UA44426A - Саморегулююча лопать вітроколеса - Google Patents

Саморегулююча лопать вітроколеса Download PDF

Info

Publication number
UA44426A
UA44426A UA2000127090A UA2000127090A UA44426A UA 44426 A UA44426 A UA 44426A UA 2000127090 A UA2000127090 A UA 2000127090A UA 2000127090 A UA2000127090 A UA 2000127090A UA 44426 A UA44426 A UA 44426A
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
blade
windmill
feather
air
plate
Prior art date
Application number
UA2000127090A
Other languages
English (en)
Russian (ru)
Inventor
Петро Петрович Лозовий
Петр Петрович Лозовой
Юрій Петрович Лозовий
Юрий Петрович Лозовой
Original Assignee
Петро Петрович Лозовий
Петр Петрович Лозовой
Юрій Петрович Лозовий
Юрий Петрович Лозовой
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Петро Петрович Лозовий, Петр Петрович Лозовой, Юрій Петрович Лозовий, Юрий Петрович Лозовой filed Critical Петро Петрович Лозовий
Priority to UA2000127090A priority Critical patent/UA44426A/uk
Publication of UA44426A publication Critical patent/UA44426A/uk

Links

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Саморегулююча лопать вітроколеса містить перо, бокові поверхні, вхідну і вихідну кромки. Перо виконано в вигляді конуса, до поверхні пера з підвітреної сторони прикріплена рухома пластина, довжина пластини обмежена траєкторією кінця пера навколо осі вітроколеса, a поперечний розріз лопаті має вигляд круга, з'єднаного з прямою лінією по дотичній.

