RU131422U1

RU131422U1 - ROTARY WIND ENGINE

Info

Publication number: RU131422U1
Application number: RU2013106082/06U
Authority: RU
Inventors: Олег Вячеславович ПЕТОВ
Original assignee: Открытое акционерное общество "ИСТОК"
Priority date: 2013-02-12
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2013-08-20

Abstract

Полезная модель относится к ветроэлектроэнергетике, в частности к конструкциям ветроэлектрических установок с неподвижными ветронаправляющими средствами, оси вращения роторов которых вертикальны, и может быть использована для привода генераторов электростанций.The utility model relates to wind energy, in particular, to the construction of wind turbines with fixed wind directing means, the rotor axis of which is vertical, and can be used to drive generators of power plants.

Технический результат - создание направленного вверх воздушного потока с контролируемой степенью его завихрения - достигается благодаря тому, что статор 1 снабжен установленным на днище 9 внутри статора 1 и коаксиально ему воздухонаправляющим элементом 14 со сквозным каналом 15 для прохода вала 5 ротора 3, при этом каждая из лопастей 4 ротора 3 выполнена в виде треугольника и жестко прикреплена к валу 5 ротора 3 с обеспечением возможности вращения между направляющими лопатками 2 статора 1 и образующей 16 его воздухонаправляющего элемента 14. Треугольные лопасти 4 ротора 3 установлены с зазором между направляющими лопатками статора и его воздухонаправляющим элементом, и выполнены винтообразными по вертикали. 1 н.п. ф-лы, 12 з.п. ф-лы, 4 илл. The technical result - the creation of an upward directed air flow with a controlled degree of swirl - is achieved due to the fact that the stator 1 is equipped with an air guide element 14 installed on the bottom 9 inside the stator 1 and coaxially with it through channel 15 for passage of the shaft 5 of the rotor 3, each of which the blades 4 of the rotor 3 is made in the form of a triangle and is rigidly attached to the shaft 5 of the rotor 3 with the possibility of rotation between the guide vanes 2 of the stator 1 and the forming 16 of its air guide element 14. Treu Aulnay blades 4 of the rotor 3 fitted with a gap between the guide vanes and the stator air guide member and a helical formed vertically. 1 n.p. f-ly, 12 z.p. f-ly, 4 ill.

Description

Известен ветродвигатель, содержащий вертикальную ось вращения с закрепленными на ней в два яруса шестью лопастями, каждая из которых выполнена в виде ущемленного с одной стороны конуса, в котором одна от пирамиды грань с выступающим краем крепится к оси. Между собой лопасти в каждом ярусе крепятся шестью прямоугольными направляющими щитами. (Патент РФ №2455523, кл. F03D 3/00, 2012 (аналог)).Known wind turbine containing a vertical axis of rotation with six blades fixed on it in two tiers, each of which is made in the form of a cone restrained on one side, in which one side from the pyramid with a protruding edge is attached to the axis. Between themselves, the blades in each tier are fastened with six rectangular guiding shields. (RF patent No. 2455523, CL F03D 3/00, 2012 (analogue)).

Известен ветряной двигатель с вертикальной осью вращения, содержащий, по меньшей мере, две лопасти, соединенные своими соответствующими нижними концами с вращающимся опорным подшипником мачты, при этом каждая из упомянутых лопастей также соединена своим верхним концом с вращающимся опорным подшипником мачты при помощи жесткого рычага, опирающегося на мачту и соединенного с вращающимся опорным подшипником. (Патент РФ №2382233, кл. F03D 3/00, 2010 (аналог)).A wind turbine with a vertical axis of rotation is known, comprising at least two blades connected by their respective lower ends to a rotating mast support bearing, each of said blades also being connected at its upper end to a rotating mast support bearing by means of a rigid lever supported by on the mast and connected to a rotating thrust bearing. (RF patent No. 2382233, class F03D 3/00, 2010 (analogue)).

Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является роторный ветродвигатель, содержащий вал ротора и профилированные лопасти, закрепленные между верхней крышкой и основанием, имеющими форму круга, при этом лопасти установлены с зазором между внутренней кромкой и осью, выполнены изогнутыми по вертикали, установлены с встречным наклоном к потоку ветра и снабжены закрепленными на их внутренней стороне, по меньшей мере, тремя вихреобразующими козырьками, имеющими профиль винтообразно изогнутого полуцилиндра, выполненного с возможностью направления потока через зазор между лопастью и осью. Лопасти могут быть выполнены вогнутыми или изогнутыми винтообразно. (Патент РФ №2328620, МПК 7 F03D 3/00, 2008 (прототип)).Closest to the claimed combination of essential features is a rotary wind turbine containing a rotor shaft and profiled blades fixed between the top cover and the base, having the shape of a circle, while the blades are installed with a gap between the inner edge and the axis, made vertically curved, installed with a counter inclined to the wind stream and provided with at least three eddy-forming visors fixed on their inner side having a profile of a helical-curved half-cylinder, in performed with the possibility of directing the flow through the gap between the blade and the axis. The blades can be made concave or curved helical. (RF patent №2328620, IPC 7 F03D 3/00, 2008 (prototype)).

Недостатком известного решения является возможность появления бессистемного завихрения потока воздуха внутри устройства, что в свою очередь может привести к эффекту «запирания» воздушной массы внутри устройства, а в результате и к торможению вращения.A disadvantage of the known solution is the possibility of an unsystematic turbulence of the air flow inside the device, which in turn can lead to the effect of "locking" the air mass inside the device, and as a result, to slow down the rotation.

При создании полезной модели решалась задача повысить эффективность работы роторного ветродвигателя.When creating a utility model, the problem was solved to increase the efficiency of the rotary wind turbine.

Технический результат - создание направленного вверх воздушного потока с контролируемой степенью его завихрения.The technical result is the creation of an upward directed air flow with a controlled degree of turbulence.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в роторном ветродвигателе, содержащем вал ротора и установленные между верхней крышкой и днищем профилированные лопасти ротора, согласно полезной модели роторный ветродвигатель дополнительно снабжен статором с направляющими лопатками, на днище внутри статора и коаксиально ему жестко закреплен воздухонаправляющий элемент со сквозным каналом для прохода вала ротора, при этом каждая из лопастей ротора выполнена в виде треугольника и жестко соединена с валом ротора с обеспечением возможности вращения между направляющими лопатками статора и образующей его воздухонаправляющего элемента.The specified technical result is achieved due to the fact that in the rotary wind turbine containing the rotor shaft and profiled rotor blades installed between the upper cover and the bottom, according to the utility model, the rotary wind turbine is additionally equipped with a stator with guide vanes, an air guide element is rigidly fixed to the bottom of the stator and coaxially a through channel for the passage of the rotor shaft, while each of the rotor blades is made in the form of a triangle and is rigidly connected to the rotor shaft with by the possibility of rotation between the guide vanes of the stator and its forming air guide element.

При этом согласно полезной модели статор выполнен в виде жесткой пространственной конструкции, состоящей из расположенных друг над другом крышки и днища с центральным отверстием для прохода ротора с изогнутыми лопастями ветровой турбины, при этом крышка и днище статора соединены друг с другом рядом равномерно расположенных вдоль периметра днища изогнутых направляющих лопаток, каждая из которых жестко прикреплена к крышке и к днищу и выступает за пределы днища.Moreover, according to a utility model, the stator is made in the form of a rigid spatial structure consisting of a cover and a bottom located one above the other with a central hole for the passage of the rotor with curved blades of the wind turbine, while the cover and bottom of the stator are connected to each other next to each other uniformly spaced along the bottom perimeter curved guide vanes, each of which is rigidly attached to the cover and to the bottom and protrudes beyond the bottom.

При этом согласно полезной модели днище статора выполнено в виде круга с центрально расположенным отверстием для выхода вала ротора, а крышка статора имеет форму кольца, диаметр отверстия которого больше внешнего диаметра ротора с лопастями.Moreover, according to a useful model, the stator bottom is made in the form of a circle with a centrally located hole for the output of the rotor shaft, and the stator cover has a ring shape, the diameter of the hole of which is larger than the outer diameter of the rotor with blades.

При этом согласно полезной модели воздухонаправляющий элемент выполнен в виде усеченного конуса.Moreover, according to a utility model, the air guide element is made in the form of a truncated cone.

При этом согласно полезной модели на крышке статора жестко закреплена съемная накладка с установленным на ней подшипником для обеспечения возможности вращения ротора.Moreover, according to a utility model, a removable plate with a bearing mounted on it is rigidly fixed to the stator cover to enable rotor rotation.

При этом согласно полезной модели ротор выполнен в виде пространственной конструкции, состоящей из изогнутых лопастей, прикрепленных к валу ротора посредством кольца для крепления верхней вершины каждой из треугольных лопастей ротора и посредством кольца для крепления средней вершины каждой из треугольных лопастей ротора, при этом кольцо для крепления верхней вершины каждой из треугольных лопастей ротора жестко прикреплено к валу коаксиально статору в верхней части ротора посредством спиц, причем один конец каждой из спиц жестко закреплен на валу ротора, а другой жестко закреплен на кольце для крепления верхней вершины каждой из треугольных лопастей ротора, а кольцо для крепления средней вершины каждой из треугольных лопастей ротора жестко закреплено на валу в средней части ротора непосредственно над верхней торцевой поверхностью воздухонаправляющего элемента статора.Moreover, according to a utility model, the rotor is made in the form of a spatial structure consisting of curved blades attached to the rotor shaft by means of a ring for fastening the top of each of the triangular rotor blades and by means of a ring to fasten the middle top of each of the triangular rotor blades, while the top of each of the triangular rotor blades is rigidly attached to the shaft coaxially to the stator in the upper part of the rotor by means of spokes, and one end of each of the spokes is rigidly closed eplen on the rotor shaft, and the other fixedly secured to the ring for fixing the upper apex of each triangular rotor blades, and a ring for fastening secondary vertices of each triangular rotor blades rigidly fixed on the shaft of the rotor in the middle portion directly above the upper end surface of the stator air guide member.

