Лопать вітроротора

1 Лопать вітроротора, яка містить порожнисте перо з закругленим носком, вхідною кромкою та боковими поверхнями, одна з яких являє собою повнопротягнутий аеродинамічний профіль, яка відрізняється тим, що перо утворено металевими елементами - трубчастим і прямокутним листовим, який є продовженням твірної трубчастого елемента, з'єднаними за допомогою зварювання, а вхідна кромка утворена загином краю листового елемента 2 Лопать за п 1, яка відрізняється тим, що трубчастий елемент виготовлений з стандартної тонкостінної труби, а листовий має плоскопаралельну форму 3 Лопать за п 1, яка відрізняється тим, що ВХІДНІЙ кромці надається краплеподібна форма 4 Лопать за п 1, яка відрізняється тим, що вона обмежена торцевими листовими фланцями аеродинамічної форми та забезпечена принаймні двома листовими поперечними перемичками в зоні її кріплення до траверси вітроротора Винахід відноситься до вітродвигунів і в першу чергу до вітророторів вертикально-осьових вітроустановок, а також може бути використаний в гідротурбінах малої потужності Відома лопать вітроколеса [див авторське свідоцтво №1740767 МКИ 5 F03D 1/06 опубл РЖ ИСМ №9 - 1992г], яка містить перо с аеродинамічним профілем з закругленим носком з повітренної сторони, профіль виконаний у вигляді еліпсоїда обертання, а повітрена сторона у вигляді кривої, що описана функцією плотності логарифмічного нормального розподілення Ознаки, які збігаються з ознаками лопаті яка заявляється перо с аеродинамічним профілем, закруглений носок Причини, які перешкоджають отриманню технічного результату у відомої лопаті збільшен момент запуску вітроколеса, проте, суцільний і складний аеродинамічний профіль вимагає спеціальних технологій та спеціального обладнання, що не можливо їх виробництва в умовах неспеціалізованих виробництв За зразок прийнята лопать вітроколеса [див авторське свідоцтво №1733680 МКИ 5 F03D 1/00 опубл РЖ ИСМ №8 - 1992г]/ Лопать вітроколеса містить порожнисте перо з закругленим носком, вхідною кромкою та боковими поверхнями, одна з яких являє собою повнопротягнений аеродинамічний профіль, а інша має довжину від кромки носка до зони максимальної товщини пера, утворюючи незамкнену порожнину, яка закінчується на ВХІДНІЙ кромці Ознаки, які збігаються з суттєвими ознаками лопаті, яка заявляється порожнисте перо з закругленим носком, вхідною кромкою та боковими поверхнями, одна поверхня являє собою повнопротягненний аеродинамічний профіль Причини, які перешкоджають отриманню вимагаємого результату у ВІДОМІЙ лопаті вирішується питання самозапуску вітроколеса за рахунок утворення незамкненої порожнини, що значно знижує тілесну МІЦНІСТЬ пера, погіршує аеродинаміку краєвих областей порожнини із зменшенням надійності збереження їх лінійної форми і вертикальної СТІЙКОСТІ Отримання досить складної аеродинамічної форми і точних розмірів порожнини зв'язано з застосуванням спеціальних технологій, обладнання і веде до великих витрат В основі винаходу встановлена задача підвищення МІЦНОСТІ та надійності конструкції лопаті з самозапуском, без погіршення її аеродинамічних якостей, спрощення технології и виготовлення для можливості серійного виробництва на стандарт (О о ю 52016 ному універсальному механозварювальному обладнанні малих виробничих підприємств, що призведе до зменшення витрат Сутність винаходу складається з того, що лопать вітроротору, яка містить порожнисте перо з закругленим носком, вхідною кромкою і боковими поверхнями, одна з яких являє собою повнопротягнений аеродинамічний профіль, згідно з винаходом, утворено металевими трубчатим елементом та прямокутним листовим елементом, який є продовженням твірної трубчатого елементу, з'єднаних за допомогою зварювання, а вхідна кромка утворена загином краю листового елементу, з наданням кромці краплевидної форми, трубчатий елемент виготовлений з стандартної тонкостінної труби, листовий має плоскопаралельну форму, а лопать обмежена торцевими листовими фланцями аеродинамічної форми, та