Спосіб виготовлення великогабаритної лопаті вітродвигуна

Спосіб відноситься до вітроенергетики, а саме до конструювання лопатів крильчастих вітродвигунів, вітророторів, що перетворюють енергію вітру в обертання ротора. Відомий спосіб виготовлення лопаті по патенту РФ №2013646, F03D3/00. Лопать містить профіль і поворотний підпружинений інтерцептор, розташований у зоні вихідної крайки і виконаної у виді дво х зв'язаних пластинчастих елементів. Пластинчасті елементи зв'язані кінематично. При цьому профіль лопаті виконують складеним з основної і вихідної частин, причому останню виконують з порожниною, у якій рознесені осі обертання й елементи кінематичного зв'язку. Лопать виконують з підпружиненими частинами у виді дво х зв'язаних пластичністю елементів. Недоліком відомого способу є неможливість одержання оптимальної аеродинаміки лопаті й одержати заздалегідь задані (розрахункові) робочі характеристики. Відомий спосіб виготовлення лопаті по патенті Росії №2501560 (6 F03L5/00, 1996р., Омульский И.И.). Гвинтові лопаті виконуються воронкоподібними, утворюючою воронкоподібною гвинтовою поверхнею монотонною функцією. Сутність відомого способу: шнековий вітроротор містить вал і закріплені на ньому гвинтові лопаті. З метою збільшення енергетичної ефективності гвинтові лопаті виконані воронкоподібними. Утворюючої воронкоподібної гвинтової поверхні описується монотонною функцією радіуса, частковим випадком якої є коса пряма. У цьому випадку воронкоподібна поверхня є косим гелікоїдом. При визначених геометричних параметрах косою гелікоїд розвертається в площину. Тоді воронкоподібна гвинтова лопать може бути виконана з плоскої кільцевої заготівлі. Вітроротор з воронкоподібними гвинтовими лопатями в похилому положенні має велику ефективність у порівнянні зі шнековим вітроротором із прямими гвинтовими лопатями. Крім того, він - може працювати у вертикальному положенні і не залежати від напрямку вітру. У порівнянні з іншими вертикальними вітророторами він має більш високу енергетичну ефективність: більш високий, чим у вітроротора Савоніуса коефіцієнт використання енергії вітру і більшу, ніж у Дарьє-подібних вітророторів вироблення енергії при малих швидкостях, а також менш напружену конструкцію і створює менші акустичні, електромагнітні й екологічні впливи. Недоліком відомого способу є неможливість одержання оптимальної аеродинаміки лопаті й одержати заздалегідь задані (розрахункові) робочи характеристики Як прототип прийнятий спосіб виготовлення лопаті вітроколеса з композитного матеріалу за патентом Росії №2205130 (2003p.). Лопать виготовляють з композитного матеріалу. У такій лопаті геометрична зміна лопаті утруднена. Недоліком прототипу є неможливість одержання оптимальної аеродинаміки лопаті й одержати заздалегідь задані (розрахункові) робочи характеристики Задача винаходу - одержання легкої з оптимальною аеродинамікою лопаті і можливості її крутіння навколо головної подовжньої осі при виготовленні з одержанням заздалегідь заданих (розрахункових) робочих характеристик. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що перед установкою лонжеронів у них попередньо виконують наскрізні отвори для пропуску подовжніх зв'язок-розтяжок, і крім того лонжерони встановлюють з можливістю взаємної зміни місця розташування на подовжній осі каркаса, а його вузли кріплення зміщують на величину ексцентриситету щодо подовжньої осі і фіксують на ексцентричних планках, яким додають кругове обертання від приводу, поперечну укладання армувального матеріалу на формотворну поверхню каркаса здійснюють по листу Декарта, формування профілю лопаті здійснюють зміною тиску повітря замкнутих еластичних ємностей, розміщених усередині каркаса між лонжеронами, причому зовнішню поверхню цих ємностей попередньо виконують сегментизованною з каплеподібними виступами з рівномірним розташуванням по їхній поверхні. На фігурі показана геометричне змінювана лопать, яка виготовлена відповідно до пропонованого способу. Спосіб реалізують так. Виготовляють несучий каркас 1 змінного перерізу шляхом натягу між двома вузлами кріплення 2 і 3 рівномірно рознесених подовжніх металевих зв'язків - розтяжок 4. При цьому використовують лонжерони змінного перерізу 5. У лонжеронах виконують наскрізні отвори для пропуску згаданих стяжок - розтяжок 4. Лонжерони 5 установлюють з можливістю взаємної зміни їхнього місця розташування по подовжній осі каркаса 1. Вузли кріплення 2 і 3 несучого каркасу 1 зміщені на величину ексцентриситету щодо його подовжньої осі. Вузли 2 і 3 фіксують на ексцентричних планках 6 і 7, що виконані з можливістю кругового обертання від електричного приводу 8 і 9. Усередині каркаса між лонжеронами розміщені замкнуті еластичні ємності 10. Зовнішню поверхню цих ємностей виконують сегментизованною з каплеподібними виступами 11 з рівномірним розташуванням по поверхні. Навколо каркаса по всій його довжині від краю до краю здійснюють пошарове укладання просоченого сполучним - епоксидним конструкційною сполукою - армувального матеріалу 12 з обертової бобіни 13 на несучий каркас 1. Так одержують композитну оболонку на профільованому виробі - лопаті 14. Виготовлену таким способом лопать встановлюють на високу вежу для перетворення енергії повітряних потоків в електричну. Пропонований спосіб має ряд переваг у порівнянні з іншими. За рахунок простої зміни профілю лопаті момент, що крутить, і потужність двигуна збільшуються не менш чим у 2 рази. Виконання лопаті з перемінної круткой по довжині і змінними параметрами особливого профілю, що згладжують випадкові впливи вітрового потоку. Оптимальні параметри товщини і ширини профілю, кута установки в сполученні з високою якістю геометричної поверхні забезпечують енергетичну ефективність лопаті. Він дозволяє одержати легкі з оптимальною аеродинамікою лопаті і забезпечує можливість її крутіння навколо головної подовжньої осі при виготовленні.