Ветроэнергетическая установка

(51)03 3/00 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Кличевский аграрно-технический колледж Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет Республиканское унитарное предприятие Институт энергетики агропромышленного комплекса Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Счисленок Владимир Никитич Вабищевич Антон Григорьевич Русан Викентий Иванович Герасимович Леонид Степанович Лукьянович Геннадий Павлович(73) Патентообладатели Кличевский аграрно-технический колледж Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет Республиканское унитарное предприятие Институт энергетики агропромышленного комплекса Национальной академии наук Беларуси(57) Ветродвигатель, содержащий вертикальные лопастные роторы и выполненные с возможностью поворота по отношению к направлению ветра экранирующие кожухи со стабилизаторами для защиты пространства, в котором лопасти роторов движутся против ветра, отличающийся тем, что лопасти роторов закреплены на трубе, установленной с возможностью вращения на неподвижной мачте и соединенной с валом генератора или исполнительного механизма,а экранирующие кожухи со стабилизаторами установлены на этой же трубе, при этом количество лопастей ротора - 34, соотношение длины лопасти к ширине - 31, площади стабилизатора к боковой поверхности кожуха - 21, ширины кожуха к ширине лопасти - 1,31. 7194 1 2005.09.30 Изобретение относится к энергетике, в частности к использованию энергии ветра. Известны ветродвигатели с применением воздушных винтов, а также ветродвигатели с вертикальными роторами, у которых ось вращения ротора перпендикулярна направлению ветра 1-8. У ветродвигателей первого типа недостатком является сложность изготовления и обслуживания, так как ось ветроколеса, совпадающая с направлением ветра, должна постоянно ориентироваться в положении, параллельном воздушному потоку. Необходим механизм для передачи крутящего момента валу исполнительного механизма или при соосной установке ветроколеса и генератора нужны токосъемные устройства. К тому же мощность таких ветродвигателей зависит от длины лопастей, максимум которой уже достигнут и ограничивается центробежными нагрузками. Чтобы увеличить мощность таких машин, надо наращивать размер лопастей, а значит утяжелять конструкцию тогда для нормальной их работы потребуется еще большая скорость ветра, - этим сужаются районы их использования и сокращается суммарное количество полезной энергии. Также препятствием для использования мощных ветродвигателей указанного типа являются ураганные ветры, способные разрушить конструкцию. Все это отражается на ограниченном применении машин такого типа они маломощны. Ветродвигатели с вертикальными роторами имеют преимущество в том плане, что они проще в изготовлении и обслуживании, а также надежнее - способны выдерживать ураганные ветры. На одной мачте можно устанавливать несколько таких устройств с целью увеличения мощности конструкции отдельных ветряков в таком случае могут быть достаточно легкими и в то же время прочными. Однако в таких установках предлагается применение значительного количества лопастей, что влияет на образование завихрений потока ветра и снижение его энергии, в предлагаемых конструкциях не учтено оптимальное соотношение длины лопасти к ширине. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является ветродвигатель, состоящий из нескольких вертикальных роторов, снабженных кожухами,экранирующими неработающую часть ротора от набегающего потока, и горизонтальными стабилизаторами 8. В дополнение к отмеченным недостаткам относительно ветродвигателей с вертикальными роторами следует указать, что данная конструкция громоздка, предполагает наличие двух валов, устройства токосъема и опорной тележки, что ограничивает высоту установки всего агрегата. Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в повышении эффективности ветроагрегатов. Поставленная задача достигается тем, что ветродвигатель, содержащий вертикальные лопастные роторы и выполненные с возможностью поворота по отношению к направлению ветра экранирующие кожухи со стабилизаторами для защиты пространства, в котором лопасти роторов движутся против ветра, при этом лопасти роторов закреплены на трубе, установленной с возможностью вращения на неподвижной мачте и соединенной с валом генератора или исполнительного механизма, а экранирующие кожухи со стабилизаторами установлены на этой же трубе, при этом количество лопастей ротора - 3-4, соотношение длины лопасти к ширине - 31, площади стабилизатора к боковой поверхности кожуха -21, ширины кожуха к ширине лопасти - 1,31. На фиг. 1 показано устройство ветроэнергетической установки с несколькими роторами на одной мачте, на фиг. 2, 3 - устройство ветродвигателя с одним ротором. Ветродвигатель состоит из вертикального ротора 1 с тремя или четырьмя лопастями,кожуха со стабилизатором 2, который установлен к ступице 4, и подшипников на трубе 5,закрепленной на генераторе 3. Лопасти ротора имеют форму изогнутого лотка (фиг. 2, 3),что способствует повышению коэффициента использования энергии ветра. Лопасти и кожух ветродвигателя выполняются из листовой стали или дюралюминия. 7194 1 2005.09.30 Чтобы не увеличивать размеры лопастей и этим не тяжлять конструкцию для достижения больших мощностей, на одной оси-мачте устанавливается несколько ветродвигателей с приводом на генератор или другой исполнительный механизм, при этом лопасти закрепляются на одной трубе, которая вращается на неподвижной мачте. Стабилизатор ориентирует кожух по отношению к направлению ветра таким образом,что кожух закрывает пространство, в котором лопасти ротора движутся против ветра. Ветер раскручивает ротор ветродвигателя, максимально отдавая полезную мощность,так как при движении лопастей ротора против ветра исключено его сопротивление, при этом экранирующий защитный кожух постоянно ориентируется по направлению ветра с помощью стабилизатора. Испытания на моделях показали большую эффективность предлагаемого ветроагрегата по сравнению с известными. Ветродвигатель эффективно работает как при малых, так и при больших скоростях ветра. Предлагаемое изобретение исключает высокую стоимость,конструкция проста в исполнении, обслуживании и может найти применение в индивидуальных, фермерских и других хозяйствах. Установка может применяться не только для выработки электрической энергии, но и для привода гребных винтов судов, водяных насосов и т.д. Источники информации 1. Энергетика проблемы и надежды. - . Просвещение, 1990. - С. 153-163. 2. Изобретатель и рационализатор. - 1987. -9. - С. 8. 3. Изобретатель и рационализатор. - 1990. -8. - С. 10-11. 4. Изобретатель и рационализатор. - 1991. -9. - С. 10-13. 5. Изобретатель и рационализатор. - 1991. -1. - С. 116. 6. А.с. СССР 50924, 1937. 7. Патент США 3895882, 1975. 8. Патент США 4278896, 1981 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3