Саморегулююча лопать вітроколеса

Саморегулююча лопать вітроколеса, що містить перо, бокові поверхні, вхідну і вихідну кромки, яка відрізняється тим, що перо виконано в вигляді конуса, до поверхні пера з підвітреної сторони прикріплена рухома пластина, довжина пластини обмежена траєкторією кінця пера навколо осі вітроколеса, а поперечний розріз лопаті має ви Винахід відноситься до області енергетичного машинобудування і може використовуватись в тихохідних і швидкообертових вітроколесах Саморегулююча лопать має перо, бокові поверхні, вхідну і вихідну кромки До підвітряної поверхні пера, яка виконана в вигляді конуса, закріплена рухома з рівними боковими поверхнями пластина, довжина якої обмежена траєкторією кінця пера навколо осі вітроколеса, поперечний розріз лопаті має вигляд пера - круг, а з'єднаної пластини з и поверхнями - пряму ЛІНІЮ З'єднання пластини з пером переносить вихідну кромку з кромки пера на кромку пластини ВІДОМІ вітроенергетичні пристрої з використанням вітру (див журнал "Сільський механізатор" № 5, 1990 р Crop 26 - 27), з подальшим перетворенням кінетичної енергії вітру в електричну, є прототипом Вони мають дві або декілька лопатей в вітроколесі Лопать має перо з боковими поверхнями, вхідну і вихідну кромки Поперечний розріз лопаті має вигляд аеродинамічного профілю з геометричним скрученням по довжині лопаті Основний недолік такої лопаті в тому, що між боковою поверхнею і площиною обертання лопаті є кут При дії повітряної течи лопать працює в режимі гвинта, що не дає одночасно отримувати великий крутячий момент і великі обороти вітроколеса Під любим кутом лопаті створюється опір повітря обертанню з підвітряної сторони Такі лопаті працюють ефективно тільки при вільному проході значної частини повітряної течи, а це втрата кінетичної енергії Збільшення ширини лопаті чи їх збільшення в вітроколесі приводить до затримки повітряної течи Недолік такої лопаті ще втому, що створюєть ся великий шум при відриву повітряної течи з вихідної кромки з втратою енергії Найближчим з аналогів винаходу є винахід під назвою "Лопать вітроколеса" а с № 1740767 А1, МПК F03D 1/6 1962 р Лопать має перо з боковими поверхнями, вхідну та вихідну кромки, поперечний розріз має вигляд еліпсоїда обертання і вибраної частини з навітряної сторони Недолік такої лопаті втому, що вона складна в виготовленні, має малий коефіцієнт використання кінетичної енергії вітру при малій швидкості, вітроколесо важко запускається, неможливо збільшити відносну ширину лопаті, щоб більше перекрити повітряну течію, бо лопать розломиться як від дії відцентрової сили, так і від вітрових навантажень Задача даного винаходу - збільшити коефіцієнт використання енергії вітру і автоматично підтримувати великий крутячий момент і великі оберти вітроколеса з меншим шумом за рахунок збільшення ширини лопаті, прикріпленням до пера пластини, установлення пера в вигляді конуса, нахилу пластини відносно горизонтальної площини в навітряну сторону, рухомості вихідної кромки відносно площини обертання пера і зменшення довжини вихідної кромки від довжини пера, - зменшити вартість лопаті за рахунок виготовлення пера в вигляді пустотілого конуса Суть винаходу в тому, що саморегулююча лопать вітроколеса має перо, бокові поверхні, вхідну і вихідну кромки Перо виконано в вигляді конуса, до якого з підвітряної сторони закріплена рухома з рівними боковими поверхнями пластина з вихідною кромкою, довжина пластини не більша довжини пера, поперечний розріз лопаті має вигляд кру гляд круга, з'єднаного з прямою ЛІНІЄЮ ПО ДОТИЧНІЙ (О 44426 га і пряму ЛІНІЮ з'єднану по дотичній Нахил пласкутової швидкості лопаті тини до горизонтальної площини, рухомість вихідВ лопаті прототипу із-за малої ширини рух поної кромки з утворенням змінних кутів між пластивітря в попутному напрямку лопаті над поверхнею ною і площиною обертання пера від дії повітряної пера при малих оборотах вітроколеса не відбуватечи дає робити широкі лопаті, збільшувати відноється сну товщину пера, щоб тиск повітря діяв на більТиск повітряної течи на лопать прирівнюється ший виступ поверхні з навітряної сторони, змендо дії незакінченого маху крила птаха При досягшити опір повітря руху лопаті з підвітряної ненні великої кутової швидкості вітроколеса збісторони, направляти повітряну масу в радіальнольшується відцентрова сила ваги пластини 2, при му напрямку до осі вітроколеса, досягаючи при цьому віддаль вихідної кромки 8 до площини обецьому великих обертів, великий крутячий момент і ртання пера 1 зменшується Кут а альфа зменшумалий шум в автоматичному режимі обертання ється до