ВЕТРОКОЛЕСО

ВЕТРОКОЛЕСО


RU (11) 2068116 (13) C1

(51) 6 F03D1/06 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.12.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93015766/06 
(22) Дата подачи заявки: 1993.03.24 
(45) Опубликовано: 1996.10.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Авторское свидетельство СССР N 1671952, кл. F 03 D 3/00, 1991. Авторское свидетельство СССР N 1657720, кл. F 03 D 1/06, 1991. Roshro A. On the Development of Turbulent Wakes form Vortex Streets. Report NACA, 1191, 1954. Девнин С.И. Аэродинамический расчет плохообтекаемых судовых конструкций. - Л.: Судостроение, 1967. 
(71) Заявитель(и): Данилов Юрий Николаевич; Стрельцын Владимир Михайлович; Дорофеев Игорь Теодорович 
(72) Автор(ы): Данилов Юрий Николаевич; Стрельцын Владимир Михайлович; Дорофеев Игорь Теодорович 
(73) Патентообладатель(и): Данилов Юрий Николаевич; Стрельцын Владимир Михайлович; Дорофеев Игорь Теодорович 

(54) ВЕТРОКОЛЕСО 

Использование: в ветродвигателях. Сущность изобретения: увеличение отбора энергии ветра и экономия металла обеспечиваются тем, что вдоль каждой лопасти установлены три аэродинамических гребня 3, которые имеют форму циклоиды, причем начала гребней 3 располагаются на одной трети длины лопасти 1, но ближе к ее концу, а концы гребней 3 доходят до корня лопасти 1 и занимают половину ее корня к направлению вращения лопасти 1, а носик лопасти 1 выполнен так, чтобы он прикрывал аэродинамические гребни 3 и его длина располагалась на половине лопасти 1, начиная от ее корня. 5 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области ветродвигателей.

Известно устройство ветроколеса, которое представляет собой простой пропеллер [1] Недостатком его является то, что, если посмотреть на профильную проекцию лопасти и на обтекание ее ветром, на концах лопастей образуется конечный вихрь или вихревая дорожка, что ведет к нежелательным результатам: одна из них ведет к снижению коэффициента использования энергии ветра (фиг. 1).

Известно устройство ветроколеса [2] взятого в качестве прототипа, состоящее из ступицы (пилона), радиальных лопастей и открылков, консольно закрепленных на концах лопастей со стороны их спинок и установленных перпендикулярно радиусу ветроколеса для поднятия коэффициента энергии ветра. Недостатком этого устройства являются излишний вес дорогого материала, так как из рисунка видно, что "открылок" по своей длине занимает одну треть лопасти, а также снижение производительности труда. Кроме того, перпендикулярно установленный открылок, стоящий за лопастью, заставляет далеко за ней образовываться конечным вихрям, А. Рошко экспериментально доказал регулярность отрыва вихрей [3] а вихри служат "пограничным слоем" для изменения давления (фиг. 1), что уменьшает энергию ветра.

Целью изобретения является повышение коэффициента использования энергии ветра, экономия материала.

Указанная цель достигается тем, что ветроколесо, состоящее из ступицы (пилона), с установленными на ней радиальными лопастями, отличается тем, что на передней обшивке вдоль лопасти установлены три аэродинамических гребня, выполненных в виде циклоиды, причем начало каждого из них расположено на одной третьей длины лопасти, но ближе к концу лопасти, а конец доходит до корня лопасти и занимает одну вторую его к направлению вращения ветроколеса, носик лопасти выполнен так, что он прикрывает аэродинамический гребень, а длина располагается на пол-лопасти, начиная от ее корня.

На фигуре 1 показаны недостатки известных устройств ветроколес, где 1 лопасть, 2 пилон. На фигуре 2 показан общий вид лопасти предлагаемого ветроколеса, где 3 аэродинамические гребни, 4 поднятый носик лопасти. На фигуре 3 показана зависимость высоты аэродинамического гребня от длины лопастей. На фигуре 4 представлено расположение аэродинамических гребней на лопасти ветроколеса, где bк хорда корня, bc хорда сечения. На фигуре 5 показана сравнительная характеристика предлагаемого изобретения и прототипа.

Концы аэродинамических гребней имеют высоту пять миллиметров, а начала имеют высоту X, причем X должен зависеть от длины лопастей и связан с ней соотношением

L 80 X,

откуда

X L/80 (фиг. 3).

При работе ветроколеса с аэродинамическими гребнями число Струхаля [2] - периодичность отрыва вихрей



где f 1/T частота отрыва вихрей (Гц),

b ширина поперечного сечения теля (м),

vo скорость течения воздуха (м/сек).

Итак, число Струхаля будет приблизительно Sh 0,16, потому что аэродинамические гребни отталкивают воздух вверх от лопасти и, если перейти к геометрическим параметрам вихревых дорожек, это шаг (l) и ширина (b), легко видно, что предлагаемое ветроколесо дает более широкий вихрь, и произведение шага на ширину будет удовлетворять неравенству

lh < l h [4]

тогда циркуляция вихря



где x коэффициент части потока, попадающей в вихрь;

K vs/vo отношение скоростей в возмущенном и невозмущенном потоках;

f 1/T частота отрыва вихрей,

отсюда относительная скорость вихревой дорожки при скорости невозмущенного потока vo



отсюда видно, что относительная скорость вихревой дорожки будет более высокой, чем у прототипа: u < u1, а это значит, что при неразрывности потока, если скорость возрастает, то давление падает. Итак, коэффициент давления



где Pст давление в невозмущенном потоке воздуха;

P1 давление за спинками предлагаемого ветроколеса;

q скоростной напор в невозмущенном потоке воздуха.

За спинкой предлагаемой лопасти будет давление меньше, чем у прототипа. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Ветроколесо, состоящее из ступицы (пилона) с установленными на ней радиальными лопастями, отличающееся тем, что на передней обшивке вдоль каждой лопасти установлены три аэродинамических гребня, выполненных каждый в виде циклоиды, причем начало каждого из них расположено на одной трети длины лопасти, но ближе к ее концу, а конец каждого из них доходит до корня лопасти и занимает половину его к направлению вращения ветроколеса, при этом носик каждой лопасти выполнен так, что он прикрывает аэродинамический гребень, а его длина располагается на половину длины лопасти, начиная от ее корня.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru