RU2327057C1

RU2327057C1 - Wind motor rotor

Info

Publication number: RU2327057C1
Application number: RU2006143510/06A
Authority: RU
Inventors: дченко Николай Петрович Д (RU); Николай Петрович Дядченко
Original assignee: Николай Петрович Дядченко
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2008-06-20

Abstract

FIELD: wind power engineering.

SUBSTANCE: wind motor rotor incorporates a vertical shaft with the blades arranged on the shaft outer surface. The blades feature a radial size increasing with the rotor height and are angular sectors of the surface of the semi-cylinders or semi-cones of rotation with the axis of rotation aligned with the shaft axis. The blade surface concave side is made rough, while that of convex side is polished. Note that the rotation surface angular sector vertices are located at the rotor lower level and adjoin the shaft.

EFFECT: ease of manufacture, simple design, increased efficiency.

2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для устойчивой работы ветродвигателей при умеренных скоростях ветра.The invention relates to the field of wind energy and can be used for stable operation of wind turbines at moderate wind speeds.

Известен ротор ветродвигателя, содержащий вертикальный вал с лопастями на его внешней поверхности, при этом лопасти выполнены с увеличивающимся радиальным размером по высоте ротора /см. JP, 10274148 А, кл. F03D 3/06, 13.10.1998. 6 с./, по совокупности существенных признаков принятый за ближайший аналог изобретения (прототип).Known rotor of a wind turbine containing a vertical shaft with blades on its outer surface, while the blades are made with increasing radial size along the height of the rotor / cm JP, 10274148 A, cl. F03D 3/06, 10/13/1998. 6 pp. /, In the aggregate of essential features adopted for the closest analogue of the invention (prototype).

Недостатками ротора являются его невысокая эффективность при умеренных скоростях ветра и низкий коэффициент полезного действия (КПД).The disadvantages of the rotor are its low efficiency at moderate wind speeds and low coefficient of performance (COP).

Технический результат, заключающийся в повышении эффективности использования ветрового потока в роторах, ориентированных вертикально при умеренных скоростях ветра, обеспечивается за счет того, что в роторе ветродвигателя, содержащем вертикальный вал с лопастями на его внешней поверхности, при этом лопасти выполнены с увеличивающимся радиальным размером по высоте ротора; согласно изобретению лопасти ротора представляют собой уголковые сектора поверхности полуцилиндров или полуконусов вращения с осью вращения, совпадающей с осью вала, вогнутая сторона поверхностей которых выполнена шероховатой, а выпуклая - полированной. При этом вершины секторных уголков поверхностей вращения расположены на нижнем уровне ротора и примыкают к валу.The technical result, which consists in increasing the efficiency of using the wind flow in rotors oriented vertically at moderate wind speeds, is ensured by the fact that in the rotor of a wind turbine containing a vertical shaft with blades on its outer surface, the blades are made with increasing radial height rotor; According to the invention, the rotor blades are angular sectors of the surface of the half-cylinders or half-cones of rotation with the axis of rotation coinciding with the axis of the shaft, the concave side of the surfaces of which are rough and the convex side is polished. At the same time, the vertices of the sector corners of the surfaces of revolution are located at the lower level of the rotor and are adjacent to the shaft.

На чертеже изображен ротор ветродвигателя, общий вид.The drawing shows a rotor of a wind turbine, General view.

Ротор ветродвигателя содержит вертикальный вал 1 с лопастями 2 и 3 на внешней поверхности вала. Лопасти 2 и 3 выполнены с увеличивающимся радиальным размером по высоте ротора и представляют собой уголковые сектора поверхности полуцилиндров (см. чертеж) или полуконусов (не показаны) вращения с осью вращения, совпадающей с осью вала, вогнутая сторона (см., например, штриховку в горизонтальной плоскости на чертеже) поверхностей которых выполнена шероховатой, а выпуклая (противоположная штрихованной) - полированной. При этом вершины секторных уголков, поверхностей вращения, расположены на нижнем уровне ротора (например, вблизи подпятника 4, как на чертеже) и примыкают к валу 1.The wind turbine rotor contains a vertical shaft 1 with blades 2 and 3 on the outer surface of the shaft. The blades 2 and 3 are made with increasing radial size along the height of the rotor and are angular sectors of the surface of the half-cylinders (see drawing) or half-cones (not shown) of rotation with the axis of rotation coinciding with the axis of the shaft, the concave side (see, for example, hatching in horizontal plane in the drawing) whose surfaces are made rough, and convex (opposite to the shaded) - polished. In this case, the vertices of the sector corners, surfaces of revolution, are located at the lower level of the rotor (for example, near the thrust bearing 4, as in the drawing) and are adjacent to the shaft 1.

Ротор ветродвигателя работает следующим образом.The rotor of the wind turbine operates as follows.

Поток ветра, ударяясь в лопасти ротора, соответствующим образом ориентированные к набегающему потоку, передает лопастям свою кинетическую энергию, заставляя тем самым вращаться ротор ветродвигателя и вал, к которому лопасти прикреплены. Кроме того, внутри конуса ротора образуется закрученный поток ветра, который, согласно закону неразрывности потока, увеличивает суммарную кинетическую энергию, а также мощность и КПД ротора. Вращение вала ротора ветродвигателя способствует вращению вала генератора (не показан), и вырабатываемая, в конечном результате, электрическая энергия передается потребителям.The wind flow, striking the rotor blades appropriately oriented towards the incoming flow, transfers the kinetic energy to the blades, thereby causing the rotor of the wind turbine and the shaft to which the blades are attached to rotate. In addition, a swirling wind flow forms inside the rotor cone, which, according to the law of continuity of flow, increases the total kinetic energy, as well as the power and efficiency of the rotor. The rotation of the rotor shaft of the wind turbine contributes to the rotation of the generator shaft (not shown), and the generated, in the end result, electric energy is transmitted to consumers.

Дополнительно к заявленному техническому результату предлагаемое изобретение технологически проще в реализации; в особенности, если ротор ветродвигателя выполнять многолопастным.In addition to the claimed technical result, the invention is technologically simpler to implement; especially if the rotor of the wind turbine is multi-vane.

Claims

1. The rotor of the wind turbine containing a vertical shaft with blades on its outer surface, the blades are made with increasing radial size along the height of the rotor, characterized in that the rotor blades are angular sectors of the surface of the half-cylinders or semi-cones of rotation with the axis of rotation coinciding with the axis of the shaft whose concave side is roughened and the convex side polished.

2. The rotor according to claim 1, characterized in that the vertices of the sector corners of the surfaces of revolution are located at the lower level of the rotor and are adjacent to the shaft.