Вертикальний ротор

 

Винахід відноситься до галузі енергетики і може бути використане в вітроелектрогенератори з вертикальною віссю обертання.

Відомі вітродвигун [Патент РФ №2351796 /А. М. Литвиненко. - Вітродвигун./ Опубл. Бюл. №10, 2009, заявка 2007124236/06 від 27.06.2007, МПК F03D 7/06], що містить вертикальний вал, вежу і лопаті, виконані увігнутої форми, і вітродвигун [Патент РФ №2358147 / А. М. Литвиненко. - Вітродвигун. / Опубл. Бюл. №16, 2009, заявка 2007135964/06 від 27.09.2007, МПК F03D 3/04], що містить вежу, поворотний пристрій, несучу конструкцію, вертикальні вали і обертаються в різні сторони вітроколеса з лопатями з вертикальною віссю обертання.

Недоліком даних вітродвигунів є складність і громіздкість конструкції.

З усіх відомих аналогів найбільш близьким до заявленого за сукупністю суттєвих ознак є ротор з вертикальним валом [Патент РФ №2384733 / А. М. Литвиненко. - Ротор з вертикальним валом. / Опубл. Бюл. №8, 20.03.2010, заявка 2008143391/06 від 31.10.2008, МПК F03D 3/06], який містить вертикальний вал, маточину і лопаті, кожна з яких виконана у вигляді 2-х горизонтальних планок, між якими встановлені обертаються стрижні. Обертові стрижні забезпечені шторками, а самі шторки з'єднані �фронтальну підшипниковий вузол, встановлений на робочому механізмі.

Недоліком даної конструкції є складність і низька ефективність.

Винахід спрямовано на підвищення ефективності за рахунок спрощення конструкції.

Це досягається тим, що в вертикального ротора, який містить вертикальний вал з активними лопатями, згідно винаходу лопаті виконані у вигляді верхньої та нижньої груп пасивних елементів, причому нижня група пасивних елементів встановлена на кінцях кутовий рами, зверненої кутом вниз і шарнірно встановленої в нижній частині вертикального вала, а верхня група встановлена на кінцях кутовий рами, зверненої кутом вгору і шарнірно розташованої на вертикальному валу, при цьому пасивні елементи забезпечені крилами, а кутові рами пов'язані з вертикальним валом пружними елементами.

Досягнення технічного результату обумовлено значним, більш ніж в 2 рази, зменшенням протидіючого моменту і збільшенням робочого моменту.

Сутність винаходу ілюструється кресленнями, де на фіг.1 показаний вертикальний ротор - вигляд спереду, при відсутності вітру, на фіг.2 - те ж саме при наявності вітру, причому на фіг.1 і фіг.2 лопаті розташовані паралельно вітрового потік вертикальний ротор - вид зверху.

Ротор вертикальний містить робочу машину 1, вертикальний вал 2, в нижній частині якого, у виїмці в шарнірі 3, встановлена нижня кутова рама 4, на кінцях якої укріплені пасивні елементи 5 зонтичного типу і крила 6, між вертикальним валом і кутовий рамою встановлені пружні елементи 7 (пружини). Конструкція верхній кутовий рами в принципі така ж, тільки вона встановлена кутом вгору в шарнірі 8. Лопаті, розташовані паралельно повітряному потоку, також встановлені на аналогічних кутових рамах, лише тільки зміщених вгору і обертаються в шарнірах, осьові лінії яких позначені на фіг.1 і фіг.2 DE як і FG. Пружина в розтягнутому стані показана на фіг.2 позицією 9. Групи лопатей, показаних на фіг.1 і фіг.2, кутові рами яких обертаються: нижні по осьовій лінії DE, а верхні по осьовій лінії FG, позначені на фіг.3 відповідно позиціями 10 і 11, а їхні крила позначені відповідно позиціями 12 і 13.

