Лопасть ветродвигателя

(51) 03 3/04 (2006.01) 03 1/00 (2006.01) 03 7/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ ветра,и аэродинамическими лопастями,прикрепленными к ним вдоль вала нижними кромками. Для повышения мощности этих лопастей при изменении направления движения ветра на противоположное, предлагается внутри лопасти встроить механизм,изменяющий профиль аэродинамической лопасти на профиль,обеспечивающий более высокую подъемную силу при таком направлении ветра. Например, с помощью вала расположенного перпендикулярно плоскостям нервюр с кулачками жестко соединенными с ним и объединяемых одним лонжероном прилегающей к поверхности лопасти,имеющей более длинный путь прохождения набегающего воздушного потока.(76) Комбаров Марат Нигметович Комбаров Саян Марленович Комбаров Тлек Сакенович(57) Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для повышения мощности ветроэнергетических установок. Оно касается ветровых установок с длинными горизонтальными валами, направленными вдоль движения потока Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для создания ветроэнергетических установок большой мощности. Известен ветродвигатель,содержащий барабанное ветроколесо с лопастями,закрепленными на горизонтальном валу и два конфузора, установленные перед ветроколесом и за ним, с выходными отверстиями, расположенными один выше, а другой ниже вала. Козырек каждого конфузора выполнен сплошным между конфузорами по поверхности, огибающей барабан, и каждая лопасть закреплена на валу с возможностью протекания воздушного потока между поверхностью вала и кромкой лопасти, обращенной к нему, выполнена с аэродинамическим профилем,отличающийся тем,что вал расположен параллельно направлению ветра, а лопасти разворачивают на 90 градусов и прикрепляют их вдоль вала (Инновационный патент на изобретение 23304). Как известно мощность ветродвигателя с аэродинамическими лопастями существенно зависит от профилей лопастей. Недостатком рассматриваемого устройства является то обстоятельство,что лопасти ветроколеса, имеющие аэродинамический профиль несимметричны по отношению к продольному серединному сечению. Одна (нижняя) сторона лопасти практически плоская и длина ее по потоку обтекания воздухом короткая. Скорость прохождения потока воздуха здесь ниже, чем на другой (верхней) изогнутой поверхности лопасти. Практически эта сторона лопасти обеспечивает аэродинамические свойства лопасти. Набегающий воздушный поток при прохождении по ней не срывается, а скорость протекания воздушного потока значительно выше. Поэтому подъемная сила действует только на эту нижнюю плоскую поверхность лопасти, где скорость обтекания меньше. Верхняя поверхность лопасти увеличена по площади за счет ее изогнутости. Со стороны набегающего ветра профиль имеет утолщение, а к концу сечение лопасти убывает и становится тонким. Из-за длинного пути прохождения по верхнему участку лопасти потока воздуха скорость его увеличивается, а давление падает. На эту поверхность лопасти аэродинамические силы не прикладываются. Если же ветер меняет направление на противоположное, то в нижней (плоской) части лопасти процесс остается тем же самым, без срыва потока воздуха (ламинарный поток). На верхней поверхности лопасти ветер вначале встречает его утонченный профиль. Проходя по верхней поверхности, ветровой поток достигает утолщенной части профиля, который круто сходит на нет. Это приводит к срыву непрерывности воздушного потока вдоль профиля лопасти, что снижает коэффициент подъемной силы профиля и соответственно подъемную силу профиля, что снижает мощность лопасти и ветродвигателя в целом. 2 Техническая задача изобретения состоит в увеличении подъемной силы профиля лопасти при изменении направления ветра на противоположное направление,за счет недопущения срыва воздушного потока. Для достижения этого, при изменении направления ветра на обратное необходимо иметь утолщение профиля в конце лопасти и утончение к началу лопасти. Как известно профиль лопасти образуют из поперечных нервюр. Нижняя кромка ее неизогнута, верхняя кромка нервюры изогнута выпуклостью вверх. Все эти нервюры (по верхней и нижней поверхностями) вдоль лопасти соединяют с помощью продольных лонжеронов. Таким образом,получается каркас крыла, на который натягиваются верхняя часть из нежесткого материала, поскольку она не несет нагрузки. Нижняя плоскости лопасти делается из жесткого материала, поскольку на нее воздействует подъемная сила, действующая на лопасть. В передней (наветренной) части лопасти нервюры имеют большую высоту, а в конце соответственно меньшую высоту. Новым является то, что для нервюр обеспечивают возможность менять свою высоту в зависимости от положения специального приводного механизма. Если ветер дует от начала к концу лопасти, то нервюры начала лопасти имеют высоту выше нервюр конца. Если ветер начинает дуть в противоположном направлении, с конца лопасти, то с помощью приводного механизма,воздействующего на все нервюры лопасти, высоту нервюр конца лопасти увеличивают, а высоту нервюр начала лопасти соответственно постепенно уменьшают. В этом случае подъемная сила лопасти при ветре, изменившем направление на прямо противоположное, увеличивается, что выравнивает их эффективности действия. Но при этом закрепленное на вал положение лопасти не меняется. Действие изобретения показывается на фигуре на примере применения кулачкового приводного механизма. Внутри лопасти перпендикулярно плоскости нервюр 1 проходит специальный вал 2 с кулачковыми механизмами 3,жестко закрепленными на этот вал под каждой нервюре. Кулачки сверху объединены единым лонжероном 4. При смене направления ветра на противоположное(показан пунктирно) вал механизма поворачивается по часовой стрелке в сторону ветра, и кулачки занимают место, при котором выпуклость лопасти будет обеспечена лонжероном 4, но уже со стороны изменившегося ветра. Толщина нервюры подветренной части уменьшается. При уже таком профиле и поток ветра по верхней части лопасти не будет срываться, что обеспечит высокую подъемную силу лопасти. А это даст повышенный вращающий момент и мощность ветродвигателю. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Лопасть ветродвигателя с аэродинамическим профилем, прикрепленная вдоль горизонтального вала, расположенного параллельно направлению ветра, отличающаяся тем, что содержит поперечные нервюры, которые образуют профиль лопасти, нижняя кромка нервюры не изогнута,верхняя кромка нервюры изогнута выпуклостью вверх, при этом нервюры соединяют с помощью продольных лонжеронов,внутри лопасти перпендикулярно плоскости нервюр проходит вал с кулачковыми механизмами, жестко закрепленными на этот вал под каждой нервюре, кулачки также сверху объединены единым лонжероном.