Вітрове колесо вітроенергетичної установки з вертикальною віссю обертання ротора

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Вітрове колесо вітроенергетичної установки з вертикальною віссю обертання ротора, яке складається, щонайменше з двох однакових вітрил, встановлених на зовнішньому ободі вітрового колеса, а його вісь призначена для кінематичного з'єднання з ротором генератора вітроенергетичної установки, яке відрізняється тим, що вітрове колесо утворене з двох однакових кілець - верхнього та нижнього, встановлених співвісно і жорстко з'єднаних між собою, а між кільцями розташовані вітрила, кожне з яких має трикутну форму, закріплене на двох торсіонах між верхнім і нижнім кільцем з можливістю повороту навколо вертикальної осі вітрила, яка проходить через один кут трикутника і осі торсіонів та ділить вітрило на два не рівних за площею трикутника з утворенням балансного підвісу.

Текст

Реферат: Вітрове колесо вітроенергетичної установки з вертикальною віссю обертання ротора, яке складається, щонайменше з двох однакових вітрил, встановлених на зовнішньому ободі вітрового колеса, а його вісь призначена для кінематичного з'єднання з ротором генератора вітроенергетичної установки. Вітрове колесо утворене з двох однакових кілець - верхнього та нижнього, встановлених співвісно і жорстко з'єднаних між собою. Між кільцями розташовані вітрила, кожне з яких має трикутну форму, закріплене на двох торсіонах між верхнім і нижнім кільцем з можливістю повороту навколо вертикальної осі вітрила, яка проходить через один кут трикутника і осі торсіонів та ділить вітрило на два не рівних за площею трикутника з утворенням балансного підвісу. UA 77932 U (12) UA 77932 U UA 77932 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вітроенергетики, а саме до конструкції вітрового колеса, яке може бути використане у складі вітроенергетичних установок з вертикальною віссю обертання ротора для вироблення електричної та механічної енергії. Найбільш близьким до корисної моделі за кількістю суттєвих ознак є вітрове колесо вітроенергетичної установки з вертикальною віссю обертання ротора, яке складається з обода та, щонайменше двох однакових вітрил, встановлених на ободі вітрового колеса, а його вісь призначена для кінематичного з'єднання з ротором генератора вітроенергетичної установки [71478, МПК F03D 3/06 (2006.01), опубл. 10.07.2012, бюл. № 13]. Вітрила згаданого колеса встановлені на спицях і закріплені відносно вертикального вала потужності. Недолік описаного колеса полягає у необхідності застосування складних і громіздких механізмів для орієнтування вітрил за потоками вітру. Застосування ж таких механізмів суттєво збільшує вартість і колеса, і вітроенергетичної установки в цілому, потребує високої кваліфікації персоналу. У основу корисної моделі поставлена задача створення такого вітрового колеса, в якому б кожне вітрило автоматично встановлювалось у оптимальному напрямку відповідно з напрямком потоку вітру. Поставлена задача вирішується за рахунок створення умов для повороту вітрил під дією потоку вітру на оптимальний кут шляхом закріплення кожного вітрила на пружних підвіскахторсіонах у жорсткій рамі, виконаній у вигляді двох однакових паралельних кілець. Пропоноване, як і відоме вітрове колесо вітроенергетичної установки з вертикальною віссю обертання ротора, складається, щонайменше з двох однакових вітрил, встановлених на зовнішньому ободі вітрового колеса, а його вісь призначена для кінематичного з'єднання з ротором генератора вітроенергетичної установки, а, згідно з корисною моделлю, вітрове колесо утворене з двох однакових кілець - верхнього та нижнього, встановлених співвісно і жорстко з'єднаних між собою, а між кільцями розташовані вітрила, кожне з яких має трикутну форму, закріплене на двох торсіонах між верхнім і нижнім кільцем з можливістю повороту навколо вертикальної осі вітрила, яка проходить через один кут трикутника і осі торсіонів та ділить вітрило на два не рівних за площею трикутника з утворенням балансного підвісу. Торсіон - це пружина у вигляді вала, що працює на кручення, тобто вал, що має прогнозований опір крученню. У пропонованій конструкції вітрило має трикутну форму, яка є оптимальною для вітрового колеса, оскільки дозволяє створити рівномірний натяг тканини, незалежно від точності виготовлення складових частин конструкції, та отримати високу якість аеродинамічної поверхні. Згадані вітрила встановлені на колесі з можливістю утворення балансного підвісу [див. інформацію, наприклад з сайту: http://www.seaships.ru/steerinq.html. Завдяки торсіонам вітрило має можливість повертатись на певний кут під дією потоку вітру, а оскільки вісь, на якій повертається вітрило, ділить його на два трикутники різної площі, виникає різниця сил, що діють на частини вітрила, а результуюча сила змушує рухатися вітрове колесо з щонайменше двома такими вітрилами, розташованими у діаметрально протилежних ділянках колеса, навколо його осі. Оскільки вітрила встановлені на колесі з можливістю