Крыло ветроустановки, парусный ветродвигатель и ветроустановка со средствами ее крепления

Номер патента: U 6267

Опубликовано: 30.06.2010

Автор: Климук Василий Афанасьевич

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КРЫЛО ВЕТРОУСТАНОВКИ, ПАРУСНЫЙ ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ И ВЕТРОУСТАНОВКА СО СРЕДСТВАМИ ЕЕ КРЕПЛЕНИЯ(71) Заявитель Климук Василий Афанасьевич(72) Автор Климук Василий Афанасьевич(73) Патентообладатель Климук Василий Афанасьевич(57) 1. Крыло ветроустановки, содержащее парус, закрепленный на несущем каркасе крыла и расчлененный на элементы в виде подвешенных на горизонтальных струнах опорной сетки с рабочей стороны крыла полосок паруса из тонкого, гибкого, легкого, плотного и прочного материала с перекрытием смежных полосок по вертикали и горизонтали, нижние кромки которых последовательно соединены по вертикали свободно подвешенными нитями между собой и с кромками каркасов крыла и лопасти, аналогичной крылу по конструкции и имеющей возможность отклонения в флюгерную сторону крыла при скорости ветра выше установленной, отличающееся тем, что полоски крыла и лопасти последовательно соединены по горизонтали со смежными полосками свободно подвешенными нитями с обеспечением необходимого взаимного перекрытия смежных полосок при любых порывах ветра, а крайние в ряду и промежуточные полоски, кроме того, соединены указанными нитями с примыкающими к ним соответствующими элементами конструкции каркаса крыла и лопасти, при этом каркас крыла выполнен с выпуклостью в флюгерную сторону крыла, причем элементы конструкции каркаса крыла и лопасти выполнены из легких, прочных материалов минимально допустимого, хорошо обтекаемого поперечного сечения. 62672010.06.30 2. Крыло ветроустановки по п. 1, отличающееся тем, что выпуклость каркаса крыла в флюгерную сторону крыла выполнена по образующим в виде ломаных многократно линий, концы и точки излома которых расположены на воображаемых, преимущественно дугообразных, линиях. 3. Крыло ветроустановки по п. 1, отличающееся тем, что струны опорной сетки крыла и лопасти выполнены в виде тонких, прочных нитей, образующих ячейки с обеспечением надежного взаимного перекрытия и опоры на сетку смежных полосок паруса крыла и лопасти в наветренном положении рабочей стороны крыла и прохождения ветрового потока с минимальным сопротивлением в подветренном положении рабочей стороны крыла, при этом полоски крыла и лопасти выполнены из тонкого, гибкого, легкого, плотного и прочного материала размером, исключающим значительное сопротивление ветровому потоку и шум при раскрытии и сложении полосок. 4. Крыло ветроустановки по п. 1, отличающееся тем, что длина нити, соединяющей смежные полоски паруса между собой по горизонтали, соответствует расстоянию между точками крепления нити к смежным полоскам при нахождении одной из них в вертикальном положении, а другой в горизонтальном положении с обеспечением необходимого взаимного перекрытия данных полосок, при этом длина нити между точками крепления к ней по вертикали нижних кромок полосок паруса смежных рядов полосок крыла и лопасти соответствует расстоянию между горизонтальными струнами опорной сетки соответствующих смежных рядов полосок паруса, а длина нити, соединяющей нижнюю кромку полоски паруса крайнего нижнего ряда полосок крыла и лопасти с соответствующей нижней кромкой каркаса крыла и лопасти, соответствует расстоянию от точки крепления нити к полоске паруса в горизонтальном положении полоски до соответствующей кромки каркаса крыла и лопасти, причем длина нити, соединяющей нижнюю кромку полоски крайнего верхнего ряда полосок крыла с подвижной кромкой каркаса лопасти, соответствует расстоянию от данной подвижной кромки лопасти в горизонтальном положении лопасти до точки крепления нити к нижней кромке полоски крайнего верхнего ряда полосок крыла в поднятом крайнем верхнем положении данного ряда, при этом указанные нити выполнены из тонкого, прочного материала. 5. Парусный ветродвигатель, содержащий ось, платформу и крылья, прикрепленные к оси ветродвигателя, отличающийся тем, что крылья ветродвигателя выполнены в соответствии с пп. 1-4, при этом соответствующие горизонтальные верхние, промежуточные и нижние кромки каркасов смежных крыльев ветродвигателя соединены между собой натянутыми тонкими, прочными нитями, а крылья снабжены опорными элементами в виде одного или нескольких установленных под крылом последовательно и в направлении передвижения крыла легких, прочных колес, для качения которых имеются дорожки. 