Ротор вертикальний працює наступним чином. При відсутності вітру всі кутові рами перебувають у середньому положенні, який забезпечується рівновагою пружних сил пружин. При цьому відстані АВ і ВС від центральної осьової лінії і до центрів пасивних елементів 5 рівні, що иллющее: аеродинамічний зусилля, спрямоване на лопаті правих елементів, призводить до опускання нижніх правих пасивних елементів і підніманню верхніх правих пасивних елементів, що призводить до розтягування пружин 9, стиснення протилежно розташованих пружин, опусканню правій частині нижньої кутовий рами і підняття правої частини верхній кутовий рами, в кінцевому підсумку це призводить до збільшення відстані ВС на фіг.2 порівняно з відстанню ВС на фіг.1, тобто до збільшення робочого моменту. Щодо лівих пасивних елементів, показаних на фіг.2, ситуація протилежна: лівий кінець нижньої рами піднімається, а лівий кінець верхньої рами опускається під дією аеродинамічних зусиль, спрямованих на зовні розташовані крила, але при цьому розташування кутових рам, а точніше завдяки осьового зсуву рам в шарнірах 3 і 8, особливо чітко видно на фіг.3, де рама 10 зрушена в осьовому напрямку відносно рами 11. Пасивний елемент, встановлений на лівому кінці нижньої рами (див. фіг.2) затінює елемент, встановлений на зовнішньому лівому кінці верхньої рами. В результаті спостерігається подвійний ефект: протидіючий момент зменшується із-за впливу двох факторів:

- ефекту затінення;

- зменшення відстані АВ п�ють групи лопатей 12 і 13, які показані на фіг.1 і фіг.2 пунктиром. Далі цикл роботи повторюється.

Техніко-економічною перевагою даного ротора є його високі експлуатаційні показники, а саме збільшений робочий момент і зменшений протидіючий момент, який зменшується і внаслідок зменшення плеча і внаслідок ефекту затінення.

Вертикальний Ротор, що містить вертикальний вал з активними лопатями, який відрізняється тим, що лопаті виконані у вигляді верхньої та нижньої груп пасивних елементів, причому нижня група пасивних елементів встановлена на кінцях кутовий рами, зверненої кутом вниз і шарнірно встановленої в нижній частині вертикального вала, а верхня група встановлена на кінцях кутовий рами, зверненої кутом вгору і шарнірно розташованої на вертикальному валу, при цьому пасивні елементи забезпечені крилами, а кутові рами пов'язані з вертикальним валом пружними елементами.



 

Схожі патенти:

Турбіна для вітродвигунів

Винахід відноситься до електроенергетиці, а саме до вітряних електростанцій і вітряним турбінам. Турбіна для вітродвигуна містить верхні і нижні лопатки. Між лопатками на різних відстанях закріплені крила з утворенням повітроводів між верхніми і нижніми лопатками. Передня частина крила, розташована ближче до центру, є направляючою, а задня більш висока частина крила, розташована далі від центру, є повітрозабірником. Кожне крило включає верхнє і нижнє крила. Верхнє крило виконано з можливістю зміни відстані і кута по відношенню до нижнього крила. Технічний результат полягає в збільшенні робочої площі турбіни з одночасним спрощенням конструкції. 1 з.п. ф-ли, 4 іл.

Вітродвигун

Винахід відноситься до вітроенергетики і може бути використане для одержання механічної і електричної енергії. Вітродвигун з вертикальною віссю обертання містить вітрову турбіну. Вітрова турбіна складається, щонайменше, з однієї секції. У секції встановлені лопаті S-подібної форми. Секція забезпечена каркасом у вигляді многокутної призми з поворотними ветронаправляющімі екранами. Ветронаправляющіе екрани встановлені на кожній стороні многокутної призми з можливістю забезпечення плавного перетікання повітря з них на лопаті S-подібної форми вітрової турбіни. Вітродвигун виконаний у вигляді башти. Ветронаправляющіе екрани виконані поворотними з кутом повороту від 0 до 90° з можливістю виконання функції жалюзі і прикриття кожної сторони каркаса. По кутах ветронаправляющіе екрани забезпечені замками. У нижній частині башти встановлені машинний зал і операторське приміщення. Технічний результат полягає в підвищенні міцності конструкції, збільшення потужності вітродвигуна і зниження шуму. 3 іл.

