Механизм трансформации лопасти турбины

Название разработки

Механизм трансформации лопасти турбины

Новизна

Создана новая конструкция механизма трансформации лопасти турбины, за счет строения которой увеличиваются тяговые характеристики ветродвигателя.

Назначение

Преобразование энергии ветра в электрическую энергию.

Описание, характеристики

Разработка относится к области ветроэнергетики, в частности, к ветродвигателям с вертикальной осью вращения. Механизм трансформации лопасти турбины содержит основную часть лопасти, установленную на роторе турбины с возможностью поворота относительно вертикальной оси между механическими ограничителями. Связь основной части лопасти и закрылки состоит из первого зубчатого сегмента, жестко закрепленного на роторе соосно с осью вращения основной части лопасти, второго зубчатого сегмента, скрепленного с закрылком соосно с его геометрической осью, а также третьего зубчатого сегмента, установленного на основной части лопасти между первым и вторым зубчатыми сегментами, в зацеплении с ними, с возможностью поворота относительно вертикальной оси, проходящей через хорду основной части лопасти.

Предлагаемое устройство позволяет упростить конструкцию механизма трансформации лопасти турбины и устранить недостатки известных технических решений в этой области машиностроения. Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в том, что каждая лопасть выполнена из двух жестких составных частей, связанных между собой механизмом согласованного поворота; при свободном повороте лопастей под действием ветра их геометрия изменяется в соответствии с углом поворота относительно корпуса ротора и силы ветра, обеспечивая оптимальный выпукло-вогнутый аэродинамический профиль и, соответственно, увеличивая тяговые характеристики ветродвигателя.

Особенностью механизма трансформации является выполнение кинематической связи основной части лопасти и закрылки из зубчатых сегментов, зацепленных между собой. Предлагаемое техническое решение позволяет обеспечить плавную трансформацию профиля лопасти по мере ее пассивного поворота при вращении ротора.

Научная и практическая значимость

Предлагаемое устройство позволяет упростить конструкцию механизма трансформации лопасти турбины и устранить недостатки известных технических решений в этой области машиностроения.

Преимущества перед известными аналогами

Каждая лопасть выполнена из двух жестких составных частей, связанных между собой механизмом согласованного поворота; при свободном повороте лопастей под действием ветра их геометрия изменяется в соответствии с углом поворота относительно корпуса ротора и силы ветра, обеспечивая оптимальный выпукло-вогнутый аэродинамический профиль и, соответственно, увеличивая тяговые характеристики ветродвигателя.

Область(и) применения

Ветроэнергетика и электротехника

Правовая защита

Получены патенты на изобретения:

- №2542649 «Механизм трансформации лопасти турбины», дата регистрации в государственном реестре 22.01.2015 г.;

- №2542731 «Механизм трансформации лопасти турбины», дата регистрации в государственном реестре 23.01.2015 г.

Стадия готовности к практическому использованию

Создан прототип устройства

Авторы

Чебоксаров В.В., Кошель В.М.