6. Парусный ветродвигатель по п. 5, отличающийся тем, что крылья ветродвигателя прикреплены к оси ветродвигателя посредством втулки соответствующими кромками каркасов крыльев, установленных симметрично вокруг оси, которая жестко прикреплена к платформе, причем кромки каркасов смежных крыльев со стороны оси соединены по вертикали и горизонтали жесткими связями с образованием приводного вала для исполнительного механизма. 7. Парусный ветродвигатель по п. 5, отличающийся тем, что крылья ветродвигателя прикреплены жестко к оси ветродвигателя, а ось соединена с платформой с возможностью вращения и служит приводным валом для исполнительного механизма. 8. Ветроустановка, содержащая соединенные между собой парусный ветродвигатель,исполнительный механизм, платформу со средствами ее крепления, отличающаяся тем,что парусный ветродвигатель ветроустановки выполнен в соответствии с пп. 5-7 и снабжен крышей, которая выполнена в виде навеса из легких, прочных материалов, опирающегося на ось ветроустановки и стойки вокруг ветроустановки, прикрепленные к платформе, при этом платформа ветроустановки имеет преимущественно плоскую форму, смонтирована 2 62672010.06.30 из легких, прочных материалов, установлена на крыше зданий, сооружений и на других объектах вне ветровой тени и прикреплена к каркасу зданий, сооружений и других объектов с помощью легких, прочных конструкций с подкладкой виброзащитного материала,при этом ось ветроустановки, являющаяся одновременно и осью ветродвигателя, прикреплена к платформе, а на данной оси смонтирован флюгер, соединенный с ветровой заслонкой, создающей ветровую тень с флюгерной стороны ветродвигателя с отклонением ветрового потока с флюгерной стороны ветродвигателя в его парусную сторону, причем флюгер и ветровая заслонка смонтированы из легких, прочных материалов с возможностью синхронного поворота вокруг оси ветроустановки. 9. Ветроустановка по п. 8, отличающаяся тем, что ветроустановка снабжена концентратором ветра, являющимся одновременно крышей ветроустановки и выполненным в виде взаимно пересекающихся арок, снабженных смонтированными по их торцам конфузорами,прикрепленных к платформе ветроустановки и насаженных на ось ветроустановки, при этом каркас концентратора ветра выполнен из легких, прочных материалов с покрытием из легкого, прочного материала, снабженным предохранительными створками, преимущественно из материала покрытия, закрепленными шарнирно в покрытии концентратора с возможностью поворота данных створок по направлению ветра и образования щелей в покрытии для прохождения избыточной массы ветра во время бури. 10. Ветроустановка по п. 8, отличающаяся тем, что ветроустановка снабжена концентратором ветра, служащим одновременно крышей ветроустановки, выполненным в виде арки, с одной стороны которой - конфузор, а с другой - диффузор и флюгер по продольной оси диффузора, выполненный в виде вертикальной пластины, причем арка, внутри которой на платформе расположен ветродвигатель с исполнительным механизмом, насажена на ось ветроустановки, при этом каркас концентратора ветра и флюгер выполнены из легкого, прочного материала с покрытием из легкого, прочного материала, которое снабжено предохранительными створками, преимущественно из материала покрытия, закрепленными в покрытии концентратора шарнирно с возможностью поворота данных створок по направлению ветра и образования щелей в покрытии для прохождения избыточной массы ветра во время бури, а ось ветроустановки прикреплена к платформе, имеющей преимущественно плоскую форму, снабженной по окружности ее поверхности направляющими для передвижения на опорных элементах и удержания концентратора ветра, при этом флюгер устанавливает концентратор на ветер конфузором, который выполнен с направлением ветрового потока на парусную сторону ветродвигателя и созданием ветровой тени на его флюгерной стороне. 11. Ветроустановка по любому из пп. 8-10, отличающаяся тем, что платформа и ось ветроустановки снизу прикреплены с помощью тросов лебедок, закрепленных на поверхности земли, а сверху прикреплены к воздушному шару с подъемной силой, соответствующей весу ветроустановки и троса.(56) 1. Патент РБ 10335, МПК 703 3/00,03 7/06, 2007 // Бюл.1. - 2008. 2. А.с. СССР 1178931, МПК 03 3/00 // Бюл.34. - 15.09.1985. 