забезпечена листовими поперечними перемичками в зоні и кріплення до траверси вітроротору Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками лопаті, яка заявляється і технічними результатами, необхідно відзначити наступне Утворення пера лопаті металевими трубчатим елементом і прямокутним листовим елементом, який є продовженням твірної трубчатого елементу, з'єднаних за допомогою зварювання, дозволяє організувати просту аеродинамічну форму поперечного перетину лопаті, до того ж відігнутий назовні носок утворений трубчатим елементом дозволяє збільшити момент запуску вітроротору без погіршання тілесної МІЦНОСТІ пера Виготовлення лопаті та застосування трубчатого елементу з тонкостінної стандартної металевої труби, або безпосередньо, або шляхом и стискання для надання еліптичної форми, в залежності від вибору аеродинамічного профілю пера та з'єднання з листом плоскопаралельної форми за допомогою зварювання не подає ніякої складності навіть в умовах звичайної механічної майстерні, що і показує досвід Організація вхідної кромки із загином краю листового елементу, з наданням кромці краплевидної форми, підвищує її МІЦНІСТЬ та СТІЙКІСТЬ, зменшує краєві енергетичні збитки при обтіканні її вітровим потоком і не подає технологічних складностей Обмеження металевої лопаті листовими торцевими фланцями аеродинамічної форми і, у всякому разі, двома листовими поперечними перемичками в зоні и кріплення до траверси вітроротору збільшує жорсткість лопаті, її надійність в роботі, особливо в МІСЦІ приєднання до траверси, яка зазнає знакоперемінні навантаження і від сили вітру, і від відцентрових сил Таким чином, сукупність ознак дозволяє підвищити МІЦНІСТЬ та надійність конструкції лопаті, спростити технологію її виготовлення, відмовитися від застосування спеціальних матеріалів, технологій і спеціального обладнання, чим дозволяє зменшити трудовитрати на и виготовлення та експлуатаційні витрати на ремонт вітродвигуна та споживача вітроустановок Сутність винаходу пояснюється кресленнями На фіг 1 зображена конструкція лопаті, загальний вигляд На фіг 2 - перетин А-А На фіг 3, 4 - варіанти виконання пера На фіг 5 - схема роботи лопаті у вітровому потоці (Vo) Лопать вітроротору містить порожнисте перо 1 з закругленим носком 2, вхідною кромкою 3 та боковими поверхнями 4, 5 Перо утворено металевими трубчатим елементом 6 та листовим прямокутним 7 з'єднаним зварюванням по лінії 8 Вхідна кромка 3 утворена загином краю 9 листового елементу 7, може бути приварена до нього з наданням її краплевидної форми шляхом обробки зварюваного шву 10 Лопать обмежена торцевими фланцями 11 та забезпечена поперечними перемичками 12 в зоні її кріплення 13 до траверси вітроагрегату 14 Усі з'єднання елементів здійснюються зварюванням Лопать працює таким чином(Фіг5) При визначеному куті установки лопаті е на р траверсі 15, повнопротягненим профілем 4 до ВІСІ обертання вітроротору, при русі лопаті по потоку, дякуючи відігнутому носку 2 утвореному трубчатим елементом 6 на поверхні 5 його виступу тиск потоку циркуляції вітру збільшується, тим самим збільшується і момент запуску вітроротору, причому обтікаєма форма вхідної кромки 3 сприяє зменшенню тиску на неї, збільшуючи цей ефект При русі лопаті проти потоку вітру, аеродинамічна форма зовнішньої поверхні лопаті 5 і її вхідних кромок 2, 3 сприяє зменшенню опору потоку, тим самим, збільшуючи коефіцієнт використання енергії вітру, з забезпеченням надійної роботи лопаті у більшому діапазоні вітрів Запропонована конструкція лопаті дозволила виготовити и на універсальному механічному і зварювальному обладнанні з мінімальною простою техоснасткою в умовах малого виробництва з забезпеченням високої якості виготовлення У порівнянні з повнопрофільною лопатю вітроротору потужністю 1кВт, металоємкість запропонованої лопаті зменшена на 12 - 20%, а трудомісткість на 20 - 25%, що позначиться і на зменшенні вартості усієї вітроустановки 52016 Фіг 1 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71