При это согласно полезной модели основание каждой из треугольных лопастей ротора ориентировано вдоль направляющих лопаток статора, а нижняя из сторон каждой из треугольных лопастей ориентирована вдоль наружной поверхности воздухонаправляющего элемента, при этом верхняя и средняя вершин каждой из треугольных лопастей жестко прикреплены к валу ротора.Moreover, according to the utility model, the base of each of the triangular rotor blades is oriented along the stator guide vanes, and the lower of the sides of each of the triangular blades is oriented along the outer surface of the air guide element, while the upper and middle vertices of each of the triangular blades are rigidly attached to the rotor shaft.

При этом согласно полезной модели треугольные лопасти ротора установлены с зазором между направляющими лопатками статора и его воздухонаправляющим элементом, и выполнены винтообразными по вертикали.Moreover, according to the utility model, the triangular rotor blades are installed with a gap between the stator guide vanes and its air guide element, and are vertically helical.

При этом согласно полезной модели вал ротора выполнен полым.Moreover, according to a utility model, the rotor shaft is hollow.

При этом согласно полезной модели ротор дополнительно снабжен жестко закрепленным на кольце для крепления средних вершин лопастей ротора малым воздухонаправляющим элементом, выполненным в виде охватывающего ротор пустотелого конуса, жестко соединенного с ротором, при этом образующая конуса выполнена, как продолжение образующей воздухонаправляющего элемента статора.Moreover, according to the utility model, the rotor is additionally equipped with a small air guide element rigidly fixed on the ring for fastening the middle vertices of the rotor blades, made in the form of a hollow cone enclosing the rotor rigidly connected to the rotor, while the cone generatrix is made as a continuation of the stator forming air guide element.

При этом согласно полезной модели роторный ветродвигатель дополнительно снабжен установленным над статором и жестко прикрепленным к нему воздуховодом, имеющим кольцеобразное поперечное сечение, уменьшающееся от статора кверху и заканчивающееся трубой на его узком конце.Moreover, according to a utility model, the rotor wind turbine is additionally equipped with an air duct mounted above the stator and rigidly attached to it, having an annular cross-section that decreases upward from the stator and ends with a pipe at its narrow end.

При этом согласно полезной модели воздуховод выполнен в виде перевернутой воронки.Moreover, according to a utility model, the duct is made in the form of an inverted funnel.

При этом согласно полезной модели воздуховод имеет кольцеобразный навес в виде усеченного конуса, жестко прикрепленный к нему со стороны статора.Moreover, according to a utility model, the duct has an annular canopy in the form of a truncated cone, rigidly attached to it from the side of the stator.

Отличительной особенностью заявленного роторном ветродвигателе является то, что он дополнительно снабжен статором с направляющими лопатками, при этом на днище внутри и коаксиально статору жестко закреплен воздухонаправляющий элемент со сквозным каналом для прохода вала ротора, при этом каждая из лопастей ротора выполнена в виде треугольника и жестко установлена на валу ротора с обеспечением возможности вращения между направляющими лопатками и воздухонаправляющим элементом статора. Кроме того, отличительной особенностью является выполнение ротора в виде пространственной конструкции, состоящей из изогнутых лопастей, каждая из которых жестко закреплена на валу ротора, при этом в верхней части ротора посредством спиц, один конец каждой из которых жестко прикреплен к валу ротора, жестко, коаксиально статору установлено кольцо для крепления верхней вершины каждой из треугольных лопастей ротора, в средней части вала ротора непосредственно над верхней торцевой поверхностью воздухонаправляющего элемента статора жестко закреплено на валу ротора кольцо для крепления средней вершины каждой из лопастей ротора.A distinctive feature of the inventive rotary wind turbine is that it is additionally equipped with a stator with guide vanes, while on the bottom inside and coaxial to the stator an air guide element with a through channel for passage of the rotor shaft is rigidly fixed, while each of the rotor blades is made in the form of a triangle and is rigidly installed on the rotor shaft with the possibility of rotation between the guide vanes and the stator air guide element. In addition, a distinctive feature is the implementation of the rotor in the form of a spatial structure consisting of curved blades, each of which is rigidly fixed to the rotor shaft, while in the upper part of the rotor by means of spokes, one end of each of which is rigidly attached to the rotor shaft, rigidly, coaxially the stator has a ring for attaching the upper peak of each of the triangular rotor blades, in the middle part of the rotor shaft directly above the upper end surface of the stator air guide element a ring is fixed on the rotor shaft for fixing the middle peak of each of the rotor blades.