3.2332585, МПК 03 11/00 // Бюл.24. - 27.08.2008. Предложенное техническое решение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в парусных ветроустановках преимущественно карусельного типа. Известно крыло парусной ветроустановки, содержащее парус, закрепленный на несущем каркасе крыла и расчлененный на элементы в виде подвешенных на горизонтальных струнах опорной сетки полосок паруса из тонкого, гибкого, легкого, плотного и прочного 3 62672010.06.30 материала с перекрытием смежных полосок по вертикали и горизонтали, нижние кромки которых последовательно соединены по вертикали свободно подвешенными нитями между собой и с кромками каркасов крыла и лопасти, по конструкции аналогичной крылу 1. Недостатками известного крыла являются недостаточно надежное взаимное перекрытие смежных полосок, сложенных в парус, при значительных порывах ветра, повышенный уровень шума при складывании полосок в парус и раскрытии паруса ветровым потоком,повышенное сопротивление ветровому потоку в подветренном (флюгерном) положении крыла, при этом указанный в аналоге изгиб крыла в его рабочую сторону недостаточно способствует захвату ветрового потока. Известен парусный ветродвигатель, содержащий установленные на вертикальной оси рамы с натянутыми на них опорными сетками из упругого материала и расположенные на рамах парусные лопасти, снабженные прямоугольными окнами и перекрывающими их клапанами 2. Недостатками известного ветродвигателя являются ограниченный диапазон рабочих скоростей ветра, обусловленный малыми пределами регулирования ветровой нагрузки,недостаточная защита от разрушения во время бури, а также сложность конструкции. Известна градообразующая ветроэлектростанция, содержащая ветродвигатели, концентраторы воздушного потока, генераторы электроэнергии со средствами их крепления,при этом ветроэлектростанция выполнена в виде окруженной опорным монолитом башни с центральным вертикальным каналом, магистральными воздуховодами и прилегающими к ней жилыми массивами, являющимися концентраторами воздушных потоков для магистральных воздуховодов 3. Недостатками известной ветроэлектростанции являются массивность, сложность конструкции, высокая себестоимость, сложность реализации (воплощения в жизнь). Главной задачей, на решение которой направлены заявленные крыло ветроустановки,парусный ветродвигатель и ветроустановка со средствами ее крепления, является повышение энергоэффективности и экологичности ветроустановки, расширение диапазона ее использования с возможностью эксплуатации в любых районах и в любых населенных пунктах, а также снижение себестоимости. Поставленная задача решена тем, что предложено крыло ветроустановки, содержащее парус, закрепленный на несущем каркасе крыла и расчлененный на элементы в виде подвешенных на горизонтальных струнах опорой сетки с рабочей стороны крыла полосок паруса из гибкого, тонкого, легкого, плотного и прочного материала с перекрытием смежных полосок по вертикали и горизонтали, нижние кромки которых последовательно соединены по вертикали свободно подвешенными нитями между собой и с кромками каркасов крыла и лопасти, аналогичной крылу по конструкции, имеющей возможность отклонения в флюгерную сторону крыла при скорости ветра выше установленной. Согласно данному техническому решению, полоски паруса крыла и лопасти соединены последовательно по горизонтали со смежными полосками свободно подвешенными нитями с обеспечением необходимого взаимного перекрытия смежных полосок при любых порывах ветра. Крайние в ряду и промежуточные полоски, кроме того, соединены указанными нитями с примыкающими к ним соответствующими элементами конструкции каркаса крыла и лопасти. При этом каркас крыла выполнен с выпуклостью в флюгерную сторону крыла, а элементы конструкции каркаса крыла и лопасти выполнены из легких, прочных материалов минимально допустимого, хорошо обтекаемого поперечного сечения. Выпуклость каркаса крыла в флюгерную его сторону (вогнутость с рабочей стороны крыла) выполнена по образующим в виде ломаных многократно линий, концы и точки излома которых расположены на воображаемых, преимущественно дугообразных, линиях. Струны опорной сетки крыла и лопасти выполнены в виде тонких, прочных нитей,образующих ячейки с обеспечением надежного взаимного перекрытия и опоры на сетку смежных полосок паруса крыла и лопасти в наветренном положении рабочей стороны 4 62672010.06.30 крыла. При этом полоски крыла и лопасти выполнены из тонкого, гибкого, плотного и прочного материала размером, исключающим значительные сопротивление воздушному потоку и шум соответственно при раскрытии и сложении полосок. Кроме того, длина нити, соединяющей смежные полоски паруса между собой по