имеет следующие преимущества.
- простота конструкции и низкая стоимость;
- простота изготовления;
- возможность получения из одной трубы ветроколес с различной быстроходностью;
- высокая точность профиля лопасти.