Ветроколесо

(51) 03 7/00 (2010.01) 03 7/04 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ низких скоростях ветра и ее преобразование в полезную работу. Ветроколесо содержит криволинейные лопасти 1, закрепленные на внешней поверхности кольца 2,дополнительные лопасти 3 жестко закрепленные своей криволинейной частью с внутренней поверхностью кольца 2 и осью 4. Каждая лопасть 1 и 3 установлена с наклоном относительно оси 4. Ветроколесо снабжено коническим обтекателем 5,жестко закрепленным на оси 4 с наветренной стороны и обращенным основанием к лопастям 1,причем диаметральное расстояние между лопастями 1 превышает диаметр основания обтекателя 5. Кроме того, ось 4 имеет с одной стороны обтекатель 5, а с другой - ось закреплена в трубе 6 с возможностью вращения. Труба 6 скобой 7 жестко прикреплена к поворотно-опорному механизму 8,установленному на стойке 9.(72) Дробинский Александр Васильевич Мирхаткызы Гульназ(73) Товарищество с ограниченной ответственностью Инновационный Евразийский университет(57) Изобретение относится к ветротехнике, связано с использованием энергии ветра,как альтернативного источника энергии и может быть использовано в ветродвигателях различного назначения и мощности. Техническим результатом является более эффективное использования энергии ветра,возможность выработки механической энергии при Изобретение относится к ветротехнике, связано с использованием энергии ветра, как альтернативного источника энергии и может быть использовано в ветродвигателях различного назначения и мощности. Известно ветроколесо (Патент РФ 2229034, 03 3/06, опубл. 20.05.2004), содержащее полутраверсы,штанги,размещенные на концах траверс перпендикулярно им и в плоскости ветроколеса. На штангах расположены аэродинамические элементы,выполненные в виде двух расположенных последовательно в плоскостях, перпендикулярных штанге,в одинаковой последовательности сориентированных по окружности ветроколеса пластин одинаковой формы, разного размера, с элементами регулирования лобового сопротивления потоку ветра. Поскольку крутящий момент на оси ветроколеса возникает за счет разницы лобовых сопротивлений противоположно расположенных аэродинамических элементов, то коэффициент использования энергии ветра данным ветроколесом достаточно низкий, что является его существенным недостатком. Известно ветроколесо парусного типа (Патент РФ 2373425 03 1/06, опубл. 20.11.2009),содержащее ступицу с трубчатыми спицами, на которых закреплены лопасти в виде треугольника,которые выполнены в виде парусных оперений. Их вершина размещена у ступицы, а основание соединено с натяжной тягой, которая соединена с упругими элементами,ослабляющих силу натяжения парусных оперений при порывах ветра. Конструкция ветроколеса позволяет обеспечить безопасность от поломок при внезапных резких порывах ветра. Недостатком данного ветроколеса является низкий коэффициент использования энергии ветра по причине отсутствия устройства, усиливающего скорость потока ветра, направляемого на лопасти. Известно также ветроколесо с осью вращения,совпадающей с направлением ветра (Патент РФ 2391555, 03 1/06, опубл. 10.06. 2010), содержащее связанный с осью жесткий каркас с выступающими из него наклоненными вперед, на ветер стержнями,являющимися осями лопастей. Лопасти навешены на оси несимметрично так, что большая часть лопасти расположена с подветренной стороны,массы частей сбалансированы относительно оси. Каждая лопасть связана с каркасом пружиной кручения с возможностью отклонения. Каркас спереди закрыт направленным вершиной вперед конусом. На наружной боковой поверхности конуса укреплены жесткие лопатки, опоясанные по окружности основания конуса цилиндром с окнами напротив каждой лопатки. Недостатком известного ветроколеса является то,что расположение лопаток и окон в цилиндре не обеспечивает эффективное использованию энергии дополнительного потока ветра, направляемого конусом и лопатками через окна цилиндра на лопасти. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ветроколесо (Патент СССР 1790735,03/ 1/06,опубл.23.01.1993),содержащее криволинейные лопасти, связанные при помощи стержней с втулкой. Ветроколесо снабжено осью и коническим обтекателем, втулка установлена на оси с возможностью вращения, обтекатель закреплен на оси с наветренной стороны и обращен основанием к лопастям, причем диаметральное расстояние между лопастями превышает диаметр основания обтекателя. Ось имеет с одной стороны обтекатель,с другой - флюгер и поворотно-опорную часть,установленную на стойке. Недостатком ветроколеса является низкий коэффициент использования энергии ветра за счет того, что при диаметральном расстоянии между лопастями большем диаметра основания обтекателя часть потока ветра проходит в зазоре, минуя лопасти и не совершая работы, отсутствие устройства позволяющего передавать кинетическую энергию ветроколеса для дальнейшего преобразования в полезную работу. В связи с этим поставлена задача, разработать ветроколесо с повышенным коэффициентом использования энергии ветра,снабженного устройством передачи механической энергии ветроколеса. Техническим результатом является более эффективное использования энергии ветра,возможность выработки механической энергии при низких скоростях ветра и ее преобразование в полезную работу. Это достигается за счет того, что в известном ветроколесе, содержащем криволинейные лопасти,ось, конический обтекатель и поворотно-опорный механизм, предлагается ветроколесо дополнительно снабдить кольцом,внутренняя поверхность которого соединена с лопастями,жестко закрепленными на оси и воспринимающими дополнительный поток ветра, поступающий между кольцом и основанием конического обтекателя. Внешняя поверхность кольца соединена с криволинейными лопастями, воспринимающими основной поток ветра. Ось, с возможностью вращения,закреплена в трубе жестко прикрепленной к поворотно-опорному механизму. Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 показано ветроколесо, вид сбоку. На фиг.2 показано ветроколесо, вид спереди со стороны обтекателя. На фиг.3 показано ветроколесо, вид сверху. Ветроколесо содержит криволинейные лопасти 1, закрепленные на внешней поверхности кольца 2,дополнительные лопасти 3 жестко закрепленные своей криволинейной частью с внутренней поверхностью кольца 2 и осью 4. Каждая лопасть 1 и 3 установлена с наклоном относительно оси 4. Ветроколесо снабжено коническим обтекателем 5,жестко закрепленным на оси 4 с наветренной стороны и обращенным основанием к лопастям 1,причем диаметральное расстояние между лопастями 1 превышает диаметр основания обтекателя 5. Кроме того, ось 4 имеет с одной стороны обтекатель 5, а с другой - ось закреплена в трубе 6 с 2 возможностью вращения. Труба 6 скобой 7 жестко прикреплена к поворотно-опорному механизму 8,установленному на стойке 9. Установка работает следующим образом. Ветровой поток поступает на обтекатель 5. Обтекателем 5 увеличивается скорость потока ветра,поступающего на криволинейные лопасти 1 и в меньшем количестве на лопасти 3. Криволинейные лопасти 1 воспринимают основной поток,внутренние лопасти 3 - поток, проходящий через зазор у основания обтекателя. Силы основного потока ветра действуют равномерно по всей длине лопастей 1, а силы дополнительного потока ветра,поступающего между кольцом 2 и основанием конического обтекателя 5 действуют равномерно на лопасти 3. Возникающие силы создают вращающий момент на оси 4, приводя ее во вращение. Предлагаемое ветроколесо позволяет использовать максимум энергии потока ветра,повышает коэффициент использования его энергии, а получаемая кинетическая энергия вращающейся оси может быть полезно использована, например, в качестве привода различных механизмов или генераторов энергии. Изобретение может быть использовано в качестве привода в экологически чистых альтернативных источниках энергии. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Ветроколесо,содержащее криволинейные лопасти, ось, конический обтекатель и поворотноопорный механизм, отличающееся тем, что ветроколесо дополнительно содержит кольцо,внутренняя поверхность которого соединена с лопастями, жестко закрепленными на оси, а внешняя поверхность кольца соединена с криволинейными лопастями, при этом ось закреплена в поворотно-опорном механизме с возможностью вращения.