горизонтали, соответствует расстоянию между точками крепления нити к смежным полоскам при нахождении одной из них в вертикальном положении, а другой в горизонтальном положении с обеспечением необходимого взаимного перекрытия данных полосок. При этом длина нити между точками крепления к ней по вертикали нижних кромок полосок паруса смежных рядов полосок крыла и лопасти соответствует расстоянию между горизонтальными струнами опорной сетки соответствующих смежных рядов полосок паруса. Длина нити, соединяющей нижнюю кромку полоски паруса крайнего нижнего ряда полосок крыла и лопасти с соответствующей нижней кромкой каркаса крыла и лопасти, соответствует расстоянию от точки крепления нити к полоске паруса в горизонтальном положении полоски до соответствующей кромки каркаса крыла и лопасти. Длина нити, соединяющей нижнюю кромку полоски крайнего верхнего ряда полосок крыла с подвижной кромкой каркаса лопасти, соответствует расстоянию от данной подвижной кромки лопасти в горизонтальном положении лопасти до точки крепления нити к нижней кромке полоски крайнего верхнего ряда полосок крыла в поднятом крайнем верхнем положении данного ряда. Указанные нити выполнены из тонкого, прочного материала. Поставленная задача решена тем, что предложен парусный ветродвигатель, содержащий ось, платформу и крылья, прикрепленные к оси ветродвигателя, которые, согласно данному техническому решению, выполнены в соответствии с вышеприведенным описанием крыла ветроустановки. При этом соответствующие горизонтальные верхние, промежуточные и нижние кромки каркасов смежных крыльев ветродвигателя соединены между собой натянутыми тонкими, прочными нитями. Крылья ветродвигателя снабжены опорными элементами в виде одного или нескольких установленных под крылом последовательно и в направлении передвижения крыла легких, прочных колес, для качения которых имеются дорожки. При креплении крыльев ветродвигателя к оси посредством втулки соответствующими кромками каркасов крыльев, установленных симметрично вокруг оси, которая жестко прикреплена к платформе, кромки каркасов смежных крыльев со стороны оси соединяются по вертикали и горизонтали жесткими связями с образованием приводного вала для исполнительного механизма. При жестком креплении крыльев к оси ветродвигателя ось соединяется с платформой с возможностью вращения и служит приводным валом для исполнительного механизма. Поставленная задача решена тем, что предложена ветроустановка, содержащая соединенные между собой парусный ветродвигатель, исполнительный механизм, платформу со средствами ее крепления, снабженная, согласно данному техническому решению, парусным ветродвигателем, выполненным в соответствии с вышеприведенным описанием ветродвигателя. Крыша ветроустановки выполнена в виде навеса из легких, прочных материалов,опирающегося на ось ветроустановки и стойки вокруг ветроустановки, прикрепленные к платформе, при этом платформа ветроустановки имеет преимущественно плоскую форму,смонтирована из легких, прочных материалов, установлена на крыше зданий, сооружений и на других объектах вне ветровой тени и прикреплена к каркасу зданий, сооружений и других объектов с помощью легких, прочных конструкций с подкладкой виброзащитного материала. Ось ветроустановки, являющаяся одновременно и осью ветродвигателя, прикреплена к платформе, а на данной оси смонтирован флюгер, соединенный с ветровой заслонкой, перемещающейся на опорных элементах по направляющим платформы, создающей ветровую тень с флюгерной стороны веродвигателя с отклонением ветрового потока с флюгерной стороны ветродвигателя в его парусную сторону. Флюгер и ветровая заслонка смонтированы из легких, прочных материалов с возможностью синхронного поворота вокруг оси ветроустановки. 5 62672010.06.30 В районах со слабыми ветрами устанавливается преимущественно ветроустановка,снабженная концентратором ветра, являющимся одновременно крышей ветроустановки и выполненным в виде взаимно пересекающихся арок, снабженных смонтированными по их торцам конфузорами, прикрепленных к платформе ветроустановки и насаженных на ось ветроустановки. При этом каркас концентратора ветра выполнен из легких, прочных материалов с покрытием из легкого, прочного материала, снабженным предохранительными створками, преимущественно из материала покрытия, закрепленными шарнирно в покрытии концентратора с возможностью поворота данных створок по направлению ветра и образования щелей в покрытии для прохождения избыточной массы ветра во время бури. На оси ветроустановки