LT2009083A

LT2009083A - Vertikalios ašies vėjo jėgainė

Info

Publication number: LT2009083A
Application number: LT2009083A
Authority: LT
Inventors: Dainius MAČYS
Original assignee: Dainius MAČYS
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-05-25
Also published as: LT5751B

Abstract

Vertikalios ašies vėjo jėgainė priskiriama prie vėjo motorų su sukimosi ašimi statmena vėjo krypčiai. Vėjo jėgainė turi sparnus, išdėstytus ant vertikalios ašies vėjo jėgainės. Jos sparnuotė patalpinta į kubo formos rėmą, kurio keturiose šoninėse kraštinėse išdėstytos vertikalios žaliuzės pasuktos tam tikru kampu kubo formos rėmo apatinės kraštinės atžvilgiu. Tarp kiekvieno iš sparnų ir gretimo sparno yra tarpas. Sparnuotė gali būti sudaryta iš trijų ir daugiau sparnų.

Description

1 VERTIKALIOS AŠIES VĖJO JĖGAINĖ

Technikos sritis

Vertikalios ašies vėjo jėgainė priskiriama prie vėjo motorų su sukimosi ašimi statmena vėjo krypčiai.

Technikos lygis

Vertikalios ašies vėjo jėgainių veikimo principas, kai vėjo srautas nukreipiamas tiesiogiai į naudingą spamuotės pusę, aprašytas patentuose W0030580, EP1398500, JP2003042055. Šiuo būdu oro srautas nėra pristabdomas. Tačiau oro srautas pasiekia tik dalį spamuotės paviršiaus, dėl ko mažėja naudingo veikimo koeficientas. Jis mažėja dar ir todėl, kad vėjas vienu metu veikia abi spamuotės puses, tokiu būdu spamuotės naudingo veiksmo koeficientą mažina vėjo jėga veikianti į priešingą spamuotės pusę, be to, didelis tokios konstrukcijos trūkumas yra tas, kad ją reikia reguliuoti pagal vėjo kryptį, o tai mažina jėgainės efektyvumą ir visą konstrukciją daro sudėtinga.

Artimiausias analogas yra aprašytas Europos patente 1540176 A2, vertikalios ašies vėjo jėgainė su vėją nukreipiančiomis plokštėmis. Plokštės yra išdėstytos apskritimu, tai irgi duoda ženklų efektyvumo padidėjimą.

Tačiau, apskritimu išdėstytos plokštės turi tokių trūkumų: 1. Vėjo srautas į naudingą spamuotės pusę yra pristabdomas, kadangi apskritimu išdėstytos plokštės yra pasuktos vienodu kampu ir tai sudaro vėjui kliūtį tiesiogiai patekti į naudingą spamuotės pusę. Be to vėjo poveikis į priešingą spamuotės pusę nėra pilnai sustabdomas, tuo pačiu yra prarandama dalis naudingo veikimo koeficiento. 2. Naudingo vėjo srauto kiekis yra apie 15% mažesnis. Apvali nukreipiančiųjų konstrukcija į tokio pačio dydžio spamuotę nukreipia mažesnę oro masę nei kvadratinė nukreipiančiųjų konstrukcija. 3. Sudėtinga konstrukcija. 2 Išradimo esmė

Siūlomo išradimo esmė yra ta, kad siekiant padidinti vėjo jėgainės naudingo veikimo koeficientą, vėjo jėgainės sparnuote yra sumontuota kubo formos korpuse, kurio visose keturiose šoninėse sienelėse yra vertikalios žaliuzės įstatytos į rėmą skirtingais kampais. Žaliuzės yra statomos tokiais kampais, kad visa vėjo energija būtų nukreipta į reikiamą spamuotės pusę, o priešingai spamuotės pusei tektų minimalus vėjo energijos kiekis. Žaliuzės yra montuojamos iš visų keturių šonų, tokiu būdu spamuotės veikimas nepriklauso nuo vėjo krypties. Sumontavus spamuotę aukščiau aprašytame korpuse su vėją nukreipiančiais segmentais spamuotės sukimosi greitis padidėja 25%-30%, tuo pačiu padidėja ir vertikalios ašies vėjo jėgainės naudingo veikimo koeficientas.

Specialiai sukonstruota yra ir besisukanti jėgainės dalis - sparnuote. Siekiant optimalaus oro srautų jėgos panaudojimo tarp kiekvieno iš sparnų ir gretimo sparno yra tarpas, kuris leidžia nukreipti oro srautą į visą gretimo sparno paviršių.

Sparnuote yra trijų sparnų, kurie išdėstyti 120 laipsnių kampu, vėjas sparne nėra sustabdomas, o praslysdamas sparnu yra nukreipiamas į sekantį sparną, tokiu būdu geriau išnaudojama vėjo energija.

