Ротор

Авторы патента:

Литвиненко Александр Михайлович (RU)

F03D3/06 - роторы

Владельцы патента RU 2515302:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ротор содержит вертикальный вал, башню, основные и дополнительные лопасти. Вертикальный вал снабжен основанием, вертикальными стойками и перемычкой, расположенной между вертикальными стойками. Стойки снабжены горизонтальными валами, вращающимися во взаимно перпендикулярных осях. Торцы основных лопастей соединены с ранее указанными валами. Между лопастями и вертикальными стойками установлены пружинно-амортизирующие элементы. Изобретение позволяет повысить надежность и степень компактности ветроэлектрогенераторов. 7 ил.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в ветроэлектрогенераторах с вертикальной осью вращения.

Известен ротор [Патент РФ №2384733, опубл. 20.03.2010. Бюл. №8, заявка №2008143391/06 от 31.10.2008]. Ротор содержит вертикальный вал, ступицу и лопасти, каждая из которых выполнена в виде двух горизонтальных планок, между которыми установлены вращающиеся стержни. Вращающиеся стержни снабжены шторками, а сами шторки соединены между собой гибкой связью. Изобретение направлено на повышение надежности путем упрощения конструкции клапанов пропуска воздуха. Недостатками ротора являются сложность конструкции и вызванная этим пониженная надежность.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является ротор [Патент РФ №2384731, опубл. 20.03.2010. Бюл. №8, заявка №2008143394/06 от 31.10.2008]. Ротор содержит вертикальный вал с радиальными перекладинами и дополнительными валами, каждый из которых установлен на перекладинах. На концах дополнительных валов установлены лопасти, причем угол между плоскостями противоположно расположенных лопастей находится в пределах от 0 до 180°. Изобретение направлено на повышение эффективности ротора путем изменения эффективной площади лопастей за счет потока. Но его недостатками являются повышенные габариты и относительно сложный механизм перемещения лопастей, связанный с наличием упоров. Даже в горизонтальном состоянии лопасти создают сопротивление, так как имеются торцевые участки. Таким образом, ротор содержит вертикальный вал, башню, лопасти основные и дополнительные.

Изобретение направлено на устранение указанных недостатков: упрощение конструкции и повышенной степени компактности.

Это достигается тем, что ротор, содержащий вертикальный вал, башню, основные и дополнительные лопасти, согласно изобретению выполнен таким образом, что вертикальный вал снабжен основанием, вертикальными стойками и перемычкой, расположенной между вертикальными стойками, причем стойки снабжены горизонтальными валами, вращающимися во взаимно перпендикулярных осях, а торцы основных лопастей соединены с ранее указанными валами, между лопастями и вертикальными стойками установлены пружинно-амортизирующие элементы.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан ротор, вид сбоку, лопасти в спокойном состоянии, то есть без ветра, на фиг.2 - вид сбоку в плоскости, перпендикулярной показанной на фиг.1, лопасти в спокойном состоянии, на фиг.3 - ротор, вид сверху, на фиг.4 - устройство вертикального вала в аксонометрии, на фиг.5 - сечение основных лопастей, на фиг.6 - ротор, верхние лопасти которого находятся в рабочем состоянии, то есть при наличие ветра, на фиг.7 показаны нижние лопасти ротора в рабочем состоянии.

Ротор содержит рабочую машину 1, вертикальный вал, содержащий основание 2, нижние вертикальные стойки 3, перемычку 4, вертикальные стойки 5, которые снабжены нижним горизонтальным валом 6 и верхним горизонтальным валом 7. Торцы 8 нижних основных лопастей 9 соединены с нижним валом 6, а торцы 10 верхних основных лопастей - с верхним валом 7. Между лопастями и вертикальными стойками установлены пружинно-амортизирующие элементы 12. Вертикальный вал с вращающимся основанием установлен на башне 13 и снабжен как основными лопастями 9 и 11, так и дополнительными лопастями верхними 14 и нижними 15, которые прикреплены ко вторым торцам основных лопастей. Основные лопасти имеют сечение, показанное на фиг.5, а дополнительные лопасти имеют крыльевой профиль, его торцы обозначены как 16 на фиг.1 и 17 на фиг.2. Как видно из фиг.4, оси верхнего и нижнего валов взаимно перпендикулярны, то есть речь идет об осях хх и уу.