Все вышеперечисленные особенности конструкции позволяют сформировать изгибы лопастей ротора способными воспринимать различные углы атаки входящих потоков и контролируемо закручивать их, что значительно улучшает аэродинамические характеристики конструкции, а также позволяет создавать направленный вверх воздушный поток с контролируемой степенью его завихрения и ускорять его движение.All of the above design features make it possible to form bends of the rotor blades capable of perceiving various angles of attack of incoming flows and twist them in a controlled manner, which significantly improves the aerodynamic characteristics of the structure, and also allows you to create an upward air flow with a controlled degree of swirl and accelerate its movement.

Полезная модель поясняется описанием конкретного примера ее выполнения и прилагаемыми чертежами, где на:The utility model is illustrated by a description of a specific example of its implementation and the accompanying drawings, where:

фиг.1 изображен общий вид роторного ветродвигателя;figure 1 shows a General view of a rotary wind turbine;

фиг.2 - сечение А-А фиг.1 (взаимное расположение элементов статора и ротора);figure 2 - cross section aa figure 1 (the relative position of the elements of the stator and rotor);

фиг.3 - разрез Б-Б фиг.1 (взаимное расположение лопастей ротора и лопаток статора);figure 3 is a section bB of figure 1 (relative position of the rotor blades and the stator blades);

фиг.4 - сечение В-В фиг.1 (расположение элементов ротора, вид сверху).figure 4 - section bb In figure 1 (the location of the elements of the rotor, top view).

Роторный ветродвигатель содержит, как это показано в нашем примере, статор 1 с изогнутыми направляющими лопатками 2 и установленный внутри статора 1 ротор 3 с изогнутыми лопастями 4, вал 5 которого механически, например, посредством муфты стандартной конструкции, связан с валом электрогенератора (на чертеже не показан) (фиг.1).The rotor wind turbine contains, as shown in our example, a stator 1 with curved guide vanes 2 and a rotor 3 with curved blades 4 mounted inside the stator 1, whose shaft 5 is mechanically connected, for example, by means of a standard coupling, to the shaft of the generator (not shown shown) (Fig. 1).

Статор 1 может быть выполнен в виде жестко закрепленной, например, на основании 7 пространственной конструкции, состоящей из расположенных друг над другом крышки 8 и днища 9 с центральным отверстием 10 для прохода вала 5 ротора 3 с его изогнутыми лопастями 4 (фиг.2).The stator 1 can be made in the form of a rigidly fixed, for example, on the basis of 7 spatial structure, consisting of a cover 8 and a bottom 9 located above each other with a central hole 10 for passage of the shaft 5 of the rotor 3 with its curved blades 4 (figure 2).

Крышка 8 статора 2 может быть изготовлена, например, из листового металла в виде плоского кольца (фиг.2), внутренний диаметр которого больше наружного диаметра ротора 3 с закрепленными на нем изогнутыми лопастями 4.The cover 8 of the stator 2 can be made, for example, of sheet metal in the form of a flat ring (figure 2), the inner diameter of which is larger than the outer diameter of the rotor 3 with curved blades 4 fixed to it.

Днище 9 статора 2, которое также может служить основанием 7, может быть изготовлено, например, из листового металла в виде круга, в котором, как уже сказано выше выполнено центрально расположенное отверстие 10 (фиг.2).The bottom 9 of the stator 2, which can also serve as the base 7, can be made, for example, of sheet metal in the form of a circle in which, as mentioned above, a centrally located hole 10 is made (Fig. 2).

Крышка 8 и днище 9 статора жестко связаны, например, посредством сварки, друг с другом рядом изогнутых направляющих лопаток 2, равномерно расположенных вдоль периметра 12 днища 9, при этом каждая из направляющих лопаток 2 жестко прикреплена к крышке 8 и к днищу 9 и выступает за пределы днища 9 (фиг.2).The cover 8 and the bottom of the stator 9 are rigidly connected, for example, by welding with each other a number of curved guide vanes 2, evenly spaced along the perimeter 12 of the bottom 9, while each of the guide vanes 2 is rigidly attached to the cover 8 and to the bottom 9 and stands for the limits of the bottom 9 (figure 2).

Направляющие лопатки 2 статора 1 могут быть выполнены из металлического листа толщиной, например, 2 мм, при этом следует иметь в виду, что толщина листа зависит от размеров ветродвигателя.The guide vanes 2 of the stator 1 can be made of a metal sheet with a thickness of, for example, 2 mm, it should be borne in mind that the thickness of the sheet depends on the size of the wind turbine.

Поперечное сечение направляющих лопаток 2 статора 1 может иметь дугообразный профиль, что дает возможность сказать, что направляющие лопатки 2 выполнены радиально изогнутыми (фиг.3).The cross section of the guide vanes 2 of the stator 1 can have an arcuate profile, which makes it possible to say that the guide vanes 2 are made radially curved (figure 3).

