Вітроротор

Реферат: Вітроротор має вертикальний вал з прикріпленими до нього траверсами, на яких змонтовані лопаті аеродинамічного профілю. Лопать в перерізі виконана у вигляді скоби з полками, направленими уподовж хорди лопаті з умовним їх перетином на хорді, полки мають різну довжину і з'єднані між собою рядом перемичок. При цьому рівновеликі полки лопатей направлені до вертикального вала. UA 77731 U (12) UA 77731 U UA 77731 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вітроенергетики і може бути використана у вітроенергетичних установках з вітродвигуном з вертикальною віссю обертання, а також як гідроротор для гідрогенераторів. Відомий вітроротор, що має вертикальний вал з прикріпленими до нього траверсами, на яких змонтовані лопаті аеродинамічного профілю. В даному вітророторі для підвищення пускових характеристик лопаті виконані поворотними. Пристрій управління поворотними лопатями складається із флюгера з кулачками і штанг. Один кінець штанги має ролик, що контактує з доріжкою кулачка, а другий - за допомогою шарніра з'єднаний з поворотною лопаттю [1]. Недоліками аналога є те, що для підвищення пускових характеристик вітроротора лопаті виконані поворотними у місцях кріплення їх до траверс, при цьому вони обладнані пристроєм управління. Це призводить до значного ускладнення конструкції з наявністю великої кількості вузлів тертя і додатковими витратами, що значно зменшує надійність агрегату. Відомий вітроротор, що має вертикальний вал з прикріпленими до нього траверсами, на яких змонтовані лопаті аеродинамічного профілю. В даному вітророторі лопаті виконані поворотними в траверсах, а також додатковими осями з вилками та роликами, які стикуються з напрямною, що має форму кола і з'єднана з механізмом керування положення лопатей [2]. Даний вітроротор, як і аналог, має складну конструкцію, велику кількість додаткових вузлів з витратами на тертя і роботу механізму керування (електрогенератор з електромагнітною муфтою, лінійні електромагнітні двигуни, електромагнітно-пружинні фіксатори положення якорів, електродвигун з циліндричною шестірнею, елементи автоматитики). Все це призводить до значного ускладнення вітроротора і зменшення його надійності. В основу корисної моделі поставлена задача спрощення конструкції вітроротора, а також підвищення його надійності. Поставлена задача вирішується тим, що в вітророторі, що має вертикальний вал з прикріпленими до нього траверсами, на яких змонтовані лопаті аеродинамічного профілю, лопать в переріз виконана у вигляді скоби з полками, направленими уподовж хорди лопаті з умовним їх перетином на хорді, полки мають різну довжину і з'єднані між собою рядом перемичок, при цьому рівновеликі полки лопатей направлені до вертикального вала. В порівнянні з прототипом, запропонований вітроротор відрізняється наявністю таких ознак: - лопать в перерізі виконана у вигляді скоби; - полки скоби направлені уподовж хорди лопаті; - полки мають умовний перетин на хорді лопаті; - полки скоби мають різну довжину; - полки скоби з'єднані між собою; - полки між собою з'єднані поперечинами; - рівновеликі полки лопатей направлені до вертикального вала. Всі вищезгадані ознаки є суттєвими, кожна окремо і в сукупності забезпечують досягнення поставленої задачі. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями. На фіг. 1, 2 показано варіанти виконання вітроротора, на фіг. 3 - конструктивне виконання лопаті. Вітроротор має вертикальний вал 1 з прикріпленими до нього траверсами 2. На траверсах 2 змонтовані лопаті 3, які мають аеродинамічний профіль. Лопать 3 в перерізі має вигляд скоби 4 з полками 5 і 6. Полки 5 і 6 мають різну довжину, так полка 5 має довжину більшу, ніж полка 6. Полки 5 і 6 направлені упродовж хорди 7 лопаті 3 і мають умовний перетин 8, який розміщений на хорді 7. Умовне подовження полки 6 показано штриховою лінією 9. Полки 5 і 6 з'єднані між собою рядом перемичок 10, які забезпечують жорсткість лопаті 3 і можуть служити елементами кріплення до траверс 2. В конструкцію вітроротора лопаті 3 змонтовані таким чином, що рівновеликі полки лопатей направлені до вертикального вала 1. Так, у вітророторі по фіг. 1 до вертикального вала 1 направлені полки 6, а по фіг. 2 - полки 5. Робота вітроротора відбувається наступним чином. В нерухомому стані (режим запуску) повітряний потік 11 (показаний стрілками) одночасно обтікає всі лопаті 3. За рахунок того, що лопаті 3 мають різні довжини полок 5 і 6, і з'єднані між собою перемичками 10, утворюються відкриті порожнини, в які попадає повітряний потік 11, утворюючи обертовий момент. При цьому частина лопатей 3 частково екранує порожнини довгою полкою 5, на цих лопатях в режимі запуску обертовий момент має менше значення. При обертанні вітроротора обтікання його повітряним потоком 11 змінюється. При цьому всі лопаті 3 діють як аеродинамічний профіль в 1 UA 77731 U 5 10 цілому, утворені порожнини обтікаються повітряним потоком і мають мінімальний вплив на роботу вітроротора. Таким чином, виконання вітроротора в вищезгаданому вигляді значно спрощує конструкцію з одночасним підвищенням пускових характеристик, а відсутність елементів тертя значно підвищує надійність агрегату. Дане технічне рішення знаходиться на стадії технічної пропозиції при розробці дослідного зразка вітроенергетичної установки в Інституті проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України. Бібліографічні дані джерел інформації 1. Патент Российской Федерации 2350777, МПК F03D 7/00 (2006.01). 2. Патент України 84391, МПК F03D 7/06 (2006.01). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Вітроротор, що має вертикальний вал з прикріпленими до нього траверсами, на яких змонтовані лопаті аеродинамічного профілю, який відрізняється тим, що лопать в перерізі виконана у вигляді скоби з полками, направленими уподовж хорди лопаті з умовним їх перетином на хорді, полки мають різну довжину і з'єднані між собою рядом перемичок, при цьому рівновеликі полки лопатей направлені до вертикального вала. 2 UA 77731 U 3 UA 77731 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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 4