Работа устройства: усилие ветра, воспроизводимое лопастями 9 и 11, передается через валы 6 и 7 на вертикальные стойки вала, что приводит во вращение, при этом, поскольку ветровой поток воздействует и на дополнительные лопасти 14 и 15, последние создают аэродинамическое усилие, приводящее к тому, что верхние лопасти занимают положение, показанное на фиг.6, а нижние - на фиг.7, в результате центры приложения аэродинамических сил к правым и левым лопастям смещаются, так на фиг.6 лопасть 18 идет против ветра, а лопасть 19 - по ветру, на фиг.7 лопасть 20 идет по ветру, а лопасть 21 - против ветра. В результате центр приложения противодействующего момента смещается к вертикальной оси и он уменьшается, а рабочий момент соответственно увеличивается.

Технико-экономическим преимуществом ротора является повышенная эффективность, поскольку снабжение лопастей дополнительными аэродинамическими поверхностями дает возможность уменьшить потери на продвижение лопасти во встречном потоке. Кроме того, расположение валов лопастей вверху и внизу вертикального вала дает возможность повысить компактность конструкции, за счет расположения пары вершин лопастей в виде ∧, а нижние - в виде ∨, что дает возможность на одном вертикальном валу устанавливать два горизонтальных вала, не мешающих один другому, и оптимальным образом разместить пружины амортизирующего элемента.

Ротор, содержащий вертикальный вал, башню, основные и дополнительные лопасти, отличающийся тем, что вертикальный вал снабжен основанием, вертикальными стойками и перемычкой, расположенной между вертикальными стойками, причем стойки снабжены горизонтальными валами, вращающимися во взаимно перпендикулярных осях, а торцы основных лопастей соединены с ранее указанными валами, между лопастями и вертикальными стойками установлены пружинно-амортизирующие элементы.

Вертикальный ветровой электрогенератор содержит опорную колонну (1), по крайней мере один генераторный блок (2), по крайней мере две лопасти (3), устройство контроля возбуждения, выпрямительное устройство, реверсивный частотный преобразователь, фланцы, опоры, систему охлаждения, подъемный механизм (80) и подъемную систему.

Ротор // 2511869

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в качестве автономного источника электроснабжения. Циклоидный ветродвигатель содержит опорную мачту, полые овальные трубы с установленными на их концах поворотными вертикальными лопастями, планетарный редуктор с заторможенной центральной конической шестерней, генератор, реверсивный электропривод, флюгер с контактной группой переключателей для самоориентации лопастей на ветер, противобуревый эксцентриковый флажок с подвижной конусной втулкой и размыкатели кинематических связей лопастей.

Способ размещения роторной ветроэнергетической установки на дымовой трубе // 2510611

Изобретение относится к ветроэнергетике. Способ размещения роторной ветроэнергетической установки (РВЭУ) с вертикальной осью вращения на дымовой трубе предусматривает наличие: вертикальных лопастей аэродинамического профиля и горизонтальных лопастей улучшенного аэродинамического качества, тонкого алюминиевого кольца, верхнего вращающегося кольца с внешним зубчатым венцом, силового стержня, нижнего неподвижного профильного кольца, не менее двух симметрично расположенных магнитоэлектрических генераторов (МЭГ), опоры МЭГ и зубчатого колеса.

Ветродвигатель // 2508471

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал с установленным на нем ветроколесом с лопастями повышенной площади в направлении воздушного потока и конусный направитель воздушного потока средней зоны, а также в центральной зоне направитель воздушного потока тороидальной формы и блокирующее кольцо основных лопастей, на котором дополнительно в промежутках закреплены лопасти меньшего размера.