монтируется флюгер, соединенный с ветровой заслонкой, перемещающейся на опорных элементах синхронно с флюгером по направляющим платформы,создающей ветровую тень с флюгерной стороны ветродвигателя и направляющей ветровой поток с флюгерной стороны ветродвигателя в его парусную сторону. В районах со слабыми ветрами устанавливается также ветроустановка, снабженная концентратором ветра, служащим одновременно крышей ветроустановки, выполненным в виде арки, с одной стороны которой - конфузор, а с другой - диффузор и флюгер по продольной оси диффузора, выполненный в виде вертикальной пластины. Арка, внутри которой на платформе расположен ветродвигатель с исполнительным механизмом, насажена на ось ветроустановки. При этом каркас концентратора ветра и флюгер выполнены из легкого, прочного материала с покрытием из легкого, прочного материала, которое снабжено предохранительными створками, преимущественно из материала покрытия, закрепленными в покрытии концентратора шарнирно с возможностью поворота данных створок по направлению ветра и образования щелей в покрытии для прохождения избыточной массы ветра во время бури. Ось ветроустановки прикреплена к платформе, имеющей преимущественно плоскую форму, снабженной по окружности ее поверхности направляющими для передвижения на опорных элементах и удержания концентратора ветра. При этом флюгер устанавливает концентратор на ветер конфузором, который выполнен с направлением ветрового потока на парусную сторону ветродвигателя и созданием ветровой тени на его флюгерной стороне. В районах со слабыми ветрами платформа и ось данных ветроустановок снизу могут крепиться к легким, прочным тросам лебедок, закрепленных на поверхности земли, а сверху - к воздушному шару с подъемной силой, соответствующей весу ветроустановки и троса. На фиг. 1 изображено крыло ветроустановки, общий вид на фиг. 2 - парусный ветродвигатель, поперечное сечение в горизонтальной плоскости на фиг. 3 - ветроустановка с концентратором ветра в виде пересекающихся арок, вид сверху на фиг. 4 - ветроустановка с концентратором ветра в виде арки с конфузором и диффузором по ее торцам, общий вид. Предложенное крыло 10 (фиг. 1, 2) ветроустановки содержит парус, закрепленный на несущем каркасе крыла 10 и лопасти 4, аналогичной крылу по конструкции. Парус расчленен на элементы в виде подвешенных на горизонтальных струнах опорной сетки 2 полосок 1 паруса с перекрытием смежных полосок 1 по вертикали и горизонтали, нижние кромки которых последовательно соединены по вертикали свободно подвешенными нитями 3 между собой и с кромками каркасов крыла 10 и лопасти 4. Кроме того, полоски 1 паруса крыла 10 и лопасти 4 соединены последовательно по горизонтали со смежными полосками 1 свободно подвешенными нитями 5 с обеспечением необходимого взаимного перекрытия смежных полосок 1 при любых порывах ветра. При этом крайние в ряду и промежуточные полоски 1 соединены указанными нитями 5 с примыкающими к ним соответствующими элементами конструкции каркаса крыла 10 и лопасти 4. Каркас крыла 10 выполнен с выпуклостью в флюгерную сторону крыла 10, а элементы конструкции каркаса крыла 10 и лопасти 4 выполнены из легких, прочных материалов, например древесины или стеклопластика, минимально допустимого, хорошо обтекаемого поперечного сечения. 6 62672010.06.30 Выпуклость каркаса крыла 10 в флюгерную сторону крыла 10 (вогнутость с рабочей стороны крыла 10) выполнена по образующим в виде ломаных многократно линий 6(фиг. 2), концы и точки излома которых расположены на воображаемых, преимущественно дугообразных, линиях 7. Это способствует оптимальному захвату ветрового потока крылом 10 и обеспечивает требуемое натяжение струн опорной сетки 2. Струны опорной сетки 2 (фиг. 1, 2) крыла 10 и лопасти 4 выполнены в виде тонких,прочных, например капроновых, нитей, натянутых между элементами конструкции каркасов крыла 10 и лопасти 4 и образующих ячейки необходимого и достаточного размера,например 1515 см, с обеспечением надежного взаимного перекрытия и опоры на сетку 2 смежных полосок 1 крыла 10 и лопасти 4 в наветренном положении рабочей стороны крыла 10 и прохождения ветрового потока с минимальным сопротивлением в подветренном положении рабочей стороны крыла 10. При этом полоски 1 паруса крыла 10 и лопасти 4 выполнены из тонкого, гибкого, плотного, прочного материала, например из парашютной ткани или пленки ПВХ, и размером, например 2530 см, исключающим значительное сопротивление ветровому потоку и шум при сложении и раскрытии