Ветротурбина
Полезная модель относится к устройству для преобразования энергии ветра в другой вид энергии. Задача - повысить коэффициент использования энергии потока воздуха (ветра). Поставленная задача достигается тем, что в ветротурбине, содержащей два, вращающихся на общей оси, полуцилиндра, работающих на основе эффекта Магнуса, полуцилиндры с осью установлены в канале между соплом и диффузором трубы Вентури с возможностью поочередного взаимодействия полуцилиндров с входящим в трубу потоком воздуха и поддувом из бокового канала, выполненного в стенке диффузора, а сама труба имеет возможность поворота на 360° на оси полуцилиндров.
Полезная модель относится к устройству для преобразования энергии ветра в другой вид энергии.
Известен ветродвигатель, содержащий крыльчатку (см. Политехнический словарь, А.Ю.Ишлинский. Изд-во «Советская энциклопедия», М., 1980. - 76 стр. «Ветродвигатель»).
Описанный ветродвигатель имеет коэффициент использования энергии потока воздуха (ветра) - далее КИЭП - до 0,48.
Известна Ветротурбина, содержащая полуцилиндры, смещенные относительно друг друга на определенную величину в диаметральной плоскости параллельно самим себе в направлении, перпендикулярном к своей оси, которые работают на основе эффекта Магнуса (см, «Цилиндр на веревочке», «ЮТ» для умелых рук», №4, 1989, стр, 1-2. Приложение к журналу «Юный техник».
Известная ветротурбина также имеет низкий КИЭП.
Задача - разработать ветротурбину, имеющую КИЭП более высокий, чем у устройств, описанных выше.
Поставленная задача достигается тем, что в ветротурбине, содержащей два, вращающихся на общей оси, полуцилиндра, работающих на основе эффекта Магнуса, полуцилиндры с осью установлены в канале между соплом и диффузором трубы Вентури с возможностью поочередного взаимодействия полуцилиндров с входящим в трубу потоком воздуха и поддувом из бокового канала, выполненного в стенке трубы, а сама труба имеет возможность поворота на 360° на оси полуцилиндров.
Заявляемое устройство характеризуется наличием следующих существенных отличительных признаков:
а) полуцилиндры с осью установлены в канале между соплом и диффузором трубы Вентури;
б) полуцилиндры установлены так, что они поочередно взаимодействуют с входящим в трубу Вентури потоком воздуха и поддувом из бокового канала, выполненного в стенке трубы;
в) труба Вентури имеет возможность поворота на 360° на оси полуцилиндров.
Исследования по патентной и научно-технической литературе позволили выявить технические решения аналогичного назначения, но указанные отличительные признаки в них отсутствуют. Компьютерное моделирование заявляемой ветротурбины показало ее работоспособность с КИЭП более 70%.
Вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критериям охраноспособности полезных моделей.
Сущность заявляемого поясняется чертежами, где:
на фиг, 1 - схематично изображена ветротурбина;
на фиг.2 - вид с торца на полуцилиндры (турбину);
на фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.2.
Ветротурбина содержит корпус 1 в виде трубы Вентури прямоугольного сечения, имеющей сопло 2 и диффузор 3, между которыми находится суженный канал 4. В указанном канале 4 установлены два, вращающихся на общей оси 5, полуцилиндра 6 и 7. Корпус 1 самоустанавливается относительно потока «П» воздуха, поворачиваясь по стрелке «Б» на 360° на оси 5 полуцилиндров 6 и 7.
Полуцилиндры 6 и 7 установлены в канале 4 так, что поочередно могут взаимодействовать с потоком «П» воздуха,
поступающим в корпус 1 и поддувом «Пд» из бокового канала 8, выполненного в стенке канала 4. Полуцилиндры 6 и 7 выполнены с радиусом «R» и смещены относительно друг друга на величину «В» в диаметральной плоскости «Дп» параллельно самим себе в направлении, перпендикулярном к своей оси.
Ветротурбина работает следующим образом:
при возникновении ветра труба Вентури под воздействием флюгерного эффекта выставляется вдоль оси потока, часть которого «П» входит в диффузор 3 и, сжимаясь там стенками диффузора, увеличивает скорость, подходя к каналу 4, где этот поток с возросшей скоростью взаимодействует поочередно с передней поверхностью полуцилиндров 6 и 7, заставляя их поворачиваться вокруг оси 5 под воздействием аэродинамических сил.
Поток воздуха (ветер), проходящий вне трубы Вентури, в районе сопла 2 по закону Бернулли создает разрежение, распространяющееся внутри трубы до канала 4. Это разрежение, взаимодействуя с задней поверхностью полуцилиндра 7, еще более увеличивает действующие на него аэродинамические силы - эффект «подсасывания» соплом.
В это время полуцилиндр 6 движется навстречу потоку «П», защищенный спереди от его вредного сопротивления обтекателем (заштрихован на фиг.1), а на заднюю его поверхность давит поддув «Пд» из бокового канала 8.
Все эти конструктивные мероприятия не только значительно увеличивают КИЭП, но, что еще более важно, они снижают «нижний» порог используемых скоростей ветра с 5...8 м/с до 3 м/с!
Ветротурбина, содержащая два вращающихся на общей оси полуцилиндра, работающих на основе эффекта Магнуса, отличающаяся тем, что полуцилиндры с осью установлены в канале между соплом и диффузором трубы Вентури с возможностью поочередного взаимодействия полуцилиндров с входящим в трубу потоком воздуха и поддувом из бокового канала, выполненного в стенке диффузора, а сама труба имеет возможность поворота на 360° на оси полуцилиндров.