Сироты башня ветроэнергетическая // 2506452

Изобретение относится к ветроэнергетике. Башня ветроэнергетическая выполнена с опорной конструкцией из нескольких отдельных башен.

Ветродвигатель // 2504688

Изобретение относится к области ветроэнергетики и, в частности, может быть использовано, как ветроэлектроэнергетическая установка. Ветродвигатель содержит лопасти, выполненные вогнутой формы, аэродинамические поверхности, вертикальный вал.

Турбинная установка и электростанция // 2502890

Изобретение относится к турбинным установкам, которые могут быть использованы для производства электроэнергии. Турбинная установка содержит облопачивание 11, включающее криволинейные лопатки, внутренний конец каждой из которых заделан в полости 14, открытой с одной стороны; и генератор 20, расположенный в полости 14 и соединенный с облопачиванием 11.

Карусельное ветроколесо // 2498109

Изобретение относится к ветроэнергетике. Карусельное ветроколесо содержит установленные на вертикальной оси Г-образные махи, лопасти, упорные рамки и демпферы.

Ветродвигатель // 2497022

Изобретение относится к ветротехнике. Ветродвигатель содержит вертикальный вал, прикрепленные к нему радиальные рамы, источник высокого напряжения, хвостовую секцию, токосъемную щетку, контактные дуги, диэлектрическую втулку, токопроводящие решета и игольчатые электроды.

Ветродвигатель // 2497021

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветродвигатель карусельного типа с вертикальной осью вращения содержит вертикальный вал.

Роторный вертикальный ветродвигатель // 2516085

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для создания новых преобразователей энергии ветра в электрическую. Сущность изобретения заключается в том, что для уменьшения поперечного сечения ветроприемника, движущегося навстречу потоку, роторный вертикальный ветродвигатель, содержащий вращающиеся траверсы с ветроприемниками, выполненными в виде полуцилиндров, снабжен пружинным элементом и расположенными параллельно основным ветроприемникам дополнительными ветроприемниками, также выполненными в виде полуцилиндров и соединенными с основными ветроприемниками с помощью шарниров. Противоположные края пары из основного и дополнительного ветроприемников соединены пружинным элементом. Преимуществом ветроэнергетической установки, снабженной роторным вертикальным ветродвигателем, является относительно высокая энергетика установки, что дает возможность сооружать установки с более высоким коэффициентом полезного действия путем повышения использования воздушного потока. 2 ил.

Ротор с вертикальным валом // 2517007

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ротор с вертикальным валом содержит лопасти, перекладины и вертикальный подшипниковый узел со ступицей, установленный на рабочем механизме. Лопасти выполнены в виде последовательно установленных шторок, горизонтальных каналов и обтекаемых элементов, причем последние установлены симметрично относительно внешних кромок каналов. Изобретение позволяет повысить эффективность работы ветроэлектрогенераторов. 3 ил.

Роторное устройство // 2531159

Изобретение относится к технологиям и средствам преобразования и образования кинетической энергии газовых и жидкостных потоков в механическую и образования потоков от привода энергомеханизмов. Роторное устройство содержит барабан 4, жестко скрепленный с валом отбора мощности, лопасти 8-11, попарно закрепленные на валах 5, 6. Валы 5, 6 выполнены с возможностью независимого друг от друга поворота вокруг своих продольных осей. Барабан 4 размещен в корпусе 1, содержащем сферическую кольцевую часть и торцевые поверхности, содержащие участок, выполненный в виде усеченного конуса, скрепленного широким основанием с кромками сферических частей корпуса 1. Узкое основание размещено в полости сферической части корпуса 1 и снабжено круглой пластиной, размещенной параллельно торцам барабана 4, снабженной отверстием, через которое с возможностью вращения пропущен вал отбора мощности. Лопасти 8-11 придана осесимметричная форма. Сечение полости корпуса 1 перекрыто перегородкой, скрепленной с внутренней сферической поверхностью корпуса 1 и боковыми конусными поверхностями его торцевых частей. Перегородка с поперечной щелью выполнена с возможностью прохода через нее лопасти 8-11, развернутой в диаметральной плоскости сферической части корпуса 1. Изобретение направлено на повышение полноты преобразования потока в механическую энергию. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Ветроэнергетический комплекс // 2539604

