Ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами

Авторы патента:

F03D7/06 - когда ось вращения ротора перпендикулярна направлению ветра

F03D3/0418 - Ветряные двигатели с осью вращения ротора, перпендикулярной направлению ветра (регулирование F03D 7/00)

F03D3/04 - с неподвижными ветронаправляющими средствами, например кожухами или каналами (F03D 3/02 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2773251:

Хозяинов Борис Петрович (RU)

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для получения механической и электрической энергии. Ветродвигатель содержит вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения и расположенные снаружи ветротурбины по окружности свободноповорачивающиеся вокруг вертикальных осей ветронаправляющие экраны. Каждый ветронаправляющий экран снабжен роликами и установлен в раму на направляющие, расположенные по верхней и нижней ее граням с возможностью свободного перемещения по ним экранов в горизонтальном направлении. Они состоят из нескольких частей и выполнены раздвижными с возможностью принудительного изменения их ширины в зависимости от природной скорости ветра. Направляющие, расположенные по верхней и нижней граням рамы, выполнены изогнутыми, а в качестве ветронаправляющих экранов использовано полотно, состоящее из узких вертикально расположенных пластин, шарнирно соединенных между собой, передвигающихся горизонтально по изогнутым направляющим в обоих направлениях. Технический результат – повышение эффективности использования энергии ветра ветродвигателем с помощью ветронаправляющих экранов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности, к ветродвигателям, и может быть использовано для получения механической и электрической энергии.

Известен ветродвигатель, содержащий вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения и расположенные снаружи ветротурбины по окружности свободноповорачивающиеся вокруг вертикальных осей ветронаправляющие экраны, где каждый ветронаправляющий экран снабжен роликами и установлен в раму на направляющие, расположенные по верхней и нижней ее граням с возможностью свободного перемещения по ним экранов в горизонтальном направлении, которые состоят из нескольких частей и выполненными раздвижными с возможностью принудительного изменения их ширины в зависимости от природной скорости ветра [Пат. 2264558 Российская Федерация, МПК⁷ F03D 3/04. Ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами / Б.П. Хозяинов, Д.Б. Хозяинов, М.Б. Лобанова. - №2004114942/06; заявл. 17.05.2004; опубл. 20.11.2005, Бюл. №32.].

Недостатком указанного устройства является то, что ветронаправляющие экраны недостаточно эффективно регулируют скорость воздушного потока в объеме ветротурбины и не обеспечивают надежной защиты ветротурбины от ураганных ветров и разрушения.

Технический результат заявляемого изобретения - повышение эффективности использования энергии ветра ветродвигателем с помощью ветронаправляющих экранов.

Указанный технический результат достигается тем, что в ветродвигателе с регулируемыми ветронаправляющими экранами, содержащем вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения и расположенные снаружи ветротурбины по окружности свободноповорачивающиеся вокруг вертикальных осей ветронаправляющие экраны, где каждый ветронаправляющий экран снабжен роликами и установлен в раму на направляющие, расположенные по верхней и нижней ее граням с возможностью свободного перемещения по ним экранов в горизонтальном направлении, которые состоят из нескольких частей и выполненными раздвижными с возможностью принудительного изменения их ширины в зависимости от природной скорости ветра, согласно заявляемому изобретению, направляющие, расположенные по верхней и нижней граням рамы, выполнены изогнутыми, а в качестве ветронаправляющих экранов использовано полотно, состоящее из узких вертикально расположенных пластин, шарнирно соединенных между собой, передвигающихся горизонтально по изогнутым направляющим в обоих направлениях.