нуля (фіг 3) При обертанні лопатей навітроколеса вколо осі вала 9 над умовним конусом стисненого повітря і зменшення віддалі вихідної кромки 8 до Лопать показана на фіг 1, 2, 3 На фіг 1 покаплощини обертання пера 1, поверхнею 6 пластини зано вітроколесо, а на фіг 2 і 3 показана лопать в 2 виштовхується з силою повітряна маса проти розрізі по А-А на фіг 1 в збільшеному мірилі і дії руху повітряної течи без затрати енергії обертовоповітряної течи, ВІДПОВІДНО при пуску і при великій го вітроколеса Тобто, утворюється кумулятивна швидкості обертання дія вітроколеса При цьому різко збільшується тиск Лопать має перо 1 і пластину 2 Поперечний повітря перед вітроколесом, що ще збільшує тиск розріз лопаті є коло пера 1 і пряма ЛІНІЯ пластини на поверхню 3 і площину 6 Крутячий момент і 2 Обтічна кола є поверхня 3 з вхідною кромкою 4, обороти вітроколеса збільшуються 3 підвітряної до якої закріплена в зоні 5 з підвітряної сторони сторони при великих оборотах на поверхню 7 не пластина 2 під розгорнутим кутом Пластина 2 має протидіє опір повітря обертанню поверхню 6 з навітряної сторони і поверхню 7 з підвітряної сторони, і вихідну кромку 8 ВітроколеВ лопаті прототипа аеродинамічний процес не со обертається на валу 9 змінюється, тому обороти вітроколеса збільшуються від пуску до максимальних плавно і з малим Вітроколесо, маючи подібні лопаті, працює крутячим моментом, тому ефективно лопаті пратак Повітряна течія направляється на вітроколесо цюють лише при великих оборотах, коли більше (фіг 1) При дії на нього швидкість течи знижуєтьперекривається повітряна течія В даному прися, тиск (статичний) підвищуватись і діяти на плострою при великих оборотах вітроколеса повітряна щу поверхні 6 пластини 2 (фіг 2) Повітряний потік течія перекривається зовсім, створюється великий вдарившись об поверхню 3 розсікається на дві статичний тиск повітря перед вітроколесом Сума сторони Одна частина маси повітря іде в підвітвсіх діючих сил, утворених розкладанням кінетичряну сторону, минувши вхідну кромку 4, а друга ної сили повітряної течи на поверхні 3 і 6, створює частина направляється в пазуху між поверхнями З великий крутячий момент і змушує вітроколесо і 6 А так як пластина 2 прикріплена до поверхні обертатись навколо осі вала 9 в сторону розверпера 1 по дотичній, то вона нахилена і повітряна тання пластини 2, з плавним виходом короткої течія ковзає по поверхні 6 в радіальному напрямку вихідної кромки 8 з повітряної маси, що знизить від КІНЦІВ пластини до осі вітроколеса, стискуючи шум вітроколеса Затягування повітряної маси з повітря Більший ТИСК повітря на поверхню пера З, кінця лопаті до осі вітроколеса збільшує площу дії чим на кінцеву частину площини 6, змушує вітроповітряної течи на вітроколесо, що ще збільшує колесо обертатись навколо осі вала 9 в сторону кутову швидкість і крутячий момент лопаті пера Повітряна течія рухаючись в радіальному напрямку уздовж поверхні пера 3 проти зворотної РІЗКІ ЗМІНИ ШВИДКОСТІ повітряної течи на вітроконусності, відштовхуючись, змінює напрямок руху колесо мало змінює його оберти, бо при обертанні в сторону протилежну обертанню вітроколеса, що вітроколеса постійно існує різниця тиску повітря ще збільшує тиск повітря, віддаючи допоміжну між навітряною і підвітряною поверхнями лопаті кінетичну енергію на поверхню 3 При дальшому В лопаті прототипу при відсутності повітряної збільшенні тиску повітря на поверхню 3 і поверхню течи продовжується відкидання повітряної маси 6, пластина 2 вигинається в зоні 5 і розвертається поверхнею лопаті в підвітряну сторону Утрачаєтьна кут а (альфа) Виникає ковзання повітряної течи ся кінетична енергія обертового вітроколеса і воно по поверхні 6 проти напрямку обертання вітрокообертається нерівномірно, і швидко зупиняється леса і виходить з вихідної кромки 8 Рух повітряної Даний винахід лопаті дає повне використання течи над поверхнями 3 і 7, де менший тиск повітря кінетичної енергії вітру, що різко збільшує крутячий ніж перед самою поверхнею 7, затягує частину момент і обороти вітроколеса повітряної течи до повернення від задньої частини Примшення такої лопаті для вітроустановок поверхні 7 вже з подвійною швидкістю над самою збільшить їх використання в будь-яких сферах поверхнею 7 і поверхнею 3 Рух повітря, діючи з енергопостачання, оскільки вони потужні, безпечні, тиском і з більшою швидкістю по поверхні в набезшумні, швидше себе окуплятимуть і вирішать прямку руху лопаті, приводить до прискорення енергетичну і екологічну проблему 44426 \ ФІГ. 1 навітрена сторона Фіг. 2 Фіг. З ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90