утворення балансного підвісу, рух колеса здійснюється за умови навіть незначного вітру, а при збільшенні вітру жорсткість торсіонів збільшує кут повороту вітрил і, таким чином, обмежує швидкість обертання ротора вітроенергетичної установки. Суть пропонованої конструкції пояснюється за допомогою схематичних креслень. На фіг.1 - показано конструкцію вітрила, встановленого на торсіонах. На фіг.2 - схематичнопоказана вітроенергетична установка. На фіг.3 - показаний вид зверху на вітрове колесо з двома однаковими вітрилами. Пропоноване вітрове колесо вітроенергетичної установки з вертикальною віссю обертання ротора, складається, щонайменше з двох однакових вітрил 1, встановлених на зовнішньому ободі вітрового колеса (не показано). Вісь вітрового колеса призначена для кінематичного з'єднання з ротором генератора вітроенергетичної установки (не показано). Вітрове колесо утворене з двох однакових кілець - верхнього та нижнього, встановлених співвісно і жорстко з'єднаних між собою (не показано). Між кільцями розташовані однакові вітрила 1. Кожне вітрило 1 має трикутну форму, закріплене між верхнім і нижнім кільцем на двох торсіонах 2 та 3 з можливістю повороту навколо вертикальної осі вітрила, яка проходить через один кут трикутника і осі торсіонів 2, 3 з утворенням балансного підвісу. Вертикальна вісь 4 вітрила 1 ділить його на два не рівних за площею трикутники 5 і 6 з площею, відповідно S1 і S2. Кожне вітрило 1 встановлене у Г-подібній металевій рамці 7. Г-подібна рамка 7 забезпечує надійне кріплення кожного вітрила 1 між кільцями вітрового колеса на торсіонах 2 та 3 і підвищує ресурс вітрила. Одні кінці торсіонів 2 та 3 жорстко прикріплені до відповідних кілець вітрового колеса, а 1 UA 77932 U 5 10 15 20 25 30 інші - до Г-подібної металевої рамки 7. Кожне вітрило 1 може бути виготовлене 3 з парусини брезентової або з парусини брезентової, просоченої, наприклад, фарбою чи оліфою. Пропоноване колесо може мати щонайменше два вітрила 1, але кількість їх обмежена лише габаритами колеса. При цьому вітрила 1 встановлені на колесі так, що у вихідному положенні у кожному наступному за годинниковою стрілкою вітрилі 1 на вигляді зверху Трикутник 5 розташовують за трикутником 6 попереднього вітрила 1. Пропоноване вітрове колесо вітроенергетичної установки з вертикальною віссю обертання ротора працює так. Вітрове колесо з вітрилами 1 встановлюють горизонтально на вертикальному валу ротора генератора вітроенергетичної установки. Завдяки розміщенню кожного вітрила 1 на торсіонах 2 і 3 під дією потоку вітру вітрило 1 повертається на певний кут навколо осі 4. Тиск вітру розподіляється по поверхні вітрила пропорційно до площ трикутників 5 і 6. Зважаючи на те, що площа трикутника 5-S1 більша за площу трикутника 6-S2 виникає сила, достатня для повороту вітрила 1. Із збільшенням сили тиску на частини вітрила 1, збільшується кут його повороту. Дія вітру на два діаметрально розташовані на колесі вітрила 1 приводить до виникнення пари сил і обертання колеса завжди у одному напрямку, який не залежить від напрямку потоку вітру. Шляхом вибору оптимальної жорсткості торсіонів 2 і 3 створюють умови, за яких автоматично регулюється швидкість обертання колеса навколо своєї осі., а саме при сильному вітрі - кут повороту торсіонів найбільший, при слабкому вітрі - найменший. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Вітрове колесо вітроенергетичної установки з вертикальною віссю обертання ротора, яке складається, щонайменше з двох однакових вітрил, встановлених на зовнішньому ободі вітрового колеса, а його вісь призначена для кінематичного з'єднання з ротором генератора вітроенергетичної установки, яке відрізняється тим, що вітрове колесо утворене з двох однакових кілець - верхнього та нижнього, встановлених співвісно і жорстко з'єднаних між собою, а між кільцями розташовані вітрила, кожне з яких має трикутну форму, закріплене на двох торсіонах між верхнім і нижнім кільцем з можливістю повороту навколо вертикальної осі вітрила, яка проходить через один кут трикутника і осі торсіонів та ділить вітрило на два не рівних за площею трикутника з утворенням балансного підвісу. 2 UA 77932 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Wind wheel of wind power plant with vertical axis rotor

Автори англійською

Sidorenko Yurii Hryhorovych, Beilin Heorhii Volodymyrovych, Petrenko Serhii Yuriiovych

Назва патенту російською

Ветровое колесо ветроэнергетической установки с вертикальной осью вращения ротора

Автори російською

Сидоренко Юрий Григорьевич, Бейлин Георгий Владимирович, Петренко Сергей Юрьевич

МПК / Мітки

МПК: F03D 3/06

Мітки: вітрове, вертикальною, обертання, віссю, вітроенергетичної, установки, ротора, колесо

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/5-77932-vitrove-koleso-vitroenergetichno-ustanovki-z-vertikalnoyu-vissyu-obertannya-rotora.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Вітрове колесо вітроенергетичної установки з вертикальною віссю обертання ротора</a>

Подібні патенти