Description

Винахід відноситься до області енергетичного машинобудування і може використовуватись в тихохідних і швидкообертових вітроколесах.
Саморегулююча лопать має перо, бокові поверхні, вхідну і вихідну кромки. До підвітряної поверхні пера, яка виконана в вигляді конуса, закріплена рухома з рівними боковими поверхнями пластина, довжина якої обмежена траєкторією кінця пера навколо осі вітроколеса, поперечний розріз лопаті має вигляд пера - круг, а з'єднаної пластини з її поверхнями - пряму лінію. З'єднання пластини з пером переносить вихідну кромку з кромки пера на кромку пластини.
Відомі вітроенергетичні пристрої з використанням вітру (див. журнал "Сільський механізатор" Мо 5, 1990 р. Стор. 26 - 27), з подальшим перетворенням кінетичної енергії вітру в електричну, є прототипом. Вони мають дві або декілька лопатей в вітроколесі. Лопать має перо з боковими поверхнями, вхідну і вихідну кромки. Поперечний розріз лопаті має вигляд аеродинамічного профілю з геометричним скрученням по довжині лопаті.
Основний недолік такої лопаті в тому, що між боковою поверхнею і площиною обертання лопаті є кут. При дії повітряної течії лопать працює в режимі гвинта, що не дає одночасно отримувати великий крутячий момент і великі обороти вітроколеса. Під любим кутом лопаті створюється опір повітря обертанню з підвітряної сторони. Такі лопаті працюють ефективно тільки при вільному проході значної частини повітряної течії, а це втрата кінетичної енергії.
Збільшення ширини лопаті чи їх збільшення в вітроколесі приводить до затримки повітряної течії.
Недолік такої лопаті ще в тому, що створюється великий шум при відриву повітряної течії з вихідної кромки з втратою енергії.
Найближчим з аналогів винаходу є винахід під назвою "Лопать вітроколеса" а.с. Мо 1740767 А!1, МПК РОЗО 1/6 1962 р. Лопать має перо з боковими поверхнями, вхідну та вихідну кромки, поперечний розріз має вигляд еліпсоїда обертання і вибраної частини з навітряної сторони.
Недолік такої лопаті в тому, що вона складна в виготовленні, має малий коефіцієнт використання кінетичної енергії вітру при малій швидкості, вітроколесо важко запускається, неможливо збільшити відносну ширину лопаті, щоб більше перекрити повітряну течію, бо лопать розломиться як від дії відцентрової сили, так і від вітрових навантажень.
Задача даного винаходу: - Збільшити коефіцієнт використання енергії вітру і автоматично підтримувати великий крутячий момент і великі оберти вітроколеса з меншим шумом за рахунок збільшення ширини лопаті, прикріпленням до пера пластини, установлення пера в вигляді конуса, нахилу пластини відносно горизонтальної площини в навітряну сторону, рухомості вихідної кромки відносно площини обертання пера і зменшення довжини вихідної кромки від довжини пера; - зменшити вартість лопаті за рахунок виготовлення пера в вигляді пустотілого конуса.
Суть винаходу в тому, що саморегулююча лопать вітроколеса має перо, бокові поверхні, вхідну і вихідну кромки.
Перо виконано в вигляді конуса, до якого з підвітряної сторони закріплена рухома з рівними боковими поверхнями пластина з вихідною кромкою, довжина пластини не більша довжини пера, поперечний розріз лопаті має вигляд круга і пряму лінію з'єднану по дотичній. Нахил пластини до горизонтальної площини, рухомість вихідної кромки з утворенням змінних кутів між пластиною і площиною обертання пера від дії повітряної течії дає: робити широкі лопаті, збільшувати відносну товщину пера, щоб тиск повітря діяв на більший виступ поверхні з навітряної сторони, зменшити опір повітря руху лопаті з підвітряної сторони, направляти повітряну масу в радіальному напрямку до осі вітроколеса, досягаючи при цьому великих обертів, великий крутячий момент і малий шум в автоматичному режимі обертання вітроколеса.
Лопать показана на фіг. 1, 2, 3. На фіг. 1 показано вітроколесо, а на фіг. 2 і З показана лопать в розрізі по А-А на фіг. 1 в збільшеному мірилі і дії повітряної течії, відповідно при пуску і при великій швидкості обертання.
Лопать має перо 1 і пластину 2. Поперечний розріз лопаті є коло пера 1 і пряма лінія пластини 2. Обтічна кола є поверхня З з вхідною кромкою 4, до якої закріплена в зоні 5 з підвітряної сторони пластина 2 під розгорнутим кутом.
Пластина 2 має поверхню 6 з навітряної сторони і поверхню 7 з підвітряної сторони, і вихідну кромку 8. Вітроколесо обертається на валу 9.
Вітроколесо, маючи подібні лопаті, працює так. Повітряна течія направляється на вітроколесо (фіг. 1). При дії на нього швидкість течії знижується, тиск (статичний) підвищуватись і діяти на площу поверхні 6 пластини 2 (фіг. 2).
Повітряний потік вдарившись об поверхню 3 розсікається на дві сторони. Одна частина маси повітря іде в підвітряну сторону, минувши вхідну кромку 4, а друга частина направляється в пазуху між поверхнями З і 6. А так як пластина 2 прикріплена до поверхні пера 1 по дотичній, то вона нахилена і повітряна течія ковзає по поверхні б в радіальному напрямку від кінців пластини до осі вітроколеса, стискуючи повітря. Більший тиск повітря на поверхню пера 3, чим на кінцеву частину площини б, змушує вітроколесо обертатись навколо осі вала 9 в сторону пера. Повітряна течія рухаючись в радіальному напрямку уздовж поверхні пера З проти зворотної конусності, відштовхуючись, змінює напрямок руху в сторону протилежну обертанню вітроколеса, що ще збільшує тиск повітря, віддаючи допоміжну кінетичну енергію на поверхню 3. При дальшому збільшенні тиску повітря на поверхню З і поверхню 6, пластина 2 вигинається в зоні 5 і розвертається на кут а (альфа). Виникає ковзання повітряної течії по поверхні 6 проти напрямку обертання вітроколеса і виходить з вихідної кромки 8. Рух повітряної течії над поверхнями З і 7, де менший тиск повітря ніж перед самою поверхнею 7, затягує частину повітряної течії до повернення від задньої частини поверхні 7 вже з подвійною швидкістю над самою поверхнею 7 і поверхнею 3. Рух повітря, діючи з тиском і з більшою швидкістю по поверхні в напрямку руху лопаті, приводить до прискорення кутової швидкості лопаті.
В лопаті прототипу із-за малої ширини рух повітря в попутному напрямку лопаті над поверхнею пера при малих оборотах вітроколеса не відбувається.
Тиск повітряної течії на лопать прирівнюється до дії незакінченого маху крила птаха. При досягненні великої кутової швидкості вітроколеса збільшується відцентрова сила ваги пластини 2, при цьому віддаль вихідної кромки 8 до площини обертання пера 1 зменшується. Кут а альфа зменшується до нуля (фіг. 3). При обертанні лопатей навколо осі вала 9 над умовним конусом стисненого повітря і зменшення віддалі вихідної кромки 8 до площини обертання пера 1, поверхнею б пластини 2 виштовхується з силою повітряна маса проти руху повітряної течії без затрати енергії обертового вітроколеса. Тобто, утворюється кумулятивна дія вітроколеса. При цьому різко збільшується тиск повітря перед вітроколесом, що ще збільшує тиск на поверхню 3 і площину б. Крутячий момент і обороти вітроколеса збільшуються. З підвітряної сторони при великих оборотах на поверхню 7 не протидіє опір повітря обертанню.
В лопаті прототипа аеродинамічний процес не змінюється, тому обороти вітроколеса збільшуються від пуску до максимальних плавно і з малим крутячим моментом, тому ефективно лопаті працюють лише при великих оборотах,
коли більше перекривається повітряна течія. В даному пристрою при великих оборотах вітроколеса повітряна течія перекривається зовсім, створюється великий статичний тиск повітря перед вітроколесом. Сума всіх діючих сил, утворених розкладанням кінетичної сили повітряної течії на поверхні З і 6, створює великий крутячий момент і змушує вітроколесо обертатись навколо осі вала 9 в сторону розвертання пластини 2, з плавним виходом короткої вихідної кромки 8 з повітряної маси, що знизить шум вітроколеса. Затягування повітряної маси з кінця лопаті до осі вітроколеса збільшує площу дії повітряної течії на вітроколесо, що ще збільшує кутову швидкість і крутячий момент лопаті.
Різкі зміни швидкості повітряної течії на вітроколесо мало змінює його оберти, бо при обертанні вітроколеса постійно існує різниця тиску повітря між навітряною і підвітряною поверхнями лопаті.
В лопаті прототипу при відсутності повітряної течії продовжується відкидання повітряної маси поверхнею лопаті в підвітряну сторону. Утрачається кінетична енергія обертового вітроколеса і воно обертається нерівномірно, і швидко зупиняється.
Даний винахід лопаті дає повне використання кінетичної енергії вітру, що різко збільшує крутячий момент і обороти вітроколеса.
Примінення такої лопаті для вітроустановок збільшить їх використання в будь-яких сферах енергопостачання, оскільки вони потужні, безпечні, безшумні, швидше себе окуплятимуть і вирішать енергетичну і екологічну проблему. -А 5 б 2 5 - дай і г ил -КИО7 я т 2 дн
Ж шт й І; шк но Й інн
Ко 7 шт ф песня - чи, 1 Н г ' / і 1
Я/ Я ле
Фіг. 1
А-А навітрена сторона 1
Кі
А ду мл ТІ
Б; Її ли - 7 й ек ай - . й -
Шин -- б сей
Фіг. 2 Фіг. З