Изобретение относится к энергетике. Ветроэнергетический комплекс включает, по крайней мере, два ветросиловых модуля, расположенных один над другим. Каждый ветросиловой модуль содержит закрепленные в силовом каркасе внутренний и внешний ветросиловые блоки, размещенные на одной оси и выполненные с возможностью вращения. Внутренний ветросиловой блок представляет собой корпус, боковые стенки которого образованы лопатками. Внешний ветросиловой блок включает, по крайней мере, две лопасти Дарье, закрепленные на элементах внутреннего ветросилового блока. Два ветросиловых модуля выполнены с возможностью размещения генераторного узла между ними. Внутренний и внешний ветросиловые блоки одного модуля подключены к ротору генератора. Внутренний и внешний ветросиловые блоки второго модуля подключены к статору генератора. Силовой каркас представляет собой, по крайней мере, три стойки, соединенные поперечными элементами со стороны верхней и нижней стенок корпуса внутреннего ветросилового блока. Стойки силового каркаса одного модуля выполнены с возможностью соединения со стойками силового каркаса соседнего модуля. Изобретение направлено на повышение коэффициента использования энергии ветра, надежности, а также упрощение конструкции и транспортировки комплекса. 26 з.п. ф-лы, 6 ил.

Горизонтальная ветросиловая турбина // 2539945

Изобретение относится к ветросиловой турбине. Горизонтальная ветросиловая турбина содержит раму и средство направления потока воздуха. На раме горизонтально установлен ротор с возможностью вращения на валу ротора. Ротор имеет три или более элементов радиальных лопаток, закрепленных на валу ротора при помощи средства крепления. Элементы радиальных лопаток расположены на равных расстояниях друг от друга. Каждый элемент радиальных лопаток содержит опорные кронштейны и ветровую лопасть, закрепленную на внешнем концевом участке опорных кронштейнов. Ветровая лопасть имеет такую форму, чтобы захватывать поток воздуха, направленный на нее, что вызывает перемещение лопасти и возникновение вращающей силы на валу ротора. В результате чего ротор вращается относительно своей продольной оси. Элементы радиальных лопаток жестко соединены между собой на своих внешних концевых участках при помощи растяжек с регулировкой натяжения. Средство направления потока воздуха предназначено для ускорения и направления потока воздуха в рабочий воздушный канал, чтобы воздействовать на ветровые лопасти, расположенные в рабочем воздушном канале. В результате чего ветровые лопасти смещаются под действием аэродинамического сопротивления. Изобретение направлено на уменьшение веса ветросиловой турбины и обеспечение способности работать при низких скоростях ветра. 14 з.п. ф-лы, 16 ил.

Ветродвигатель // 2544902

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветродвигателям, и может быть использовано для строительства ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения ветроколеса, расположенного по потоку ветра. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал с установленным на нем колесом с лопастями, конусный направитель и наружную обечайку, на которой равномерно по периметру размещены лопасти второго уровня, в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах. Такое расположение лопастей обеспечивает значительное повышение суммарной площади лопастей и крутящего момента. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Ветроэнергетическая установка роторного типа // 2545106

