Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные	Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения	Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки)

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2223414

РОТОР-СПИРАЛЬ

Имя изобретателя: Морозов В.А. 
Имя патентообладателя: ЗАО "Подольскинновация"; Морозов Владимир Александрович
Адрес для переписки: 115573, Москва, Ореховый б-р, 39, корп.1, кв.249, В.А. Морозову
Дата начала действия патента: 2003.07.20 

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для устойчивой работы ветродвигателей как при низких, так и при высоких скоростях ветровых потоков. Технический результат, заключающийся в повышении эффективности использования ветрового потока при малых и больших его скоростях, обеспечивается за счет того, что в ветророторе, содержащем вал и закрепленную на нем конусообразную спирально-винтовую лопасть, согласно изобретению наибольший, первый, виток спирали установлен навстречу ветровому потоку, последующие меньшие витки спирали растянуты вдоль оси вала и витки наклонены под острым углом относительно направления ветрового потока и оси вала, а и имеются подпружиненные ветроотбойники на внутренних частях спирально-винтовой лопасти для обеспечения максимального отбора кинетической энергии у ветрового потока.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для устойчивой работы ветродвигателей при низких и высоких скоростях ветровых потоков.

Известно устройство для использования энергии ветрового потока, содержащее шнековый ветроротор с наклонной осью вращения (см. RU 2101560 C1, 10.01.98).

В качестве прототипа (ближайшего аналога) выбрано устройство, в котором ветроротор имеет вал и закрепленные на нем конусообразные спирально-винтовые лопасти, спираль близка к спирали Архимеда. Спирально-винтовая лопасть растянута вдоль оси полого и регулировочного валов, причем первый виток спирально-винтовых лопастей жестко закреплен на полом валу, диаметр винтовой лопасти возрастает в сторону направления ветра, а последующие витки прикреплены к стержням, проходящим через продольные пазы, которые выполнены внутри полого вала, и жестко прикреплены к регулировочному валу, соосно находящемуся внутри полого вала, с возможностью перемещения регулировочного вала вдоль полого вала (см. RU 2148185 C1, кл. F 03 D 5/00, 27.04.2000).

Недостатки устройства следующие:

1. Ветроротор работает только при высоких скоростях ветра. Известно, что в большинстве регионах больший период времени года ветры дуют умеренной силы без резких порывов и с малой их амплитудой. Это приводит к бездействию указанного устройства значительное время.

2. Значительная часть энергии ветра расходуется на растяжку винтовой лопасти.

3. Низкий КПД за счет высокой турбулентности ветрового потока, создаваемой первым (меньшим) и последующими (увеличивающимися в диаметре) витками спирали.

4. В устройстве отсутствует регулировка угла наклона спирально-винтовой лопасти, имеется только растяжка последующих витков относительно наименьшего, первого, что недостаточно для изменения наклона лопасти и не создает оптимальный режим работы ветроротора.

5. Ширина витков, выкроенных из плоской круговой заготовки путем разрезания ее по кривой, близкой к спирали Архимеда, остается практически одного размера, что создает неравномерность момента вращения ротора.

6. Обработка круговой заготовки технически затруднена в случае, когда спирально-винтовой ветроротор будет больших размеров, например 10 м в диаметре.

7. Устройство имеет сложный вал, который усложняет монтажные и эксплуатационные работы.

8. Лопасти отклонены под тупым углом к направлению ветра, что позволяет ветру рикошетить и не отдавать части своей кинетической энергии ротору.

Технический результат, заключающийся в повышении эффективности использования ветрового потока при малых и больших его скоростях, обеспечивается за счет того, что в ветророторе, содержащем вал и закрепленную на нем конусообразную спирально-винтовую лопасть, согласно изобретению, наибольший первый виток спирали установлен навстречу ветровому потоку, последующие меньшие витки спирали растянуты вдоль оси вала и витки наклонены под острым углом относительно направления ветрового потока и оси вала, а и имеются подпружиненные ветроотбойники на внутренних частях спирально-винтовой лопасти для обеспечения максимального отбора кинетической энергии у ветрового потока.

На чертеже изображен общий вид предлагаемого ветроротора.

Ветроротор содержит конусообразную спирально-винтовую лопасть 1 с подпружиненными ветроотбойниками 2; вал 3, к которому прикреплен первый виток спирально-винтовой лопасти 1 с помощью обрамляющего колеса 4 со спицами (не показаны), к которому крепится передняя кромка первого витка, спицы которого неподвижно крепятся к валу 3; подвижное скользящее по валу 3 заднее колесо со спицами 5, к которому крепится последний, наименьший виток спирали; поддерживающую втулку 6, в горизонтальном круглом пазе (не показан) которой вращается вал 3 и которая удерживает вал 3 и ротор в целом в горизонтальном положении, а с помощью вертикального кругового паза, в который может быть вставлен вертикальный шест (не показан), позволяет ветроротору подвижно ориентироваться по максимальному направлению ветра; колесо 7, жестко закрепленное на валу 3 для механической передачи вращения ветроротора к потребителям механической энергии; ограничительные переднюю 8 и заднюю 9 втулки.

УСТРОЙСТВО РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ

Поток ветра ударяется в витки спирали 1 и ветроотбойники 2, передает им свою кинетическую энергию, заставляя вращаться спирально-винтовую лопасть 1 и вал 3, к которому лопасть 1 прикреплена с помощью обрамляющего колеса 4. При этом, образуется закрученный поток ветра внутри конуса ротора, что увеличивает кинетическую энергию ветра обратно пропорционально радиусу витка спирали (согласно закона неразрывности потока), в силу чего меньшие витки получают добавочную кинетическую энергию ветра, что и повышает мощность и КПД устройства.

Подпружинивание ветроотбойников 2 устанавливает заданную мощность ротора. При сильных порывах ветра ветроотбойники 2 отклоняются по ветру, отчего энергии отбирается меньше, тем самым обеспечивается равномерность мощности и вращения ротора.

При сильных порывах ветра спирально-винтовая лопасть 1 растягивается благодаря скольжению по валу 3 заднего колеса 5, при этом уменьшается угол лопасти 1 относительно горизонтали, увеличению щели между витками, что приводит к уменьшению давления ветра и отбирания его кинетической энергии. При ослаблении ветра угол плоскости увеличивается, что увеличивает отбор кинетической энергии ветра.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ветроротор, содержащий вал и закрепленную на нем конусообразную спирально-винтовую лопасть, отличающийся тем, что наибольший первый виток спирали установлен навстречу ветровому потоку, последующие меньшие витки спирали растянуты вдоль оси вала и витки наклонены под острым углом относительно направления ветрового потока и оси вала, а и имеются подпружиненные ветроотбойники на внутренних частях спирально-винтовой лопасти для обеспечения максимального отбора кинетической энергии у ветрового потока.

Версия для печати
Дата публикации 30.01.2007гг

НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ
	Технология изготовления универсальных муфт для бесварочного, безрезьбового, бесфлянцевого соединения отрезков труб в трубопроводах высокого давления (имеется видео)
	Технология очистки нефти и нефтепродуктов
	О возможности перемещения замкнутой механической системы за счёт внутренних сил
	Свечение жидкости в тонких диэлектрических каналох
	Взаимосвязь между квантовой и классической механикой
	Миллиметровые волны в медицине. Новый взгляд. ММВ терапия
	Магнитный двигатель
	Источник тепла на базе нососных агрегатов