Направляющие лопатки 2 могут быть изогнуты таким образом, что промежуток между двумя соседними лопатками 2 образует плавно сужающийся в сторону ротора аэродинамический канал (конфузор). Этим достигается увеличение динамического давления и скорости потока воздуха, что в свою очередь позволяет увеличить общий КПД ветродвигателя. В то же время изогнутая направляющая лопатка 2 имеет большую жесткость, нежели прямая, что позволяет уменьшить толщину металла, из которого она изготовлена, и в целом снизить общую массу установки. Для придания дополнительной жесткости лопаткам 2 на кромке может быть выполнен отгиб.The guide vanes 2 can be bent so that the gap between two adjacent vanes 2 forms an aerodynamic channel (confuser) that smoothly tapers towards the rotor. This achieves an increase in dynamic pressure and air flow rate, which in turn allows you to increase the overall efficiency of the wind turbine. At the same time, the curved guide vane 2 has greater rigidity than straight, which allows to reduce the thickness of the metal of which it is made, and in general to reduce the total weight of the installation. To give additional rigidity to the blades 2, an edge can be made at the edge.

На днище 9 внутри статора 1 жестко закреплен, например, сваркой, коаксиально установленный воздухонаправляющий элемент 14 со сквозным каналом 15 для прохода вала 5 ротора 3.On the bottom 9 inside the stator 1 is fixed, for example, by welding, a coaxially mounted air guide element 14 with a through channel 15 for passage of the shaft 5 of the rotor 3.

Воздухонаправляющий элемент 14 может быть выполнен пустотелым, например, из листового металла, в виде усеченного конуса, при этом образующая 16 усеченного конуса может быть по высоте, например, прямолинейной, параболической и т.п.The air guide element 14 can be hollow, for example, from sheet metal, in the form of a truncated cone, while the generatrix 16 of the truncated cone can be in height, for example, rectilinear, parabolic, etc.

Сквозной канал 15 может быть выполнен в виде вваренного в воздухонаправляющий элемент 14 отрезка трубы, например, металлической.The through channel 15 can be made in the form of a pipe section welded into the air guide element 14, for example, metal.

На крышку 8 статора 1 сверху установлена съемная накладка 17, жестко закрепленная на крышке 8, например, посредством ряда резьбовых элементов крепления типа болт-гайка. Съемная накладка 17 выполнена в виде кольца с жестко закрепленными, например, сваркой, диагонально размещенными спицами 18, на которых жестко, например, сваркой, закреплена коаксиально статору 1 верхняя втулка 19 с верхним подшипниковым узлом 20 для обеспечения возможности вращения ротора 3.On the cover 8 of the stator 1, a removable cover plate 17 is mounted on top, rigidly fixed to the cover 8, for example, by means of a series of threaded fasteners of the bolt-nut type. The removable lining 17 is made in the form of a ring with rigidly fixed, for example, welding, diagonally placed spokes 18, on which, for example, the upper sleeve 19 with the upper bearing assembly 20 is coaxially fixed to the stator 1 coaxially fixed to enable rotation of the rotor 3.

Каждая из спиц 18 может быть выполнена, например, в виде отрезка металлического прутка или отрезка любого подходящего для этих целей профиля.Each of the spokes 18 can be made, for example, in the form of a piece of metal bar or a piece of any profile suitable for these purposes.

Нижняя втулка 21 с нижним подшипниковым узлом 22 для обеспечения возможности вращения ротора 3 жестко, например, сваркой, закреплена в днище 9 статора 1.The lower sleeve 21 with the lower bearing assembly 22 to enable rotation of the rotor 3 is rigidly, for example, by welding, fixed in the bottom 9 of the stator 1.

Ротор 3 выполнен в виде пространственной конструкции, состоящей из изогнутых лопастей 4, каждая из которых жестко закреплена на валу 5 ротора 3.The rotor 3 is made in the form of a spatial structure consisting of curved blades 4, each of which is rigidly fixed to the shaft 5 of the rotor 3.

Каждая из лопастей 4 ротора 3 выполнена в виде треугольника и жестко соединена с валом 5 ротора 3 с обеспечением возможности вращения между направляющими лопатками 2 статора 1 и образующей 16 его воздухонаправляющего элемента 14.Each of the blades 4 of the rotor 3 is made in the form of a triangle and is rigidly connected to the shaft 5 of the rotor 3 with the possibility of rotation between the guide vanes 2 of the stator 1 and the generating element 16 of its air guide element 14.