полосок 1 паруса. Длина нити 5, соединяющей смежные полоски 1 паруса крыла 10 и лопасти 4 между собой по горизонтали, соответствует расстоянию между точками крепления нити 5 к смежным полоскам 1 при нахождении одной из них в вертикальном положении, а другой в горизонтальном положении с обеспечением необходимого взаимного перекрытия данных полосок 1. Длина нити 3 между точками крепления по вертикали к ней нижних кромок полосок 1 паруса смежных рядов полосок 1 крыла 10 и лопасти 4 соответствует расстоянию между горизонтальными струнами опорной сетки 2 соответствующих смежных рядов полосок 1 паруса. Длина нити 3, соединяющей нижнюю кромку полоски 1 паруса крайнего нижнего ряда полосок 1 крыла 10 и лопасти 4 с соответствующей нижней кромкой каркаса крыла 10 и лопасти 4, соответствует расстоянию от точки крепления нити 3 к полоске 1 паруса в ее горизонтальном положении до соответствующей кромки каркаса крыла 10 и лопасти 4. Длина нити, соединяющей нижнюю кромку полоски 1 крайнего верхнего ряда полосок 1 крыла 10 с подвижной кромкой лопасти 4, соответствует расстоянию от данной подвижной кромки лопасти 4 в ее горизонтальном положении до точки крепления нити 3 к нижней кромке полоски 1 крайнего верхнего ряда полосок крыла 10 в поднятом верхнем положении данного ряда. Выполнение данных нитей 3 и 5 из тонкого, прочного, например капронового, материала вышеуказанной длины, ячеек опорной сетки 2 и полосок 1 паруса вышеуказанных размеров, а также вышеуказанной конструкции каркаса крыла 10 обусловливает минимальный шум при сложении и раскрытии полосок 1, приближающийся к шуму листьев деревьев, а также обеспечивает необходимую прочность паруса, минимальное сопротивление ветровому потоку в флюгерном положении крыла 10 и оптимальный захват ветрового потока в рабочем (парусном) положении крыла 10. Предложен также парусный ветродвигатель (фиг. 2, 3, 4), содержащий ось 8, платформу 9 и крылья 10 (на фиг. 4 крылья 10 показаны условно), прикрепленные к оси 8 ветродвигателя, которые выполнены в соответствии с вышеприведенным описанием крыла 10 ветроустановки. При этом соответствующие горизонтальные верхние, промежуточные и нижние кромки каркасов смежных крыльев 10 ветродвигателя соединены между собой натянутыми тонкими, прочными, например капроновыми, нитями 11, обеспечивающими необходимую прочность крыльев 10 ветродвигателя. Крылья 10 снабжены опорными элементами в виде одного или нескольких установленных последовательно под крылом 10 в направлении передвижения крыла 10 легких, прочных колес, например типа велосипедных, для качения которых имеются дорожки. Данные колеса, кроме того, увеличивая маховой момент крыла 10, способствуют стабилизации скорости вращения крыльев 10 ветродвигателя. При креплении крыльев 10 (фиг. 1, 2) ветродвигателя к оси 8 посредством втулки соответствующими кромками их каркасов, установленных симметрично вокруг оси 8, кото 7 62672010.06.30 рая жестко прикреплена к платформе 9, кромки каркасов смежных крыльев 10 со стороны оси 8 соединяются по вертикали и горизонтали жесткими связями с образованием приводного вала 12 для исполнительного механизма. При жестком креплении крыльев 10 к оси 8 ветродвигателя ось 8 соединяется с платформой 9 с возможностью вращения и служит приводным валом для исполнительного механизма. Предложена ветроустановка (фиг. 3, 4), содержащая соединенные между собой парусный ветродвигатель, исполнительный механизм, платформу 9 со средствами ее крепления,при этом парусный ветродвигатель (фиг. 2, 3, 4) выполнен в соответствии с вышеприведенным описанием. Крыша ветроустановки выполнена в виде навеса из легких, прочных материалов, например из древесины, стеклопластика, армированной пленки. Навес опирается на ось 8 и стойки вокруг ветроустановки, прикрепленные к платформе 9. При этом платформа 9 ветроустановки имеет преимущественно плоскую форму, смонтирована из легких, прочных материалов, например из древесины, стеклопластика и металлоконструкций 20, установлена вне ветровой тени на крыше 18 зданий 19 (фиг. 4), сооружений, вышек, непосредственно на поверхности земли или на плавсредстве на водной поверхности и прикреплена к каркасу зданий 19, сооружений, вышек, грунту или плавсредству с помощью легких, прочных конструкций, например металлоконструкций 20, с подкладкой виброзащитного материала, например резины. Ось 8 ветроустановки, являющаяся одновременно и осью 8 ветродвигателя, прикреплена к платформе 9. На данной оси 8 смонтирован флюгер 21, соединенный с ветровой