Вітротурбіна

Вітротурбіна, що містить лопаті, які з'єднані з елементами кріплення, зв'язаними з вертикальним валом, яка відрізняється тим, що лопаті мають щілинний профіль, утворений поздовжніми аеродинамічними елементами, силовий каркас яких містить щонайменше по одному попередньо натягнутому та стиснутому конструктивному елементу, причому попередній, за напрямком руху, поздовжній аеродинамічний елемент лопаті є генератором вихорів для наступного. Винахід відноситься до галузі енергетичного машинобудування І стосується установок для отримання корисної енергії від протікаючого середовища, переважно повітряного і може бути використано в вітроенергетичних установках різної потужності і призначення. Відомий вітродвигун(див. а.с. №1409772, М.кл. F03D3/06, БИ №26 від 15.07.1988р.) що містить вертикальний вад закріплений на ньому в горизонтальній площині несучий елемент і парусні робочі органи, пов'язані з елементом і утворюючи тупикові порожнини. Використання відомого вітродвигуна не дозволяє збільшити швидкохідність більше 0.5, і коефіцієнт використання енергії потоку більше 0.18 так, як лопаті в робоче положення встановлюються потоком з великим запізненням. Відомі вітродвигуни з вертикальною віссю обертання, що використовують підйомну силу ротори Дарье (Ветроэнергетика/ред. Д. де Рензо М.: Энергоатом и здат, 1982. - С.26-27) що містять вертикальний вал і закріплені на ньому лопаті. Використання відомих вітродвигунів вимагає використовувати пускове обладнання і забезпечують ефективне використання енергії вітру при швидкохідності більшій 3, та вимагають використовувати складні технології для виготовлення лопатей, що підвищує їх собівартість. Найбільш близьким по технічній суті являється ротор з прямими аеродинамічними профілями лопатей (Giromill) (Ветроэнергетика/ред. Д. Де Рензо - М.: Энергоатомиздат, 1982. - С.26-27), що містить аеродинамічні лопаті з'єднані з траверсами, зв'язаними з вертикальним валом та розтяжками. Використання відомого ротора також вимагає застосовувати пускове обладнання і забезпечує ефективне використання енергії вітру при швидкохідності ротора більшій 3, що в свою чергу приводить до необхідності збільшувати міцність та матеріалоємність конструкції. В основу винаходу поставлена задача створення вітротурбіни в якій за рахунок зміни силового каркасу та профілю лопаті забезпечується зменшення матеріалоємності конструкції, покращання пускових характеристик та зниження оптимальної швидкохідності до 1,5-2,5. Поставлена задача вирішується тим, що в вітротурбіні, що містить лопаті з'єднані з елементами кріплення зв'язаними з вертикальним валом, згідно винаходу лопаті мають щілинний профіль створений поздовжніми аеродинамічними елементами силовий каркас яких містить щонайменше по одному попередньо натягнутому та стиснутому конструктивному елементу, при цьому попередній, по напрямку руху, поздовжній аеродинамічний елемент лопаті являється генератором вихорів для наступного. Застосування щілинного профілю лопаті забезпечує збільшення коефіцієнту підйомної сили до 2.5-5 і розширення діапазону робочих кутів, в залежності від кількості поздовжніх елементів, до 24-42°, що в свою чергу дає змогу знизити оптимальну швидкохідність до 1.5-2.5. Крім того попередній натяг та стискання силових конструктивних елементів аеродинамічних елементів лопаті знижує вагу, матеріалоємність та вартість вітротурбіни. Вітротурбіна може мати різне конструктивне виконання з використанням запропонованого тех (72) Горенюк Віктор Васильович (73) Горенюк Віктор Васильович ф 00 1893 нічного рішення. Одне із них, наприклад, може мати наступне конструктивне виконання. На фіг.1 зображено перетин вітротурбіни в вертикальні площині; на фіг.2, 3 - вигляд зверху і поперечний перетин щілинного профілю лопаті. Вітротурбіна містить (фіг.1, 2, 3) лопаті 1 складені із поздовжніх аеродинамічних елементів 2 закріплених між жорсткими контурами 3,4 з'єднаних з вертикальним валом 5 за допомогою спиць 6. Поздовжні елементи 2 (фіг.2, 3) складаються Із носового елемента 7, який в свою чергу містить внутрішній силовий елемент 8 натягу та зовнішній силовий елемент 9 стискання елементом 8, еластичної оболонки 10, проміжних нервюр і І та хвостового силового елементу 12. Працює вітротурбіна наступним чином. Під ді єю потоку на лопать 1 на противітровому і завітровому боці виникає аеродинамічна сила складова якої через жорсткі контури 3, 4 та спиці 6 створює обертальний момент на вертикальному валу 5 який може використовуватись в якості механічного приводу різного виду навантаження. Таким чином застосування лопатей з щілинним профілем та попереднього стискання силових елементів 9 силовими елементами 8 натягу дозволяє підвищити коефіцієнт використання енергії потоку та ефективність за рахунок розширення робочої зони лопатей і початку роботи при малих швидкостях потоку з одночасним зменшенням матеріалоємності конструкції і, як наслідок, її вартості. . t~ і Фіг.2 Фіг. 1 Комп'ютерна верстка О. Воробей -X... Підписано до друку 05.08.2003 Тираж 39 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м. Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул. Артема, 77, м. Київ, 04050, Україна