В верхней части ротора 3 под крышкой 8 статора 1 размещено кольцо 26 для крепления верхней вершины 27 каждой из треугольных лопастей 4 ротора 3, жестко прикрепленное к валу 5 коаксиально статору 1 в верхней части ротора 3 посредством спиц 25, причем один конец каждой из спиц 25 жестко закреплен на валу 5 ротора 3, а другой жестко закреплен на кольце 26 для крепления верхней вершины каждой из треугольных лопастей 4 ротора 3 (фиг.4).In the upper part of the rotor 3 under the cover 8 of the stator 1 there is a ring 26 for attaching the top peak 27 of each of the triangular blades 4 of the rotor 3, rigidly attached to the shaft 5 coaxially to the stator 1 in the upper part of the rotor 3 by means of spokes 25, one end of each of the spokes 25 rigidly mounted on the shaft 5 of the rotor 3, and the other is rigidly mounted on the ring 26 for mounting the top of each of the triangular blades 4 of the rotor 3 (figure 4).

В средней части вала 5 ротора 3 непосредственно над верхней торцевой поверхностью 28 воздухонаправляющего элемента 14 жестко, например, сваркой, закреплено на валу 5 кольцо 29 для крепления средней вершины 30 каждой из треугольных лопастей 4 ротора 3.In the middle part of the shaft 5 of the rotor 3 directly above the upper end surface 28 of the air guide element 14, a ring 29 is rigidly fixed, for example by welding, to the shaft 5 for securing the middle peak 30 of each of the triangular blades 4 of the rotor 3.

Следует отметить, что основание 31 каждой из треугольных лопастей 4 ротора 3 ориентировано вдоль направляющих лопаток 2 статора 1, а боковая нижняя сторона 32 каждой из треугольных лопастей ориентирована вдоль образующей 16, т.е. вдоль наружной поверхности воздухонаправляющего элемента 14, при этом, как это показано выше, верхняя 27 и средняя 30 вершины каждой из треугольных лопастей 4 жестко прикреплены к валу 5 ротора 3, а треугольные лопасти 4 ротора 3 размещены с зазором между направляющими лопатками 2 статора 1 и его воздухонаправляющим элементом 14 для обеспечения возможности свободного вращения ротора 3 вместе с его лопастями 4 внутри статора 1.It should be noted that the base 31 of each of the triangular blades 4 of the rotor 3 is oriented along the guide vanes 2 of the stator 1, and the lateral lower side 32 of each of the triangular blades is oriented along the generatrix 16, i.e. along the outer surface of the air guide element 14, while, as shown above, the upper 27 and middle 30 vertices of each of the triangular blades 4 are rigidly attached to the shaft 5 of the rotor 3, and the triangular blades 4 of the rotor 3 are placed with a gap between the guide blades 2 of the stator 1 and its air guide element 14 to enable free rotation of the rotor 3 together with its blades 4 inside the stator 1.

Кроме того, следует отметить, что высота основания 31 каждой из треугольных лопастей 4 в развертке, т.е. при изготовлении, больше расстояния между днищем 9 и крышкой 8 статора 1, а при монтаже каждая из треугольных лопастей 4 устанавливается изогнутой и закрепляется на кольце 26 для крепления верхней вершины 27 и на кольце 29 для крепления средней вершины 30, что дает возможность сказать, что треугольные лопасти 4 выполнены винтообразными по вертикали, что позволяет сформировать изгибы лопастей 4 способными воспринимать различные углы атаки входящих потоков, что значительно улучшает их аэродинамические характеристики.In addition, it should be noted that the height of the base 31 of each of the triangular blades 4 in the scan, i.e. during manufacture, more than the distance between the bottom 9 and cover 8 of the stator 1, and during installation, each of the triangular blades 4 is installed curved and mounted on the ring 26 for fastening the top peak 27 and on the ring 29 for mounting the middle peak 30, which makes it possible to say that triangular blades 4 are made helical vertically, which allows the formation of bends of the blades 4 capable of perceiving different angles of attack of the incoming flows, which significantly improves their aerodynamic characteristics.

Вал 5 ротора 3 установлен с обеспечением возможности вращения в стандартных подшипниковых узлах верхнем 20 и 22, соответственно закрепленных на съемной накладке 17 и в днище 9 12, при этом вал 5 ротора 3 насквозь проходит сквозной канал 15 воздухонаправляющего элемента 14 статора 1.The shaft 5 of the rotor 3 is mounted with the possibility of rotation in standard bearing units of the upper 20 and 22, respectively mounted on a removable plate 17 and in the bottom 9 12, while the shaft 5 of the rotor 3 passes through the through channel 15 of the air guide element 14 of the stator 1.

Типы подшипников подшипниковых узлов 20 и 22 подбираются, исходя из размеров и массы роторного ветродвигателя.The types of bearings of the bearing units 20 and 22 are selected based on the size and weight of the rotor wind turbine.

На кольце 29 жестко, например, посредством сварки, закреплен малый воздухонаправляющий элемент 34, выполненный, например, в виде охватывающего ротор 3 и жестко соединенного с ним пустотелого конуса, при этом его образующая 35 является продолжением образующей 16 воздухонаправляющего элемента 14.On the ring 29, for example, by welding, a small air guide element 34 is rigidly fixed, made, for example, in the form of an enclosing rotor 3 and a hollow cone rigidly connected to it, while its generatrix 35 is a continuation of the forming 16 of the air guide element 14.