Claims (1)

  1. Саморегулююча лопать вітроколеса, що містить перо, бокові поверхні, вхідну і вихідну кромки, яка відрізняється тим, що перо виконано в вигляді конуса, до поверхні пера з підвітреної сторони прикріплена рухома пластина, довжина пластини обмежена траєкторією кінця пера навколо осі вітроколеса, а поперечний розріз лопаті має вигляд круга, з'єднаного з прямою лінією по дотичній.
UA2000127090A 2000-12-11 2000-12-11 Саморегулююча лопать вітроколеса UA44426A (uk)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2000127090A UA44426A (uk) 2000-12-11 2000-12-11 Саморегулююча лопать вітроколеса

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2000127090A UA44426A (uk) 2000-12-11 2000-12-11 Саморегулююча лопать вітроколеса

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA44426A true UA44426A (uk) 2002-02-15

Family

ID=74198092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2000127090A UA44426A (uk) 2000-12-11 2000-12-11 Саморегулююча лопать вітроколеса

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA44426A (uk)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4264279A (en) Fixed geometry self starting transverse axis wind turbine
US7600975B2 (en) Turbine and rotor therefor
US10690112B2 (en) Fluid turbine rotor blade with winglet design
US4234289A (en) Fluid turbine
Reupke et al. Slatted-blade Savonius wind-rotors
US20080219850A1 (en) Wind Turbine
US9581132B2 (en) Wind turbine having flow-aligned blades
WO2006059472A1 (ja) プロペラ並びに横軸風車
JPS5859301A (ja) タ−ビン
EP1687511A1 (en) High lift rotor or stator blades with multiple adjacent airfoils cross-section
WO2011140412A1 (en) Fluid turbine with moveable fluid control member
US20180163695A1 (en) Multiple-blade wind machine with shrouded rotors
AU2009241880A1 (en) Blade for a device for generating energy from a fluid flow
DK202370542A1 (en) Wind turbine blades and wind turbine systems that include a co-flow jet
US3291381A (en) High energy axial flow apparatus
WO2012053424A1 (ja) 風車翼およびこれを備えた風力発電装置ならびに風車翼の設計方法
UA44426A (uk) Саморегулююча лопать вітроколеса
JP2005520109A (ja) トルクコンバータの固定子のブレード
JP6126287B1 (ja) 垂直軸型螺旋タービン
EP3098436B1 (en) Noise reducing flap with opening
RU2204503C2 (ru) Воздушный винт самолета
EP2759471A2 (en) Fluidfoil
AU2005224278B2 (en) Turbine and rotor therefor
RU2765312C1 (ru) Аппарат оптимизации потока
EP3341608B1 (en) Tunnel wind turbine with a horizontal axis of the rotor rotation