Ветротурбинная установка

Предлагаемая полезная модель относится к области ветроэнергетики, в частности, к ветродвигателям с осью вращения перпендикулярной направлению ветра и с подвижным диффузором.

Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, состоит в повышении КПД, снижении материалоемкости, повышении надежности и простоте обслуживания ветроустановки.

Поставленная задача решается тем, что известная ветротурбинная установка, содержащая ротор, выполненный в виде вала, размещенный вертикально, с возможностью вращения внутри корпуса направляющего аппарата, согласно полезной модели снабжена диффузором, внешняя поверхность которого выполнена в виде усеченной пирамиды, а внутренняя поверхность состоит из двух частей: внутреннего конфузора и внутреннего диффузора, местом соединения которых является внешняя кромка направляющего аппарата, состоящего из вертикально расположенных лопаток, равномерно закрепленных по окружности между двумя плоскими дисками под углом относительно лопаток ротора, выполненного в виде ободов, с помощью спиц крепящихся к валу, на котором размещен генератор, и находящихся на заданном вертикальном расстоянии относительно друг друга с равномерно закрепленными между ними лопатками, дополнительно установка снабжена монорельсом, выполненным в виде замкнутого круга соосно с валом ротора, на который опирается выход диффузора с возможностью перемещения по нему.

1 з.п.ф-лы, 1 илл.

Предлагаемая полезная модель относится к области ветроэнергетики, в частности, к ветродвигателям с осью вращения перпендикулярной направлению ветра и с подвижным диффузором.

Наиболее близкой к заявленной полезной модели и принятой авторами за прототип является ветротурбинная установка (ВТУ), содержащая ротор фрикционного типа, выполненного в виде вала, размещенного вертикально с возможностью вращения ротора внутри корпуса и снабженного пластинами, установленными одна относительно другой на заданном вертикальном расстоянии (см. А.С.№2240442, Кл. F03D 3/00). Корпус ВТУ выполнен в виде направляющего аппарата. Входные кромки направляющих лопаток выполнены поворотными и соединены с флюгелем.

Недостатком прототипа является малый КПД и отсутствие концентраторов потока ветра.

Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, состоит в повышении КПД и обеспечении концентрации потока воздуха.

Поставленная задача решается тем, что известная ветротурбинная установка, содержащая ротор, выполненный в виде вала, размещенный вертикально, с возможностью вращения внутри корпуса направляющего аппарата, согласно полезной модели снабжена диффузором, внешняя поверхность которого выполнена в виде усеченной пирамиды, а внутренняя поверхность состоит из двух частей: внутреннего конфузора и внутреннего диффузора, местом соединения которых является внешняя кромка направляющего аппарата, состоящего из вертикально расположенных лопаток, равномерно

закрепленных по окружности между двумя плоскими дисками под углом относительно лопаток ротора, выполненного в виде ободов, с помощью спиц крепящихся к валу, на котором размещен генератор, и находящихся на заданном вертикальном расстоянии относительно друг друга с равномерно закрепленными между ними лопатками, дополнительно установка снабжена монорельсом, выполненным в виде замкнутого круга соосно с валом ротора, на который опирается выход диффузора с возможностью перемещения по нему.

На фигурах показана ветротурбинная установка:

Фиг.1 - горизонтальное сечение ветротурбинной установки;

Фиг.2 - вертикальное сечение ветротурбинной установки;

Фиг.3 - узел расположения лопаток ротора и лопаток направляющего аппарата.

Установка содержит ротор 1 (фиг.1, 2), выполненный в виде вала 2 (фиг.1, 2) размещенного вертикально внутри направляющего аппарата 3 (фиг.1, 2) с возможностью вращения в подшипниках 4 (фиг.2). К валу 2 с помощью спиц 5 (фиг.1) крепятся обода 6 (фиг.2, 3), на заданном вертикальном расстоянии друг от друга. Между ободами 6 равномерно по окружности закреплены лопатки 7 (фиг.1, 3). Направляющий аппарат 3 состоит из вертикально расположенных лопаток 8 (фиг.1,3), которые равномерно закреплены по окружности между двумя плоскими дисками 9 (фиг.2, 3). Лопатки направляющего аппарата 8 расположены под углом относительно лопаток ротора 7. На одном валу с ротором 2 размещен генератор 10 (фиг.2). Диффузор 11 (фиг.1, 2) выполнен таким образом, что может вращаться вокруг оси вала 2 по окружности монорельса 12 (фиг.1), ориентируясь согласно направлению ветра. Внутренняя поверхность диффузора 11 состоит из двух частей: внутреннего конфузора 13 и внутреннего диффузора 14, местом соединения которых является внешняя кромка направляющего аппарата 3.

Устройство работает следующим образом.

Поток воздуха, ускорившись во внутреннем конфузоре 13 за счет разряженного воздуха на выходе внутреннего диффузора 14, проходя через лопатки 8 направляющего аппарата 3, поступает в тангенциальном направлении на пакет лопаток 7 ротора 1. При движении его в зазорах между лопатками 7, энергия ветра, благодаря силам поверхностного трения и аэродинамического взаимодействия передается пакету с лопатками 7, что приводит ротор 1 во вращательное движение. Движущийся к центру поток воздуха, отдав энергию, выходит в радиальном направлении через щели в направляющем аппарате 3. С помощью генератора 10 вся энергия преобразуется в электричество.

Технический результат, достигаемый при реализации полезной модели, состоит в том, что при высоких удельных показателях ветротурбинной установки снижается ее стоимость, уменьшаются габариты вращающихся частей и значительно увеличивается КПД, благодаря наличию диффузора 11, выполненного из внутреннего конфузора 13 и внутреннего диффузора 14, концентрирующих поток воздуха в определенном направлении.

1. Ветротурбинная установка, содержащая ротор, выполненный в виде вала, размещенного вертикально, с возможностью вращения внутри корпуса направляющего аппарата, отличающаяся тем, что она снабжена диффузором, внешняя поверхность которого выполнена в виде усеченной пирамиды, а внутренняя поверхность состоит из двух частей: внутреннего конфузора и внутреннего диффузора, местом соединения которых является внешняя кромка направляющего аппарата, состоящего из вертикально расположенных лопаток, равномерно закрепленных по окружности между двумя плоскими дисками под углом относительно лопаток ротора, выполненного в виде ободов, с помощью спиц, крепящихся к валу, на котором размещен генератор, и находящихся на заданном вертикальном расстоянии относительно друг друга с равномерно закрепленными между ними лопатками.

2. Ветротурбинная установка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена монорельсом, выполненным в виде замкнутого круга соосно с валом ротора, на который опирается выход диффузора с возможностью перемещения по нему.