Вал 5 ротора 3 выполнен полым, например, в виде отрезка трубы, что позволяет проводить сквозь вал 5 провода от генератора (на чертеже не показано) в случае размещения последнего между двумя роторными ветродвигателями.The shaft 5 of the rotor 3 is hollow, for example, in the form of a pipe segment, which allows wires through the shaft 5 to be drawn from the generator (not shown in the drawing) if the latter is placed between two rotor wind turbines.

Роторный ветродвигатель дополнительно снабжен установленным над статором 1 и жестко прикрепленным к нему воздуховодом 36, имеющим кольцеобразное поперечное сечение, уменьшающееся от статора 1 кверху и заканчивающееся трубой 37 на его узком конце (фиг.1).The rotor wind turbine is additionally equipped with an air duct 36 mounted above the stator 1 and rigidly attached thereto, having an annular cross-section, decreasing upward from the stator 1 and ending with a pipe 37 at its narrow end (Fig. 1).

Как это показано в нашем примере, воздуховод 36 выполнен в виде перевернутой воронки, т.е. торец большого диаметра размещен непосредственно над статором 1 роторного ветродвигателя, и может быть изготовлен, например, штамповкой, например, металлическим из листового проката.As shown in our example, the duct 36 is made in the form of an inverted funnel, i.e. an end face of large diameter is placed directly above the stator 1 of the rotor wind turbine, and can be made, for example, by stamping, for example, metal from sheet metal.

К торцу большого диаметра воздуховода 36, т.е. со стороны статора 1, жестко прикреплен, например, сваркой, кольцеобразный навес 38 в виде усеченного конуса, который также может быть изготовлен из металлического листового проката.To the end face of the large diameter of the duct 36, i.e. from the side of the stator 1, rigidly attached, for example, by welding, an annular canopy 38 in the form of a truncated cone, which can also be made of metal sheet metal.

Для обеспечения жесткости конструкции воздуховода 36 с внутренней его стороны вдоль торца может быть жестко закреплен, например, сваркой, обод, являющийся несущим элементом воздуховода 36, при этом обод может быть изготовлен, например, в виде кольца из стального уголка направленного вершиной к оси вращения.To ensure structural rigidity of the duct 36, the rim, which is the supporting element of the duct 36, can be rigidly fixed, for example, by welding, while the rim can be made, for example, in the form of a ring from a steel corner directed by the apex to the axis of rotation.

К ободу могут быть приварены кронштейны, выполненные в виде косых стоек из того же материала, что и обод, для обеспечения возможности установки воздуховода 36 над статором 1 роторного ветродвигателя.Brackets made in the form of oblique racks of the same material as the rim can be welded to the rim to enable the installation of duct 36 over the stator 1 of the rotor wind turbine.

Воздуховод 36 может быть закреплен над статором 1 посредством кронштейнов традиционной конструкции, например, посредством резьбовых элементов крепления, например, болт-гайка, на выступающих за пределы крышки (на чертеже не показаны).The duct 36 can be fixed over the stator 1 by means of brackets of a traditional design, for example, by means of threaded fasteners, for example, a bolt-nut, protruding beyond the cover (not shown).

Устройство работают следующим образом.The device operates as follows.

Роторный ветродвигатель монтируют на месте его использования: на изготовленное основание (на чертеже не показано) устанавливают собранный в заводских условиях статор 1, затем в статоре 1 устанавливают собранный в заводских условиях ротор 3, а сверху закрепляют на статоре воздуховод 36 с трубой 37 и кольцеобразным навесом 38.The rotor wind turbine is mounted at the place of its use: the stator 1 assembled in the factory is installed on the fabricated base (not shown in the drawing), then the rotor 3 assembled in the factory is installed in the stator 1, and the duct 36 with a pipe 37 and an annular canopy is mounted on top of the stator 38.

Воздушный поток, захватывается изогнутыми направляющими лопатками 2 статора 1, которые направляют его на изогнутые лопасти 4 ротора 3, создавая усилие для раскручивания ротора 3.The air flow is captured by the curved guide vanes 2 of the stator 1, which direct it to the curved blades 4 of the rotor 3, creating an effort to untwist the rotor 3.