заслонкой 22 (фиг. 3), перемещающейся на опорных элементах, например на роликах, по направляющим платформы 9 синхронно с флюгером 21. Ветровая заслонка 22 создает ветровую тень с флюгерной стороны ветродвигателя и отклоняет ветровой поток с флюгерной стороны ветродвигателя в парусную его сторону. Флюгер 21 и ветровая заслонка 22 смонтированы из легких, прочных материалов, например из древесины, стеклопластика и армированной пленки ПВХ. Для усиления эффективности работы ветроустановки в районах со слабыми ветрами устанавливается преимущественно ветроустановка (фиг. 3), снабженная концентратором ветра, являющимся одновременно крышей ветроустановки. Конценратор выполнен в виде взаимно пересекающихся арок 13, снабженных смонтированными по их торцам конфузорами 14, прикрепленных к платформе 9 и насаженных на ось 8 ветроустановки. При этом каркас концентратора ветра выполнен из легкого, прочного материала, например из древесины или стеклопластика, с покрытием из легкого, прочного материала, например армированной пленки ПВХ. Покрытие снабжено предохранительными створками 17, преимущественно из материала покрытия, закрепленными шарнирно в покрытии концентратора с помощью, например, упругого элемента с возможностью поворота данных створок 17 по направлению ветра и образования щелей в покрытии для прохождения избыточной массы ветра во время бури. Монтаж, установка и крепление платформы 9 ветроустановки и флюгера 21 с ветровой заслонкой 22 осуществляются вышеуказанным образом. В районах со слабыми ветрами устанавливается также ветроустановка (фиг. 4), снабженная концентратором ветра, который служит также крышей ветроустановки. Концентратор выполнен в виде арки 13, с одной стороны которой - конфузор 14, а с другой диффузор 15 и флюгер 16, смонтированный по продольной оси диффузора 15. Флюгер 16 выполнен в виде вертикальной пластины из легкого, прочного материала, например из древесины, стеклопластика и армированной пленки ПВХ. Арка 13, внутри которой расположен ветродвигатель с исполнительным механизмом, насажена на ось 8 ветроустановки. Каркас концентратора ветра выполнен из легкого, прочного материала, например из древесины или стеклопластика, с покрытием из легкого, прочного материала, например армированной пленки ПВХ, которое снабжено предохранительными створками 17, преимущественно из материала покрытия. Ось 8 ветроустановки крепится к платформе 9,имеющей преимущественно плоскую форму, снабженной по окружности ее поверхности 8 62672010.06.30 направляющими для передвижения на опорных элементах, например на роликах, и удержания концентратора ветра. Флюгер 16 устанавливает концентратор на ветер конфузором 14,выполненным с направлением ветрового потока на парусную сторону ветродвигателя и созданием ветровой тени на флюгерной стороне ветродвигателя. Монтаж, установка и крепление платформы 9 ветроустановки осуществляются вышеуказанным образом. В районах со слабыми ветрами платформа 9 и ось 8 ветроустановок также крепятся снизу, например, к легким, прочным тросам лебедок, закрепленных на поверхности земли,а сверху крепятся с помощью, например, тросов к воздушному шару с подъемной силой,соответствующей весу ветроустановки и троса. Подъем ветроустановки на оптимальную высоту позволяет получать большую мощность по мере увеличения высоты ветроустановки и соответствующего возрастания скорости ветра. Крыло 10 (фиг. 1, 2) ветроустановки работает следующим образом. В наветренном положении рабочей стороны крыла 10 полоски 1 паруса складываются ветровым потоком в сплошной парус, который за счет выпуклости каркаса крыла 10 в флюгерную сторону (вогнутости с рабочей стороны крыла 10) эффективно захватывает ветровой поток и поворачивает крыло 10 вокруг оси 8 ветродвигателя. При этом смежные полоски 1 паруса надежно взаимно перекрываются при любых порывах ветра и опорная сетка 2 обеспечивает необходимую прочность паруса, а у крыла 10, обращенного в это время флюгерной стороной на ветер, ветровым потоком раскрываются (поднимаются) полоски 1 паруса, устанавливаясь в горизонтальное (или близкое к горизонтальному) положение с образованием щелей, через которые пролетает ветровой поток, оказывая минимальное сопротивление вращению крыла 10. Этому способствуют и минимально допустимого сечения, хорошо обтекаемые элементы конструкции каркаса крыла 10, вышеуказанные материалы опорной сетки 2 и оптимальные размеры ее ячеек, вышеуказанные материал и размеры нитей 3 и 5,соединяющих смежные полоски 1 паруса крыла 10 и лопасти 