Вітроротор

1 Вітроротор, який містить порожнисті лопаті з незамкненим аеродинамічним профілем, встановлені відкритою порожниною зовні і закріплені під зазначеним кутом установки на ВІДПОВІДНИХ траверсах, зв'язаних з вертикальним валом, який відрізняється тим, що траверси мають симетричний відносно горизонтальної площини порожнистий незамкнений профіль із закругленим носком Винахід відноситься до вітродвигунів вертикально-осьових вітроустановок, а також може бути використаний в гідротурбінах малої потужності Відома повітряна турбіна з вертикальної віссю обертання (заявка Великобританії №2249143 МКИ 5 F03D 3/06, 7/06 РЖ ИСМ №10 - 1993г), яка містить вітроротор з лопатнями, які мають аеродинамічний профіль з консолями, які з'єднують лопаті з вертикальним валом, причому консолі розташовані таким чином, що виключають взаємний вплив повітряних потоків, які обтікають ці консолі, а самі консолі у поперечному перетині мають аеродинамічний профіль Ознаки, які збігаються з суттєвими ознаками вітроротору який заявляється - лопаті мають аеродинамічний профіль, - консолі у поперечнім перетині мають аеродинамічний профіль Причини, які перешкоджають отриманню технічного результату у ВІДОМІЙ вітротурбині не вирішене питання її самозапуску, тобто вона не запускається без зовнішнього джерела енергії За зразок прийнято вітроколесо (а с №1765493 МКИ 5 F03 D 3/06 РЖ ИСМ №12 1992г) з вертикальної віссю обертання, яка містить 2 Вітроротор за п 1, який відрізняється тим, що профіль траверс виконаний з постійним перерізом по довжині траверс 3 Вітроротор за п 1, який відрізняється тим, що профіль траверс виконаний зі збільшенням його товщини рівномірно від вала до лопаті, описаним ЛІНІЙНОЮ функцією 4 Вітроротор за п 1, який відрізняється тим, що профіль траверс виконаний зі збільшенням його товщини рівномірно від лопаті до вала, описаним ЛІНІЙНОЮ функцією 5 Вітроротор за пп 1, 2, 3, 4, який відрізняється тим, що траверси забезпечені шпангоутами 6 Вітроротор за пп 1, 2, 3, 4, який відрізняється тим, що траверси забезпечені поперечними листовими перемичками порожнисті лопаті з незамкненим аеродинамічним профілем, які встановлені відкритою порожниною зовні і закріплені під зазначеним кутом установки на ВІДПОВІДНИХ кронштейнах (траверсах), зв'язаних з вертикальним валом Ознаки, які збігаються з суттєвими ознаками вітроротору, який заявляється лопаті порожнисті з незамкненим аеродинамічним профілем, - лопаті, встановлені відкритою порожниною зовні і закріплені під зазначеним кутом установки на ВІДПОВІДНИХ траверсах, зв'язаних з вертикальним валом Причини, які перешкоджають отриманню вимагаємого результату у відомому вітроколесі утворення в лопаті незамкненої порожнини сприяє збільшенню тягнучої сили лопаті, тобто декотрому збільшенню моменту запуску вітроколеса, але цього недостатньо для його самозапуску при малих швидкостях вітру В основі винаходу встановлена задача підвищення моменту запуску вітроротору, тобто самозапуску при малих швидкостях вітру, зменшення нижнього кордону його робочих швидкостей, без введення в нього додаткових пристроїв, з одночасним спрощенням технології його виготовлення ю о (О (О ю 56605 Сутність винаходу складається в тім, що вітроротор, який містить порожнисті лопаті з незамкненим аеродинамічним профілем, встановлені відкритою порожниною зовні і закріплені під зазначеним кутом установки на ВІДПОВІДНИХ траверсах, зв'язаних з вертикальним валом, ВІДПОВІДНО винаходу, траверси мають симетричний відносно горизонтальної площини порожнистий незамкнений профіль з закругленим носком, причому профіль траверс може бути виконаний з постійним перетином по довжині траверс, зі збільшенням товщини профілю рівномірно від валу до лопаті, які описані ЛІНІЙНОЮ функцією, зі збільшенням товщини рівномірно від лопаті до валу, описаним ЛІНІЙНОЮ функцією і траверси можуть постачатись шпангоутами чи поперечними листовими перемичками Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками вітроротору, який заявляється і технічними результатами, необхідно відзначити наступне Виконання траверс з симетричним відносно горизонтальної ВІСІ незамкненим профілем з закругленим носком, дозволяє