Далее направляемый совокупностью вогнутой поверхности лопасти 4 ротора 3 и образующей 16 воздухонаправляющего элемента 14 статора 1 воздушный поток попадает на широкую часть лопасти 4 ротора 3, создавая на ней давление, приводящее, с одной стороны, к вращению ротора 3, а с другой стороны, создавая направленный вверх контролируемо закрученный воздушный поток поднимается по вращающейся образующей 35 малого воздухонаправляющего элемента 34 ротора 3 и затем выталкивается за пределы внутреннего пространства установки воздуховодом 36, ускоряя движение воздушного потока через трубу 37.Then, directed by the combination of the concave surface of the blade 4 of the rotor 3 and the forming 16 of the air guide element 14 of the stator 1, the air flow enters the wide part of the blade 4 of the rotor 3, creating pressure on it, leading, on the one hand, to the rotation of the rotor 3, and on the other hand, creating directed upwardly controlled swirling air flow rises along the rotating generatrix 35 of the small air guide element 34 of the rotor 3 and then is pushed out of the interior of the installation by the air duct 36, accelerating air flow through the pipe 37.

Кольцеобразный навес 38 помогает улавливать низовые воздушные потоки и защищает от верхних порывов ветра, способных создавать нежелательные воздушные завихрения над широкой частью лопасти 4 внутри установки, мешающие прохождению воздуха по намеченной траектории.An annular canopy 38 helps to capture the bottom air currents and protects against upper gusts of wind that can create unwanted air turbulence over a wide part of the blade 4 inside the unit, which interferes with the passage of air along the intended path.

Таким образом, использование заявленной конструкции роторного ветродвигателя позволяет формировать входящие потоки и контролируемо закручивать их, что позволяет создавать направленный вверх воздушный поток с контролируемой степенью его завихрения и ускорять его движение.Thus, the use of the claimed design of the rotor wind turbine allows you to form the incoming flows and to twist them in a controlled manner, which allows you to create upward air flow with a controlled degree of turbulence and accelerate its movement.

Claims

1. A rotary wind turbine comprising a rotor shaft and profiled rotor blades installed between the upper cover and the bottom, characterized in that it is additionally equipped with a stator with guide vanes, an air guide element with a through channel for passage of the rotor shaft is rigidly fixed coaxially to it, each of the rotor blades is made in the form of a triangle and is rigidly connected to the rotor shaft with the possibility of rotation between the guide blades of the stator and the air forming it a guide element.

2. The rotor wind turbine according to claim 1, characterized in that the stator is made in the form of a rigid spatial structure consisting of a cover and a bottom located one above the other with a central hole for the passage of the rotor with curved blades of the wind turbine, while the cover and bottom of the stator are connected to each other next to each other are curved guide vanes evenly spaced along the bottom perimeter, each of which is rigidly attached to the cover and to the bottom and protrudes beyond the bottom.

3. The rotor wind turbine according to claim 2, characterized in that the stator bottom is made in the form of a circle with a centrally located hole for the output of the rotor shaft, and the stator cover has a ring shape, the hole diameter of which is larger than the outer diameter of the rotor with blades.

4. The rotor wind turbine according to claim 2, characterized in that a removable cover plate with a bearing mounted on it is rigidly fixed to the stator cover to enable rotor rotation.

5. The rotary wind turbine according to claim 1, characterized in that the air guide element is made in the form of a truncated cone.

6. The rotor wind turbine according to claim 1, characterized in that the rotor is made in the form of a spatial structure consisting of curved blades attached to the rotor shaft by means of a ring for attaching the top of each of the triangular rotor blades and by means of a ring for attaching the middle of each of the triangular rotor blades, the ring for attaching the top of each of the triangular rotor blades is rigidly attached to the shaft coaxially to the stator in the upper part of the rotor by means of spokes, with one end of each the first of the spokes is rigidly fixed on the rotor shaft, and the other is rigidly fixed on the ring for attaching the top of each of the triangular rotor blades, and the ring for attaching the middle top of each of the triangular rotor blades is rigidly mounted on the shaft in the middle of the rotor directly above the upper end surface of the air guide stator element.

7. The rotor wind turbine according to claims 1 and 6, characterized in that the base of each of the triangular rotor blades is oriented along the stator guide vanes, and the lower of the sides of each of the triangular blades is oriented along the outer surface of the air guide element, while the upper and middle vertices of each triangular blades are rigidly attached to the rotor shaft.

8. The rotor wind turbine according to claims 1 and 6, characterized in that the triangular rotor blades are installed with a gap between the stator guide vanes and its air guide element and are made helical vertically.

9. Rotary wind turbine according to claims 1 and 6, characterized in that the rotor shaft is hollow.

10. The rotor wind turbine according to claims 1 and 6, characterized in that the rotor is additionally equipped with a small air guide element rigidly mounted on the ring for fastening the middle vertices of the triangular rotor blades, made in the form of a hollow cone enclosing the rotor, rigidly connected to the rotor, while forming a cone made as a continuation of the forming stator air guide element.

11. The rotary wind turbine according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a duct installed above the stator and rigidly attached to it, having an annular cross-section that decreases upward from the stator and ends with a pipe at its narrow end.

12. The rotary wind turbine according to claim 1, characterized in that the duct is made in the form of an inverted funnel.

13. The rotary wind turbine according to claim 1, characterized in that the duct has an annular canopy in the form of a truncated cone, rigidly attached to it from the side of the stator.