4 по вертикали и горизонтали. Парусный ветродвигатель (фиг. 2, 3, 4) работает следующим образом. Полоски 1 паруса крыльев 10 ветродвигателя (фиг. 1, 2, 3), обращенных рабочей стороной на ветер, складываются в сплошные паруса (парусная сторона ветродвигателя), которые захватывают ветровой поток и вращают ветродвигатель. Полоски 1 паруса крыльев 10 ветродвигателя,обращенных флюгерной стороной на ветер (флюгерная сторона ветродвигателя), поднимаются с образованием щелей, через которые пролетает ветер, оказывая минимальное сопротивление вращению за счет вышеуказанной конструкции и материалов крыла 10. При этом вращение передается на приводной вал 12, вращающийся вокруг оси 8, если ось 8 ветродвигателя жестко прикреплена к платформе 9, или передается непосредственно на ось 8, связанную с исполнительным механизмом, если ось 8 ветродвигателя прикреплена к платформе 9 с возможностью вращения. При значительных габаритах крыльев 10 ветродвигателя крылья 10 снабжаются колесами, на которые опираются крылья 10 и с помощью которых осуществляется их передвижение и стабилизация скорости вращения. Нити 11, соединяющие горизонтальные элементы конструкции каркасов смежных крыльев 10, обеспечивают необходимую прочность ветродвигателя при любых порывах ветра. Выпуклость каркаса крыла 10 с рабочей стороны крыла 10 в флюгерную сторону крыла 10 (вогнутость с рабочей стороны крыла 10) способствует плавному переходу крыла 10 с парусной стороны ветродвигателя в его флюгерную сторону и наоборот. Ветроустановка (фиг. 2, 3) работает следующим образом. Ветровой поток, поступающий на ветроустановку (вариант с навесом), воздействует на флюгер 21 (фиг. 3), связанный с ветровой заслонкой 22 и устанавливающий ее на ветер. Заслонка 22, перемещаясь синхронно с флюгером 21, создает ветровую тень с флюгерной стороны ветродвигателя и отклоняет ветровой поток с флюгерной стороны ветродвигателя в его парусную сторону,усиливая таким образом ветровой поток с парусной стороны и ослабляя его с флюгерной стороны ветродвигателя. Это увеличивает крутящий момент ветродвигателя и снижает до минимального сопротивления флюгерной стороны вращению ветродвигателя. 9 62672010.06.30 В ветроустановке с концентратором ветра в виде пересекающихся арок 13 с конфузорами 14 по их торцам (фиг. 2, 3) ветровой поток, поступающий в кофузор 14 концентратора, по мере продвижения к арке 13 сжимается, ускоряется и одна его часть направляется прямо на парусную сторону ветродвигателя, а другая часть от флюгерной стороны ветродвигателя ветровой заслонкой 22, связанной с флюгером 21, отклоняется в парусную сторону ветродвигателя. Таким образом, ветровой поток с парусной стороны ветродвигателя дополнительно усиливается, а с флюгерной стороны ветродвигателя при этом ветровая заслонка 22 создает ветровую тень, что снижает до минимального сопротивление флюгерной стороны вращению ветродвигателя. Далее ветровой поток уходит наружу через конфузор 14 с противоположной стороны арки 13. В ветроустановке с концентратором ветра в виде арки 13 с конфузором 14 с одной стороны и диффузором 15 и флюгером 16 по оси диффузора 15 с другой стороны (фиг. 2, 4) ветровой поток, поступающий в конфузор 14, который с помощью флюгера 16 сориентирован на ветер, по мере продвижения к арке 13 сжимается, ускоряется и отклоняется конфузором 14 в парусную сторону ветродвигателя. При этом конфузор 14 создает ветровую тень на флюгерной стороне ветродвигателя, что снижает до минимального сопротивление этой стороны вращению ветродвигателя. Далее после ветродвигателя ветровой поток уходит наружу через диффузор 15, дополнительно ускоряющий ветровой поток и усиливающий его воздействие на ветродвигатель. Ветроустановка, поднятая воздушным шаром, работает аналогично работе вышеприведенных ветроустановок. Для изготовления предложенных устройств не требуются дорогие и дефицитные материалы. Устройства имеют несложную конструкцию, экологичны, энергоэффективны и могут устанавливаться в любых районах вне ветровой тени. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 10

МПК / Метки

МПК: F03D 7/00, F03D 3/00

Метки: ветродвигатель, средствами, парусный, ветроустановки, ветроустановка, крыло, крепления

Код ссылки

<a href="https://by.patents.su/10-u6267-krylo-vetroustanovki-parusnyjj-vetrodvigatel-i-vetroustanovka-so-sredstvami-ee-krepleniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Крыло ветроустановки, парусный ветродвигатель и ветроустановка со средствами ее крепления</a>

Похожие патенты