Продолжение статьи: Альтернативные источники энергии — Роторный ветрогенератор.

Это продолжение статьи: Альтернативные источники энергии — Роторный ветровой генератор, начало тут

Заявляемый роторный ветродвигатель показан на чертежах.



На фиг.1 изображен общий вид ветродвигателя, на фиг.2 — лопасти ротора в сечениях, на фиг. 3 — крепление лопастей ротора к валу, на фиг.4 — принцип взаимодействия лопастей ротора с ветровым потоком, на фиг.5 — вариант конструкции ротора при использовании его в водном потоке в качестве гидродвигателя.
Предлагаемый ветродвигатель состоит из размещенного внутри каркаса 1 ротора 2, который установлен на валу 3 с возможностью вращения при помощи подшипниковых узлов 4 и 5 (фиг.1). Рабочие лопасти 6 и 7 ротора 2 выполнены с переменным сечением и шириной и спирально изогнуты по вертикали и по дуге — по горизонтали. С валом 3 лопасти 6 и 7 жестко соединены посредством коромысел 8 и стяжек 9 (фиг.1-3).
Каркас 1 смонтирован из стоек 10 и планок 11. Стойки 10 укрепляются в сваях 12, которые встраиваются в бетон, грунт и т.п., обеспечивая тем самым крепление всей конструкции ветродвигателя.
Для отбора мощности предусмотрен второй вал 13, который установлен концентрично валу 3 в подшипниковых узлах 14 и 15. На валу 13 могут быть смонтированы, например, маховик 16 энергоаккумулятора с храповым механизмом 17, электрогенератор 18, а также другие потребители механической энергии 19, кинематически связанные ременной, цепной или другой передачей 20 с валом 13.
Описываемый ветродвигатель может быть использован не только при работе с воздушными потоками, но и в воде. При этом установлен он может быть как вертикально, так и горизонтально (фиг.5).
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
Поток движущегося воздуха (фиг.4), набегая на внутреннюю стенку одной из рабочих лопастей ротора 2, благодаря вогнуто-выпуклому винтообразному ее исполнению, автоматически поворачивает жестко связанные между собой лопасти 6 и 7. Коромыслами 8 движение передается валу 3, который, в свою очередь, передает вращающий момент на второй вал 13. Поток входящего воздуха поднимается винтообразно по лопастям 6 и 7. При этом снимаются вихревые потоки с кромок лопастей 6 и 7, уменьшается их лобовое сопротивление и скорость вращения ротора увеличивается. С подъемом воздушных мacc вверх появляется тяга, провоцирующая поступление новых воздушных масс, и все эффекты усиливаются. Это влечет за собой увеличение вращающего момента и передачу его через вал 13 храповому механизму 17, который вращает маховик 16 энергоаккумулятора. В энергоаккумуляторе происходит накопление энергии, что позволит стабилизировать число оборотов и обеспечить более устойчивую работу ветродвигателя.
С вала 13 вращение передается и другим потребителям механической энергии 18 и 19.
В отсутствии ветра маховик 16 вращается за счет накопленной энергии, а храповой механизм 17 отключает рабочие лопасти 6 и 7 ротора, что позволит предохранить ветродвигатель от перегрузок и, следовательно, повысить его надежность и долговечность.
Технические преимущества использования предлагаемого роторного ветродвигателя состоят в следующем.
1. Изогнутая винтообразная форма рабочих лопастей ротора благодаря изменяемому углу атаки , всегда обращена к поступающему потоку воздуха независимо от направления его движения. За счет этого создается смерчеподобный поток воздуха, что уменьшает лобовое сопротивление, а также резко повышает эффективность двигатели при любых скоростях ветрового потока независимо от рельефа местности.
2. Как следствие, стартовый момент запуска ветродвигателя минимален.
3. Благодаря переменному сечению и дугообразному профилю рабочих лопастей ротора увеличивается их аэродинамический эффект.
4. Как следствие первых трех качеств, конструкция предлагаемого ветродвигателя может выдерживать большие ураганные ветры и резкие порывы, сохраняя стабильную, надежную и безопасную работу агрегата.
5. Конструктивные особенности рабочих лопастей ротора позволяют с одинаковой эффективностью использовать в качестве рабочей среды не только воздушные потоки любых направлений — прямые горизонтальные, восходящие, нисходящие и т.д., но и водные, то есть использовать двигатель как ГА.
Из технических преимуществ вытекают экономические. Так как отпадает необходимость устанавливать рабочую часть ветродвигателя на высокую мачту, облегчается оперативный доступ при его ремонте и техническом обслуживании. При этом все приемные механизмы также устанавливаются внизу, что облегчает их подсоединение к двигателю.
Возможность выполнения ротора в виде сборной конструкции позволяет варьировать его длиной и упростить транспортировку двигателя.
Предлагаемый роторный ветродвигатель может найти широкое применение, особенно в условиях сельской местности, а также в геологических партиях. Компактность конструкции и ее простота делают возможным значительно снизить материалоемкость и в целом себестоимость предлагаемого агрегата, что привлечет внимание к нему потенциальных потребителей.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Роторный ветродвигатель, содержащий каркас, закрепленный на нем с помощью подшипников вал и рабочие лопасти, соединенные с валом с возможностью вращения с ним, отличающийся тем, что рабочие лопасти выполнены в виде пластин с переменной толщиной и шириной, которые в вертикальной плоскости изогнуты по спирали, а в горизонтальной — изогнуты по дуге.
2. Роторный ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что рабочие лопасти соединены с валом посредством коромысел и стяжек.
3. Роторный ветродвигатель по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что угол подъема наружной кромки рабочих лопастей составляет от 0 до 180o.
4. Роторный ветродвигатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что рабочие лопасти выполнены сборными.

Продолжение статьи тут

Еще записи на эту же тему:



Оставить комментарий (Зарегистрируйтесь и пишите коментарии без CAPTCHи !)

 
© 2008-2017 EnergyFuture.RU Профессионально об энергетике. All rights reserved. Перепечатка материалов разрешается при условии установки активной гиперссылки на EnergyFuture.RU.