Повітровідбивач для вітрової енергетичної установки з вертикальною віссю обертання

Реферат: Повітровідбивач для вітрової енергетичної установки з вертикальною віссю обертання встановлений на вертикальноосьовому вітроколесі, має пристрій для збільшення коефіцієнта використання енергії вітру. Потік повітря, попадаючи на відбивач, починає діяти у зворотному напрямку, обертаючи ті лопаті, рух яких, у випадку звичайної конструкції, спрямований проти потоку повітря, що зумовлює підвищення коефіцієнта використання енергії вітру та ефективності роботи вітроустановки. UA 80827 U (54) ПОВІТРОВІДБИВАЧ ДЛЯ ВІТРОВОЇ ЕНЕРГЕТИЧНОЇ УСТАНОВКИ З ВЕРТИКАЛЬНОЮ ВІССЮ ОБЕРТАННЯ UA 80827 U UA 80827 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до будівництва в області вітроенергетики, а саме до пристроїв для вітроенергетичних установок з вертикальною віссю обертання, і призначена для збільшення значення коефіцієнта використання енергії вітру. Відоме технічне рішення [Патент RU2362047, F03D3/00, 20.07.2009, Вітроенергетична установка, Бугов X.У., Шереужев М.Р., Закураев А.Ф. Шекихачев Ю.А.], що містить барабанні вітроколеса роторного типу, розміщені в циліндричних кожухах з повітрозабірними дифузорами, закріплені на горизонтальному валу та встановлені на вертикальних опорах. Між стінкою кожуха і дифузором є зазор, що створює різницю тиску в кожусі, що дозволяє більш ефективно використовувати кінетичну енергію повітряного потоку. Використання циліндричних кожухів дозволяє вітровому потоку безперервно взаємодіяти з лопатями в секторі 240° обертального руху лопаті по колу горизонтального вала. Спільними ознаками із пристроєм, що заявляється є наявність роторного вітроколеса, наявність пристрою для збільшення коефіцієнта використання енергії вітру. Недоліками розглянутого технічного рішення є: відсутність пристрою налаштування на зміну напрямку потоку повітря, масивність конструкції. Відоме технічне рішення [Патент UA71641, F03D 3/00 (2006.01) F03D 3/04 (2006.01), Вітроенергетична установка, ВАТ "Мотор Січ", К.О. Коваленко, Ю.А. Мешкова], що містить два вертикальноосьові вітроколеса, закріплені на паралельних валах з можливістю обертання в протилежні сторони, і лопаті, розташовані ярусами вздовж валів, і обтічник, яка відрізняється тим, що має дві площини, що спрямовують вітер на лопаті, жорстко встановлені на поворотній рамі, прикріпленій до веденого вертикального опорного вала, вісь якого паралельна осям валів і розміщена поблизу переднього краю обтічника і паралельно їй, при цьому обтічник встановлений на рамі перед опорним валом на вході в вітроенергетичну установку з можливістю спрямування вхідного потоку на лопаті і площини. Це дозволяє забезпечити самоорієнтування вітроенергетичної установки навіть на слабкий вітер, спростити конструкцію при високому коефіцієнті корисної дії. Спільними ознаками з пристроєм, що заявляється є: наявність вертикальноосьового вітроколеса, наявність пристрою для збільшення коефіцієнта використання енергії вітру, пристрій спрямування вхідного потоку на лопаті. Недоліком даного пристрою є: наявність двох вітроколіс, що ускладнює конструкцію та її обслуговування. Дане технічне рішення прийняте як прототип корисної моделі, що заявляється. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності використання вітроенергетичної установки з вертикальною віссю обертання, зокрема підвищення коефіцієнта використання енергії вітру, що дозволить збільшити потужність. Поставлена задача вирішується тим, що повітровідбивач для вітрової енергетичної установки з вертикальною віссю обертання, який встановлений на вертикальноосьовому вітроколесі, що має пристрій для збільшення коефіцієнту використання енергії вітру, який відрізняється тим, що потік повітря, попадаючи на відбивач, починає діяти у зворотному напрямку, обертаючи ті лопаті, рух яких, у випадку звичайної конструкції, спрямований проти потоку повітря, що зумовлює підвищення коефіцієнта використання енергії вітру та ефективності роботи вітроустановки. Корисна модель пояснюється кресленнями на Фіг. 1 де зображено вид зверху вітрового колеса (ВК) та повітровідбивача: (1, 2, 3), (1', 2', 3'), (1", 2", 3") - проміжні положення лопатей під час руху ВК; на Фіг. 2 зображено 4 - повітровідбивач потоку, 5 - вал вітроколеса, 6 - підшипник, 7 - тримач повітровідбивача, 8 - флюгер, 9 - генератор, 10 - металева опора вітроколеса, v швидкість повітряного потоку. Пристрій працює наступним чином. Коли з'являється потік повітря лопаті вітроколеса починають обертатися. Повітровідбивач розвертається так, щоб центральна вісь флюгера 8 знаходилася перпендикулярно до векторів потоку повітря. Повітряний потік, який падає на відбивач ВК, оминувши лопать, відбивається від його поверхні під кутом, рівним куту падіння, і середній струмінь потоку взаємодіє з поверхнею лопаті, що знаходиться в межах дії відбитого повітряного потоку від відбивача. Розглянемо рух лопатей вітрового колеса на прикладі лопаті 2 (Фіг. 1). Коли повітряний потік потрапляє до ввігнутої частини лопаті 2, вона починає обертатися за годинниковою стрілкою і через деякий час опиниться у положенні 2'. Рух повітряного потоку продовжує діяти на лопать 2. Потік повітря, який потрапив на повітровідбивач, та був відбитий від нього переміщує лопать 2 з положення 2' у положення 2'', діючи на неї під майже прямим кутом, що забезпечує максимальне використання енергії повітряного потоку. Далі відбитий потік повітря, ще протягом якогось часу, діє на лопать, переміщуючи її, навіть коли вона опиняється поза зоною дії 1 UA 80827 U 5 10 15 20 відбивача, оскільки на неї продовжує діяти повітряний потік зі своїм напрямком векторів що зумовлено формою повітровідбивача, які переміщують лопать 2 з положення 2" у початкове положення 2. Те саме відбувається і з двома іншими лопатями, рух яких зображено на фіг. 1 пунктирною та штрихпунктирною лініями. Якщо ж потік повітря змінює свій напрямок, то флюгер, встановлений зверху повітровідбивача, розвертає його до напрямку потоку повітря, і рух лопатей здійснюється у звичайному порядку. На вигляді збоку (Фіг. 2) зображено зовнішній вигляд вітрового колеса та його складових без проміжних положень лопатей у просторі. Дане креслення наведено з метою продемонструвати інший вид конструкції для більш чіткого уявлення про її будову. Такий пристрій забезпечить додатковий обертальний момент вітроколеса в сторону його обертання. Отже швидкість обертання лопатей вітроколеса збільшується, а це означає, що і потужність вітроустановки зростає. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Повітровідбивач для вітрової енергетичної установки з вертикальною віссю обертання, який встановлений на вертикальноосьовому вітроколесі, що має пристрій для збільшення коефіцієнта використання енергії вітру, потік повітря, попадаючи на відбивач, починає діяти у зворотному напрямку, обертаючи ті лопаті, рух яких, у випадку звичайної конструкції, спрямований проти потоку повітря, що зумовлює підвищення коефіцієнта використання енергії вітру та ефективності роботи вітроустановки. 2 UA 80827 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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 3