Ротор ветродвигателя

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для устойчивой работы ветродвигателей при умеренных скоростях ветра. Ротор ветродвигателя содержит вертикальный вал с лопастями на его внешней поверхности, лопасти выполнены с увеличивающимся радиальным размером по высоте ротора и представляют собой уголковые сектора поверхности полуцилиндров или полуконусов вращения с осью вращения, совпадающей с осью вала. Вогнутая сторона поверхностей лопастей выполнена шероховатой, а выпуклая - полированной. При этом вершины секторных уголков поверхностей вращения расположены на нижнем уровне ротора и примыкают к валу. Использование ротора при технологичности и простоте конструкции обеспечивает повышение эффективности использования ветрового потока. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для устойчивой работы ветродвигателей при умеренных скоростях ветра.

Известен ротор ветродвигателя, содержащий вертикальный вал с лопастями на его внешней поверхности, при этом лопасти выполнены с увеличивающимся радиальным размером по высоте ротора /см. JP, 10274148 А, кл. F03D 3/06, 13.10.1998. 6 с./, по совокупности существенных признаков принятый за ближайший аналог изобретения (прототип).

Недостатками ротора являются его невысокая эффективность при умеренных скоростях ветра и низкий коэффициент полезного действия (КПД).

Технический результат, заключающийся в повышении эффективности использования ветрового потока в роторах, ориентированных вертикально при умеренных скоростях ветра, обеспечивается за счет того, что в роторе ветродвигателя, содержащем вертикальный вал с лопастями на его внешней поверхности, при этом лопасти выполнены с увеличивающимся радиальным размером по высоте ротора; согласно изобретению лопасти ротора представляют собой уголковые сектора поверхности полуцилиндров или полуконусов вращения с осью вращения, совпадающей с осью вала, вогнутая сторона поверхностей которых выполнена шероховатой, а выпуклая - полированной. При этом вершины секторных уголков поверхностей вращения расположены на нижнем уровне ротора и примыкают к валу.

На чертеже изображен ротор ветродвигателя, общий вид.

Ротор ветродвигателя содержит вертикальный вал 1 с лопастями 2 и 3 на внешней поверхности вала. Лопасти 2 и 3 выполнены с увеличивающимся радиальным размером по высоте ротора и представляют собой уголковые сектора поверхности полуцилиндров (см. чертеж) или полуконусов (не показаны) вращения с осью вращения, совпадающей с осью вала, вогнутая сторона (см., например, штриховку в горизонтальной плоскости на чертеже) поверхностей которых выполнена шероховатой, а выпуклая (противоположная штрихованной) - полированной. При этом вершины секторных уголков, поверхностей вращения, расположены на нижнем уровне ротора (например, вблизи подпятника 4, как на чертеже) и примыкают к валу 1.

Ротор ветродвигателя работает следующим образом.

Поток ветра, ударяясь в лопасти ротора, соответствующим образом ориентированные к набегающему потоку, передает лопастям свою кинетическую энергию, заставляя тем самым вращаться ротор ветродвигателя и вал, к которому лопасти прикреплены. Кроме того, внутри конуса ротора образуется закрученный поток ветра, который, согласно закону неразрывности потока, увеличивает суммарную кинетическую энергию, а также мощность и КПД ротора. Вращение вала ротора ветродвигателя способствует вращению вала генератора (не показан), и вырабатываемая, в конечном результате, электрическая энергия передается потребителям.

Дополнительно к заявленному техническому результату предлагаемое изобретение технологически проще в реализации; в особенности, если ротор ветродвигателя выполнять многолопастным.

1. Ротор ветродвигателя, содержащий вертикальный вал с лопастями на его внешней поверхности, при этом лопасти выполнены с увеличивающимся радиальным размером по высоте ротора, отличающийся тем, что лопасти ротора представляют собой уголковые сектора поверхности полуцилиндров или полуконусов вращения с осью вращения, совпадающей с осью вала, вогнутая сторона поверхностей которых выполнена шероховатой, а выпуклая - полированной.

2. Ротор по п.1, отличающийся тем, что вершины секторных уголков поверхностей вращения расположены на нижнем уровне ротора и примыкают к валу.