Изобретение относится к ветроэнергетическим установкам для небольших ферм, поселков, дачных участков в отдаленных районах, а также центров зимнего спорта, например, в горах и призвано повысить теплоэнергетический суверенитет пользователей. Сущность изобретения состоит в том, что в ветроэнергетической установке роторного типа, содержащей ротор в виде по меньшей мере двух противоположно ориентированных криволинейных лопастей-полуцилиндров, смонтированных на торцевом диске, криволинейной лопастью является ½ часть цилиндрической трубы или бочки, изготавливаемая путем сечения торцованной цилиндрической трубы или бочки под углом, отличным от прямого, делящего сечением исходную заготовку на две равновеликие части. При этом внутренняя поверхность цилиндрических труб или бочек в сборке может быть гуммированной, а внешняя поверхность цилиндрических труб или бочек в сборке может быть полированной. Использование изобретения с предлагаемым техническим решением позволяет снизить металлоемкость ветроэнергетической установки роторного типа, сохранив конструкторско-технологическую простоту и аэродинамические характеристики (коэффициент использования энергии ветра и относительный момент) установки. 1 з.п. ф-лы. 1 ил.

Вертикально-осевая ветроустановка // 2546892

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в электромашиностроении. Вертикально-осевая ветроустановка содержит ступицу, жестко зафиксированную в пространстве, располагаемую в центре вращения, в которой скомпонованы электрогенератор и ротор. Ротор содержит цилиндрический вал, от которого радиально в горизонтальной плоскости отходят закрытые в аэродинамические обтекатели силовые траверсы, на концах которых закреплены вертикальные лопасти. Цилиндрический вал с возможностью вращения пропущен через направляющую втулку, жестко закрепленную на торце вертикальной мачты. Электрогенератор содержит корпус, в полости которого размещен шихтованный сердечник статора, скрепленный со ступицей, снабженный пазами, в которых размещены катушки обмотки. В цилиндрической полости статора с возможностью вращения размещен ротор электрогенератора. Ротор включает в себя индуктор, выполненный с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха или с радиальным или тангенциальным намагничиванием. Корпус электрогенератора, снабжен первым и вторым щитами, выполненными с возможностью жесткого скрепления с соответствующими торцевыми кромками корпуса электрогенератора. Использование данного изобретения приводит к повышению ресурса и надежности работы ветроустановки и ее электрогенератора за счет существенного уменьшения трения в подшипниках, повышения КПД генератора, уменьшения массы вращающихся деталей, увеличения окружной скорости индуктора электрогенератора. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Ветродвигатель // 2550993

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для получения механической и электрической энергии. Ветродвигатель с вертикальной осью вращения содержит ветровую турбину. Ветровая турбина состоит, по меньшей мере, из одной секции. В секции установлены лопасти S-образной формы. Секция снабжена каркасом в виде многоугольной призмы с поворотными ветронаправляющими экранами. Ветронаправляющие экраны установлены на каждой стороне многоугольной призмы с возможностью обеспечения плавного перетекания воздуха с них на лопасти S-образной формы ветровой турбины. Ветродвигатель выполнен в виде башни. Ветронаправляющие экраны выполнены поворотными с углом поворота от 0 до 90° с возможностью выполнения функции жалюзи и прикрытия каждой стороны каркаса. По углам ветронаправляющие экраны снабжены замками. В нижней части башни установлены машинный зал и операторское помещение. Технический результат заключается в повышении прочности конструкции, увеличении мощности ветродвигателя и снижении шума. 3 ил.

Турбина для ветродвигателей // 2555921

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к ветряным электростанциям и ветряным турбинам. Турбина для ветродвигателя содержит верхние и нижние лопатки. Между лопатками на разных расстояниях закреплены крылья с образованием воздуховодов между верхними и нижними лопатками. Передняя часть крыла, расположенная ближе к центру, является направляющей, а задняя более высокая часть крыла, расположенная дальше от центра, является воздухозаборником. Каждое крыло включает верхнее и нижнее крылья. Верхнее крыло выполнено с возможностью изменения расстояния и угла по отношению к нижнему крылу. Технический результат заключается в увеличении рабочей площади турбины с одновременным упрощением конструкции. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.