Sparnuote sudaryta iš išorinių ir vidinių segmentų. Prie segmentų kniedijimo arba kitu būdu tvirtinami spamuotės sparnai.

Sparnuote montuojama aukščiai aprašytame korpuse su vėją nukreipiančiomis žaliuzėmis.

Trumpas brėžiniu figūrų aprašymas

Fig. 1 - spamuotės bendras vaizdas a) aksonometrinė projekcija ir b) vaizdas iš viršaus; Fig. 2 - spamuotės bendras vaizdas su karkasu, a) aksonometrinė projekcija ir b) vaizdas iš viršaus; Fig. 3 - oro srauto nukreipimo skydas su žaliuzėmis a) vaizdas iš viršaus ir b) vaizdas iš šono; Fig. 4 - jėgainės bendras vaizdas su žaliuzėmis, a) aksonometrinė projekcija ir b) vaizdas iš viršaus; Fig. 5 - jėgainės vaizdas a) iš šono ir b) aksonometrinė projekcija; Fig. 6 - jėgainė su 4 sparnais a) aksonometrinė projekcija ir b) vaizdas iš viršaus. 3 Išradimo realizavimas Vėjo jėgainė su sparnais, išdėstytais ant vertikalios ašies, kur vėjo jėgainės sparnuote patalpinta į kubo formos rėmą, kurio keturiose šoninėse kraštinėse išdėstytos vertikalios žaliuzės, pakreiptos atitinkamai 85°-105°, 110°-130°, 125°-145°, 135°-155° ir 150°-170° kubo formos rėmo apatinės kraštinės atžvilgiu. Be to tarp kiekvieno iš sparnų ir gretimo sparno yra tarpas, kuris leidžia nukreipti oro srautą j visą gretimo sparno paviršių tai leidžia optimaliai paskirstyti oro srautus. Kiekvieno spamuotės sparno radiusas yra nuo 0,75 iki 1,2 L (atstumo nuo sparno galo iki spamuotės sukimosi ašies), sparno ilgis yra nuo 0,8 iki 1,1 L, o atstumas nuo sparno galo iki gretimo sparno segmento pradžios yra nuo 1,2 iki 1,4 L. Sparnuote gali būti sudaryta iš trijų ir daugiau sparnų, o tokiu atveju keturių sparnų spamuotėje sparno išlenkimo radiusas yra 1,2 - 1,5 L.

Pateikiama vertikalios ašies vėjo jėgainė su vėją nukreipiančiomis žaliuzėmis pasižymi labai aukštu efektyvumu, sparnuote pradeda suktis nuo 1-2 m/s vėjo greičio. Generatoriaus optimali galia pasiekiama nuo 5 m/s vėjo greičio, generatoriaus galingumas priklauso nuo spamuotės dydžio. Taip pat yra galimybė naudoti kelias spamuotės ir vieną elektros generatorių. Tam tikslui yra padaryta galimybė pritvirtinti korpusus su spamuotėmis vieną ant kito, vertikaliai, o sparnuočių ašis sujungti movomis.

Ji gali būti panaudota ten, kur reikia gauti elektros energiją neprisijungiant prie jokių elektros tinklų. Išradimą galima panaudoti ir didžiuosiuose Lietuvos miestuose Vilniuje ir Kaune, kurių priemiesčių dalis išsidėsčiusi aukštose vietose bei Klaipėdoje, kuri yra prie jūros.

Claims

4 IŠRADIMO APIBRĖŽTIS 1. Vertikalios ašies vėjo jėgainė su sparnais, išdėstytais ant vertikalios ašies, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad vėjo jėgainės sparnuote patalpinta į kubo formos rėmą, kurio keturiose šoninėse kraštinėse išdėstytos vertikalios žaliuzės, pakreiptos atitinkamai 85°-105°, 110°-130°, 125Μ450,135M550 ir 150°-170° kubo formos rėmo apatinės kraštinės atžvilgiu. 2. Vėjo jėgainė pagal 1 punktą, besiskirianti tuo, kad, tarp kiekvieno iš sparnų ir gretimo sparno yra tarpas, skirtas nukreipti oro srautą į visą gretimo sparno paviršių tai leidžia optimaliai paskirstyti oro srautus. 3. Vėjo jėgainė pagal 1, 2 punktus, besiskirianti tuo, kad kiekvieno spamuotės sparno radiusas yra nuo 0,75 iki 1,2 L, sparno ilgis yra nuo 0,8 iki 1,1 L, o atstumas nuo sparno galo iki gretimo sparno segmento pradžios yra nuo 1,2 iki 1,4 L. 4. Vėjo jėgainė pagal 1-3 punktus, besiskirianti tuo, kad sparnuote gali būti sudaryta iš trijų ir daugiau sparnų. 5. Vėjo jėgainė pagal. 4 punktą, besiskirianti tuo, kad keturių sparnų spamuotėje sparno išlenkimo radiusas yra 1,2 - 1,5 L.