Вітроколесо вертикального типу

Реферат: Вітроколесо з вертикальним валом обертання має щонайменше три вітросприймаючі лопаті, закріплені в рамках. Лопаті виконані з прогумованої тканини, яка по всій поверхні має клапани односторонньої дії. UA 80204 U (12) UA 80204 U UA 80204 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до вітроенергетики і може бути використана для отримання електроенергії або механічної роботи. Відомий вітродвигун з вертикальною віссю обертання, який має щонайменше три вітросприймаючі елементи, що закріплені на вертикальній осі перпендикулярно до неї та виконані у вигляді щілинного крила серповидної форми в поперечному перерізі, випуклі в бік обертання вітроколеса і ввігнуті з боку вітросприймаючих поверхонь (патент РФ № 2283968). Недоліком цього рішення є складність конструкції, великий аеродинамічний опір. Відомий карусельний вітродвигун (а.с. № 1537885, МПК F03D 3/00, бюл. 25, 1990, а.с. № 1787209, МПК F03D 3/00, бюл. 1, 1990) з вертикальним валом і радіальними лопатями, кожна з яких прикріплена до вала з можливістю повороту паралельних пластин, виконаних з полімерного композиційного матеріалу з орієнтованими волокнами і закріплених верхньою стороною в комірці. Ближній до вала край пластини відігнутий на гострий кут від її площини з утворенням у віддаленому краю звужуючого напівсопла. Недоліком є невисока ефективність, обумовлена неповним використанням енергії вітру, і складність конструкції. Відомий ротор вітродвигуна (патент РФ № 20299886, 27.02.96, бюл. № 6), який має вертикальну вісь з укріпленою на ній рамою, зв'язаною зі стійками, на яких розташовані лопаті, встановлені на горизонтальних осях з можливістю обмеженого повороту, скріпленими під кутом одна до одної. Ротор додатково має поворотні криволінійні лопаті, шарнірно закріплені в місцях з'єднань горизонтальних осей і стійок. Недоліком вітродвигуна є неврівноваженість ротора в зв'язку з використанням поворотних лопаток, яка приводить до биття ротора при великих швидкостях обертання і, як правило, до зниження надійності установки. В зимовий період при сніжних заносах установка практично непрацездатна. Прототипом є ортогональний вітряк (патент РФ № 2074980), в якому лопаті мають рухомі заслінки з однієї сторони, які відкриваються для зниження аеродинамічного опору, а з другої перекривають потік повітря, мають косу шайбу і флюгер управління положенням косої шайби в залежності від направлення вітру. Недоліком цього рішення є те, що сектор використання вітру не перевищує кут 120 °, значна складність конструкції і коефіцієнт використання енергії вітру не більш 0,3. Задачею корисної моделі є спрощення конструкції вітряка, зменшення металоємкості, збільшення коефіцієнта використання енергії вітру до 0,5-0,55. Поставлена задача вирішується тим, що ті вітросприймаючі лопаті, що рухаються проти вітру, мають більш низький аеродинамічний опір за рахунок відкритих клапанів, які відкриваються потоком повітря. Ті лопаті, які мають закриті клапани (відкритися їм не дає сітка), під тим же потоком повітря приводять в рух вітроколесо. Вітроколесо з вертикальним валом обертання має щонайменше три вітросприймаючі лопаті, закріплені в рамках та виконані з прогумованої тканини, яка по всій поверхні має клапани односторонньої дії, розташовані паралельно осі обертання вітроколеса. При цьому відношення ширини лопаті до її висоти становить 1:(2,3…2,5). Корисна модель пояснюється кресленнями: на фіг. 1 зображений вид вітроколеса зверху, на фіг. 2 - вид збоку, де: 1 - вал; 2 - підшипниковий вузол; 3 - рама; 4 - прогумована тканина; 5 клапани; 6 - сітка. Вітроколесо складається з вала 1, який обертається в підшипникових вузлах 2. До вала 1 прикріплені рами 3, в яких механічно закріплюється прогумована тканина 4 (наприклад від гумового човна), яка являє собою вітросприймаючі лопаті. В прогумованій тканині за допомогою просічок вирубаються клапани 5, пружність яких залежить від товщини тканини, її розмірів і форми. Просічка вирубає тільки три сторони прямокутника. На прогумовану тканину з однієї сторони клеїться або механічно кріпиться сітка 6, яка не дає клапану «провалитися» під потоком вітру в режимі «робочого ходу» лопаті. Вітроколесо працює наступним чином. Потік повітря незалежно від напрямку діє на вітросприймаючі лопаті. Так як аеродинамічний опір на лопаті різний (на одних клапани закриті, на других - відкриті, на третіх - напівзакриті), вітроколесо обертається, при цьому коефіцієнт корисної дії вітроколеса становить 0,4...0,45. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Вітроколесо з вертикальним валом обертання, що має щонайменше три вітросприймаючі лопаті, закріплені в рамках, яке відрізняється тим, що лопаті виконані з прогумованої тканини, яка по всій поверхні має клапани односторонньої дії. 1 UA 80204 U 2. Вітроколесо за п. 1, яке відрізняється тим, що клапани розташовані паралельно осі обертання вітроколеса. 3. Вітроколесо за п. 1, яке відрізняється тим, що відношення ширини лопаті до її висоти становить 1:(2,3…2,5). Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2