Вертикально-осьова вітроустановка

Винахід відноситься до вітроенергетики і може бути використане в електромашинобудуванні. Вертикально-осьова вітроустановка містить маточину, жорстко зафіксовану в просторі, располагаемую в центрі обертання, у якій скомпоновані електрогенератор і ротор. Ротор містить циліндричний вал, від якого радіально в горизонтальній площині відходять закриті аеродинамічні обтічники силові траверси, на кінцях яких закріплені вертикальні лопасті. Циліндричний вал з можливістю обертання пропущений через напрямну втулку, жорстко закріплену на торці вертикальної щогли. Електрогенератор містить корпус, в порожнині якого розміщений шихтованний сердечник статора, скріплений з маточиною, з пазами, в яких розміщені обмотки котушки. В циліндричній порожнині статора з можливістю обертання розміщений ротор електрогенератора. Ротор включає в себе індуктор, виконаний з можливістю утворення магнітної схеми Хальбаха або з радіальним або тангенціальним намагнічуванням. Корпус електрогенератора, забезпечений першим і другим щитами, виконаними з можливістю жорсткого скріплення з відповідними торцевими кромками корпусу електрогенератора.ктрогенератора за рахунок суттєвого зменшення тертя в підшипниках, підвищення ККД генератора, зменшення маси обертових деталей, збільшення окружної швидкості індуктора електрогенератора. 1 з.п. ф-ли, 6 іл.

Вітроенергетична установка роторного типу

Винахід відноситься до вітроенергетичні установки для невеликих ферм, селищ, дачних ділянок у віддалених районах, а також центрів зимового спорту, наприклад, у горах і покликане підвищити теплоенергетичний суверенітет користувачів. Суть винаходу полягає в тому, що в вітроенергетичної установки роторного типу, що містить ротор у вигляді щонайменше двох протилежно орієнтованих криволінійних лопатей-напівциліндрів, змонтованих на торцевому диску, криволінійної лопатою є ½ частина циліндричної труби або бочки, що виготовляється шляхом перетину торцованной циліндричної труби або бочки під кутом, відмінним від прямого, ділить перерізом вихідну заготовку на дві рівновеликі частини. При цьому внутрішня поверхня циліндричних труб або бочок в збірці може бути гуммированной, а зовнішня поверхня циліндричних труб або бочок в збірці може бути полірованою. Використання винаходу з пропонованим технічним рішенням дозволяє знизити металоємність вітроенергетичної установки роторного типу, зберігши конструкторсько-технологічну простоту і аеродинамічні характеристики (коефіцієнт використання енергії вітру і относител�

Вітродвигун

Винахід відноситься до вітроенергетики, зокрема до вітродвигуна, і може бути використане для будівництва вітроенергетичних установок з горизонтальною віссю обертання вітроколеса, розташованого по потоку вітру. Вітродвигун містить горизонтальний вал з встановленим на ньому колесо з лопатями, конусний направитель і зовнішню обечайку, на якій рівномірно по периметру розміщені лопаті другого рівня, в кількості, рівній довжині зовнішньої обичайки в метрах. Таке розташування лопатей забезпечує значне підвищення сумарної площі лопатей і крутного моменту. 1 з.п. ф-ли, 5 іл.

Горизонтальна вітросилові турбіна

Винахід відноситься до вітросилові турбіні. Горизонтальна вітросилові турбіна містить раму і засіб напрямку потоку повітря. На рамі горизонтально встановлений ротор з можливістю обертання на валу ротора. Ротор має три або більше елементів радіальних лопаток, закріплених на валу ротора за допомогою засобу кріплення. Елементи радіальних лопаток розташовані на рівних відстанях один від одного. Кожен елемент радіальних лопаток містить опорні кронштейни і вітрову лопать, закріплену на зовнішньому кінцевій ділянці опорних кронштейнів. Вітрова лопать має таку форму, щоб захоплювати потік повітря, направлений на неї, що викликає переміщення лопаті і виникнення обертає сили на валу ротора. В результаті чого ротор обертається щодо своєї поздовжньої осі. Елементи радіальних лопаток жорстко з'єднані між собою на своїх зовнішніх кінцевих ділянках за допомогою розтяжок з регулюванням натягу. Засіб напрямку потоку повітря призначений для прискорення та напрямку потоку повітря у робочий повітряний канал, щоб впливати на вітрові лопаті, розташовані в робочому повітряному каналі. В результаті чого вітрові лопаті зміщуються під дейѱеспечение здатності працювати при низьких швидкостях вітру. 14 з.п. ф-ли, 16 іл.