Указанный технический результат достигается также тем, что по концам изогнутых направляющих установлены внутренние и внешние приводы, обеспечивающие горизонтальное передвижение полотна с помощью тросов как в одну, так и в другую сторону.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 представлен ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами, расположенными на всю ширину радиального участка изогнутых направляющих при скорости ветра от 0,5 до 5 м/с;

на фиг. 2 представлен ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами, расположенными только на части радиального участка изогнутых направляющих, при скорости ветра от 5 до 10 м/с;

на фиг. 3 представлен ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами, расположенными частично радиально и частично по контуру ветротурбины при скорости ветра от 10 до 15 м/с;

на фиг. 4 представлен ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами, расположенными по контуру ветротурбины при скорости ветра более 15 м/с;

на фиг. 5 представлен ветронаправляющий экран, выполненный в виде полотна, состоящего из узких вертикально расположенных пластин.

Ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами содержит ветротурбину 1 с вертикальной осью вращения, изогнутые направляющие 2 для перемещения ветронаправляющих экранов 3, выполненных в виде полотна 4, состоящего из узких вертикально расположенных пластин 5, шарнирно соединенных друг с другом, внутреннего привода 6 полотна 4, наружного привода 7 полотна 4, соединенных с полотном 4 при помощи тросов 8, позволяющих полотну 4 горизонтально передвигаться и накручиваться на вертикальную ось как внутреннего 6, так и внешнего 7 приводов.

Регулируемые ветронаправляющие экраны работают следующим образом. С помощью внутреннего привода 6 полотна 4, и наружного привода 7 полотна 4 с помощью тросов 8 осуществляется горизонтальное передвижение полотна 4 с установкой его на всю ширину радиального участка изогнутых направляющих 2, которое обеспечивает увеличение скорости ветра в объеме ветротурбины при природной скорости ветра от 0,5 до 5 м/с. При скорости ветра от 5 до 10 м/с полотно 4, оставаясь на радиальном участке укорачивается по ширине, закручиваясь на барабан наружного привода 7, предотвращая обтекание ветра всей установки и освобождая дополнительное пространство перед ветротурбиной, так как ветронаправляющие экраны становятся препятствием для прохождения воздушного потока к ветротурбине. При скорости ветра от 10 до 15 м/с полотно 4 частично прикрывает ветротурбину 1 от усилившейся скорости ветра и дозированно пропускает воздушный поток в объем ветротурбины, путем передвижения полотна 4 с помощью внутреннего привода 6. При скорости ветра более 15 м/с полотно 4 полностью закрывает ветротурбину, закручиваясь на барабан внутреннего привода 6, предотвращая разрушение ветротурбины 1.

Представленная конструкция ветронаправляющих экранов позволит регулировать скорость ветра в объеме ветротурбины и не позволит разрушиться как ветротурбине, так и установке в целом.

1. Ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами, содержащий вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения и расположенные снаружи ветротурбины по окружности свободноповорачивающиеся вокруг вертикальных осей ветронаправляющие экраны, где каждый ветронаправляющий экран снабжен роликами и установлен в раму на направляющие, расположенные по верхней и нижней ее граням с возможностью свободного перемещения по ним экранов в горизонтальном направлении, которые состоят из нескольких частей и выполнены раздвижными с возможностью принудительного изменения их ширины в зависимости от природной скорости ветра, отличающийся тем, что направляющие, расположенные по верхней и нижней граням рамы, выполнены изогнутыми, а в качестве ветронаправляющих экранов использовано полотно, состоящее из узких вертикально расположенных пластин, шарнирно соединенных между собой, передвигающихся горизонтально по изогнутым направляющим в обоих направлениях.

2. Ветродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что по концам изогнутых направляющих установлены внутренние и внешние приводы, обеспечивающие горизонтальное передвижение полотна с помощью тросов как в одну, так и в другую сторону.

Похожие патенты:

Парусная ветровая установка // 2753783

Изобретение относится к ветроустановкам. На парусной ветровой установке экран-паруса, установленные на концах водил, автоматически совершая вращательные движения относительно вертикальной оси под действием потока ветра в пределах, ограниченных ходом гидравлического цилиндра плавного торможения в конечных точках, что позволяет получить крутящий момент на вертикальном валу даже при низких скоростях ветра и с большим коэффициентом полезного действия.