збільшити тиск повітряного потоку на порожнину, яка утворилась незамкненим профілем при русі траверс по потоку, зі зменшенням сил опору, при русі проти потоку, що і дозволяє збільшити запускаючий момент вітроротору і забезпечує самозапуск його при малих швидкостях вітру, без введення додаткових пристроїв Конструкція траверс з порожнистим незамкненим профілем дозволяє спростити технологію їх виготовлення у порівнянні з повнопрофільною конструкцією, за винятком необхідності герметизації їх внутрішньої порожнини, спрощення організації жорсткого каркасу, наприклад, за допомогою шпангоутів чи листових поперечних перемичок , спрощується технологія нанесення антикорозійного покриття, контроль за якістю виготовлення і ремонтопригодність, причому таким чином, основні елементи вітроротору лопаті і траверси виконуються по збіжній єдиній технологи, що суттєво спрощує технологію виготовлення всього вітроротору і здешевлює його Додаткова конструкторська можливість варіювати у межах однієї технології силовими характеристиками вітроротору за рахунок зміни профілю траверс, тобто, форми по довжині траверс по простим ЛІНІЙНИМ законам, розширює діапазон випуску вітророторів різноманітного призначення в єдиних габаритах Таким чином, сукупність ознак дозволяє підвищити момент запуску вітроротору, без введення в нього додаткових пристроїв з одночасним спрощенням технології виготовлення Сутність винаходу пояснюється кресленнями На фіг 1 - загальний вигляд вітроротору, перетин профілю постійний На фіг 2 - вид А (зверху) На фіг 3,4 - перетин профілю постійного На фіг 5 - загальний вигляд вітроротору, варіант збільшення товщини (в) від валу до лопаті, довжина хорди (а) профілю постійна На фіг 6,7 - перетини В, Г, варіант профілю змінної товщини На фіг 8 - загальний вигляд вітроротору, варіант збільшення товщини (в) від лопаті до валу, довжина хорди (а) змінна На фіг 9 - вид Д (зверху) на вітроротор, з варіантом змінної довжини хорди (а) На фіг, 10,11 - перетин Е,Ж, варіант форми лопаті зі змінною довжиною хорди (а) Вітроротор містить порожнисті лопаті з незамкненим профілем 1, які можуть бути порожньотілі (фіг1 2) і з кінцевими фланцями та перемичками (фіг 5,8,9), які встановлені відкритою порожниною 2 зовні і закріплені під зазначеним кутом установки (cp°) на траверсах 3, зв'язаних з вертикальним валом 4, траверси мають симетричний відносно горизонтальної площини незамкнений профіль 5 з закругленим носком 6, траверси можуть бути безкаркасні (фіг 1) чи обладнані перемичками 7 (фіг 5), чи шпангоутами 8 (фіг 8) ВХІДНІ кромки 9 лопатей 1 і траверс 3 для кращої аеродинаміки виконані обтікаємими, наприклад, краплевидними, шляхом загибу обичайки лопатей і траверс Лопаті 1 та траверси З можуть бути з'єднані зварюванням Віброротор працює таким чином (фіг 1,2) При зазначеній швидкості вітру (Vo) віброротор рухається із стану спокою і починає обертання (со) Дякуючи обладнанню лопатей 1 відкритою порожниною 2 зовні, а траверс 3 відкритою порожниною незамкненого профілю 5 назустріч потоку, тиск потоку повітря на ліву частину вітроротору за рахунок такого профілю траверс значно збільшується, в той же час, як обтікаєма і форма закругленого носка 6 траверси 3 правої частини вітроротору сприяє зменшенню сил опору потоку, тим самим обертальний момент на валу 4 вітроротору збільшується В залежності від призначення і вимогаємої ШВИДКОХІДНОСТІ вітроротору шляхом виконання порожнистих траверс 3, та зі змінною товщиною профілю (в) фіг 6,7 і його довжиною хорди (а) фіг 10,11, вплив траверс на силові характеристики вітроротору значно розширюються при зменшенні нижнього кордону робочих швидкостей Конструкція порожнистих траверс 3 з незамкненим профілем дозволяє виготовити їх по єдиній технології з порожнистими лопатями 1 на стандартному універсальному механічному і зварювальному обладнанні без складної спеціального оснащення в умовах малих форм підприємств з забезпеченням високої якості виготовлення вітророторів малої потужності та прийнятною ціною для індивідуального споживача в умовах України 56605 1 *f S« Г 56605 Л ФІг.9 Підписано до друку 05 06 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24