Вітроенергетичний комплекс

Винахід відноситься до енергетики. Вітроенергетичний комплекс включає, принаймні, два вітросилових модуля, розташованих один над іншим. Кожен вітросилові модуль містить закріплені в силовому каркасі внутрішній і зовнішній вітросилові блоки, розміщені на одній осі і виконані з можливістю обертання. Внутрішній вітросилові блок являє собою корпус, бічні стінки якої утворені лопатками. Зовнішній вітросилові блок включає, принаймні, дві лопаті Дарині, закріплені на елементах внутрішнього ветросилового блоку. Два вітросилових модуля виконані з можливістю розміщення генераторного вузла між ними. Внутрішній і зовнішній вітросилові блоки одного модуля підключені до ротора генератора. Внутрішній і зовнішній вітросилові блоки другого модуля підключені до статора генератора. Силовий каркас являє собою, принаймні, три стійки, з'єднані поперечними елементами з боку верхньої та нижньої стінок корпусу внутрішнього ветросилового блоку. Стійки силового каркаса одного модуля виконані з можливістю з'єднання зі стійками силового каркаса сусіднього модуля. Винахід спрямовано на підвищення коефіцієнта використання енер

Роторний пристрій

Винахід відноситься до технологій і засобів перетворення та освіти кінетичної енергії газових та рідинних потоків в механічну і освіти потоків від приводу энергомеханизмов. Роторний пристрій містить барабан 4, жорстко скріплений з валом відбору потужності, лопаті 8-11, попарно закріплені на валах 5, 6. Вали 5, 6 виконані з можливістю незалежного один від одного повороту навколо своїх поздовжніх осей. Барабан 4 розміщений в корпусі 1, що містить сферичну кільцеву частина і торцеві поверхні, що містять ділянку, виконаний у вигляді усіченого конуса, скріпленого широким підставою кромками сферичних частин корпусу 1. Вузьке підставу розміщене в порожнині сферичній частині корпусу 1 і забезпечений круглою пластиною, розміщеною паралельно торцях барабана 4, забезпеченою отвором, через яке з можливістю обертання пропущений вал відбору потужності. Лопаті 8-11 додана осесиметрична форма. Розтин порожнини корпусу 1 перекрито перегородкою, скріпленої з внутрішньої сферичної поверхнею корпуса 1 і бічними конусними поверхнями його торцевих частин. Перегородка з поперечною щілиною виконана з можливістю проходу через неї лопаті 8-11, розгорнутої в диамепотока в механічну енергію. 1 з.п. ф-ли, 4 іл.

Ротор з вертикальним валом

Винахід відноситься до області вітроенергетики. Ротор з вертикальним валом містить лопаті, поперечини і вертикальний підшипниковий вузол з маточиною, встановлений на робочому механізмі. Лопаті виконані у вигляді послідовно встановлених шторок, горизонтальних каналів і обтічних елементів, причому останні встановлені симетрично щодо зовнішніх кромок каналів. Винахід дозволяє підвищити ефективність роботи ветроэлектрогенераторов. 3 іл.

Роторний вертикальний вітродвигун

Винахід відноситься до вітроенергетики і може бути використане для створення нових перетворювачів енергії вітру в електричну. Суть винаходу полягає в тому, що для зменшення поперечного перерізу ветроприемника, що рухається назустріч потоку, роторний вертикальний вітродвигун, що містить обертаються траверси з ветроприемниками, виконаними у вигляді напівциліндрів, оснащений пружинним елементом і розташованими паралельно основним ветроприемникам додатковими ветроприемниками, також виконаними у вигляді напівциліндрів і сполученими з основними ветроприемниками за допомогою шарнірів. Протилежні краї пари з основного та додаткового ветроприемников з'єднані пружинним елементом. Перевагою вітроенергетичної установки, обладнаної роторним вертикальним вітродвигунів, є відносно висока енергетика установки, що дає можливість споруджувати установки з більш високим коефіцієнтом корисної дії шляхом підвищення використання повітряного потоку. 2 іл.
Up!