Портативный ветрогенератор // 2748714

Изобретение относится к портативному ветрогенератору. Ветрогенератор содержит лопастную турбину 1 с вертикальной осью 2 вращения, расположенную внутри воздухонаправляющего аппарата, и электрогенератор 21, установленный по оси 2.

Регулируемый ветродвигатель // 2747736

Изобретение относится к ветроустановкам. Регулируемый ветродвигатель может использоваться на фермерских хозяйствах.

Система адаптивной стабилизации скорости вращения ветроротора // 2727119

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к системам предотвращения неконтролируемого разгона ветроротора Дарье при сильных ветрах. Система содержит генератор ветроротора, немагнитный вращающийся токопроводящий диск, электромагнитный блок, контроллер с заданным эталонным значением частоты или с заданным пороговым значением напряжения, компаратор.

Ветроэнергетическая установка ортогонального типа // 2716635

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветроэнергетическая установка ортогонального типа, включающая мачту с электрогенератором и ветроколесо в виде радиальных от мачты траверс в соединении вала генератора с вертикальными лопастями выпукло-вогнутого аэродинамического профиля, обращенного выпуклостью к оси вращения ветроколеса.

Способ управления положением лопастей лопастной системы ветроэлектростанции // 2710107

Изобретение относится к способу управления положением лопастей лопастной системы ветроэлектростанции. Способ управления положением лопастей лопастной системы ветроэлектростанции, имеющей вертикальную ось вращения, характеризуется тем, что лопасти закрепляют с возможностью вращения на валу и выполняют с возможностью изменять их положение относительно оси их вращения таким образом, что с одной стороны от вертикальной оси вращения лопастной системы лопасть расположена перпендикулярно направлению воздушного потока, поступающего на лопастную систему, а с другой стороны параллельно, обеспечивают разворот лопастей на 90° при переходе лопастей с одной стороны лопастной системы относительно оси её вращения на другую посредством устройства разворота лопастей.

Турбина с динамически адаптируемыми лопастями савониуса // 2704587

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Устройство для полета над землей, имеющее динамически адаптируемые лопасти и содержащее каркас, который вращается вокруг оси каркаса, причем вращение каркаса вокруг оси каркаса создает эффект Магнуса, и эффект Магнуса вызывает подъем устройства над землей; множество турбин, расположенных внутри каркаса, при этом каждая турбина выполнена с возможностью вращения вокруг соответствующей оси турбины, отличной от оси каркаса, и каждая турбина содержит лопасть турбины, имеющую адаптируемую форму и содержащую: первое соединение между первым концом турбины и центральным участком турбины; и второе соединение между вторым концом турбины и центральным участком турбины; и контроллер турбины для управления первым соединением и вторым соединением, чтобы изменять адаптируемую форму лопасти от плоской формы до криволинейной формы путем регулирования первого соединения и/или второго соединения.

Способ управления поворотом лопастей ветроустановки вертикального типа // 2704060

Изобретение относится к ветроэнергетике. Способ позволяет позиционировать лопасти независимо друг от друга с помощью электроприводов, связанных с осями лопастей.

Многороторный ветроагрегат // 2701664

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроагрегат содержит роторные ветропреобразователи с вертикальной осью вращения.

Карусельное ветроколесо // 2690306

Изобретение относится к ветроэнергетике. Карусельное ветроколесо, содержащее лопасти в виде аэродинамических крыльев и демпферы, расположенные между двумя дисками, на которых закреплены крылья с возможностью поворота вокруг оси, причем крылья и демпферы непосредственно закрепляются в виде комплектов на хордах верхнего и нижнего дисков, причем углы между хордами равны.

Мобильная арктическая ветроэлектростанция // 2769560

Изобретение относится к области ветроэнергетики и предназначено для использования в арктических регионах. Мобильная арктическая ветроэлектростанция содержит вертикальный вал вращения, у которого рабочими органами являются лопасти, вставленные в пазы крепления лопастей с фиксаторами.