Ветродвигатель — SU 1778356 (original) (raw)
,Ияйственный ин 483533,1981,лучение электро асосов, мельниц отак попадает на м вала и колеей по ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ ТОРС КОМУ СВИДЕТЕЛ Ь(57) Использование: поэнергии для привода нСущность: воздушный илопасти между барабана Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для промышленного и частного использования с целью получения электроэнергии, привода насосов, мельниц и т.д.Известен ветродвигатель, содержащий размещенное в каркасе ветроколесо с подвижными лопастями, одни концы которых связаны с вертикальным валом, а на других концах укреплены катки, взаимодействующие с кольцевой колеей, расположенной эксцентрично относительно вала, поворотный направляющий аппарат, связанный с флюгером.Недостатком известного ветродвигателя является недостаточная мощность,Цель изобретения - повышение мощности,Цель достигается тем, что каждая лрпасть выполнена в виде двух связанных шарнирами частей, имеющих профили противоположной кривизны, при этом сумма хорд профилей каждой лопасти больше макмаксимальному расстоянию между ними, происходит поворот барабана с валом. После прохождения лопастями максимального расстояния начинается складывание лопастей в виде колена и таким образом выходят на минимальное расстояние между валом и колеей. Далее за счет инерционных сил, вихревого потока воздуха и тянущей силы поворота вала с барабаном, вращаемых таким же образом другой части лопастей, проходят эту зону отражательного щита, Лопасти вновь попадают в воздушный поток, подхватываются им, раскрываются и рабочий цикл повторяется, 2 ил,имального расстояния от оси вала до кольцевой колеи, а профили имеют радиусы, вели- Ячина которых определяется из соотношенияйвВпРВк, ГДЕ ВвЯпРЯк - РаДИУСЫ СООтветственно вала, профиля, колеи; направляющий аппарат выполнен в видешарнирно установленных створок, снабженных механизмом их принудительного открывания и закрывания с ограничительнымиупорами,На фиг.1 показано горизонтальное сечение предлагаемого ветродвигателя; нафиг.2 - сечение А-А на фиг.1,Ветродвигатель состоит из основания 1,на котором на катках 2 установлена горизонтальная круговая платформа 2 с кольцевой колеей (или рельсами) 4. Платформа 3снабжена сквозным вертикальным валом 5с опоркой пятой 6 на основании 1, При этомвал 5 установлен относительно кольцевойколеи (рельса) 4 платформы 3 с эксцентриситетом их осей, На валу 5 над платформой3 закреплен барабан 7, на нем равномернопо периметру шарнирно закреплены вертикальные трубы 8 с лопастями 9 дугообразного профиля. Таким образом барабан 7 является валом этих лопастей 9. Последние снабжены по концам вертикальными шарнирами 10 с обратными профилями дугообразными лопастями 11, которые на своих концах снабжены вертикальными трубами 12 с катками 13, входящими в кольцевые направляющие качения колеи (или пары рельс) 4. Обратные профили дуги лопастей 9 выполнены дугами встречно направлению ветра по максимальному расстоянию между валом 5 и колеей 4, а лопасти 11 - обратно. Примерное рекомендуемое отношение лопастей 11 к лопастям 9 порядка 2:1, а сумма хорд их профилей должна превышать максимальное расстояние от оси вала 9 до кольцевой колеи 4, При этом радиусы их дуг принимаются между радиусами кольцевой колеи (рельса) 4 и барабана (вала) 7, величина которь 1 х определяется из соотношения ВвЯпрВк, где Вв,йпрЯк - соответственно радиусы вала 5 (7), профиля лопаток 9 и 11 и колеи 4.Вертикальные шарниры 10 также снабжены катками 14, которые расположены в дополнительной кольцевой колее 15 на . платформе 3, выполненной с эксцентриситетом осей с валом 5 и колеей 4. Таким образом на платформе 3 выполнена колея 4по большой окружности и колея 15 по малой окружности эксцентрично с валом 5 и между собой.При ином выполнении лопастей 9 и 11 ветрадвигатель не работоспособен.С наветренной стороны на величину минимального расстояния между осью вала 5 и кольцевой колеи 4, по периметру последнего установлен отражательный щит 16. С обратной подветренной стороны платформа 3 снабжена двумя параллельными флюгерными стабилизаторами 17 с успокоительными пластинами 18 между ними, Над лопастями 9 и 11 с соответствующими устройствами их жестко закреплено горизонтальное перекрытие 19, выполненное ответно платформе 3, т.е, с теми же колеями 4 и 15 и узлом установки вала 5, образуя общий каркас,Нижний конец вала 5 под платформой 3 снабжен ведущей шестерней 20, непосредственно или через редуктор связанной с шестерней 21 привода генератора 22 электрической энергии, установленного соосно оси кольцевой колеи 4,Вал 5 может быть снабжен известными тормозными устройствами ручного или с центробежным механизмом регулирования скорости, а также может быть соединен с иным другим механизмом использованиямеханической энергии, например с приводом мельницы или насоса,С наветренной стороны на платформе 35 могут быть установлены направляющий аппарат в виде жестко или шарнирно закрепленных створок 23 на конце отражательногощита 16 и 24 в плоскости противоположногостабилизатора 17. В случае шарнирной их10 установки они снабжаются ограничительными упорами 25 и лебедками, связаннымис ними тросами.Ветродвигатель работает следующимобразом.15 Род действием ветра флюгерные стабилизаторы 17 устанавливаются по ветру иразворачивают за собой платформу 3, которая поворачивается по оси вала 5, обкатываясь на катках 2 на основании 1 вокруг20 негоПри этом при всех дальнейших поворотах при изменении направления ветра егошестерня 20 находится в постоянном контакте с шестерней 21, т,к. их взаимное положение не изменяется,25 Воздушный поток набегает между раскрытыми створками 23 и 24 и направляетсяими на лопасти 9 и 11 между барабаном 7,вала 5 и кольцевой колеей 4 по их максимальному расстоянию между собой. С на 30 ветренной стороны на лопастях 9 и 11ветровой воздушный поток создает повышенное давление, а за ними между стабилизаторами 17 - пониженное давление.Лопасти 9 и 11 на своих катках 13 и 1435 обкатываются в кольцевых колеях 4 и 15.Происходит поворот барабана 7 с валом 5.После прохождения лопастей 9 и 11 максимального расстояния между валом 5 и колеи4 по кольцевым колеям 4 и 15 начинается40 сближение их концов. Лопасти 9 и 11 складываются на шарнирах 10 в виде колена итаким образом выходят на минимальноерасстояние между валом 5 и колеей 4. Далееза счет инерционных сил; вихревого потока45 воздуха и тянущей силы поворота вала 5 сбарабаном 7, вращаемых таким же образомдругой части лопаток 11 и 9, проходят этузону отражательного щита 16, Вновь попадают в воздушный поток между створками50 23 и 24, подхватываются им как парусы,раскрываются в шарнирах 10 и далее совершают работу описанным образом. Вращаясь, вал 5 через шестерни (зубчатыеколеса) 20 и 21 приводит в работу генератор55 22, который выдает электрическую энергиюили иной потребитель механической энергии,Возможные боковые порывы ветра,.дей-ствуя на стабилизаторы 17, могут приводить в колебательное движение платформу 3, нот,к. последняя совершает колебательные движения вокруг вала 5, эти колебания не передаются на него и его ведущую шестерню 20 и тем самым исключаются толчки на потребитель его механической энергии. При этом успокоительные пластины 18, находясь в изолированном пространстве от ветра между стабилизаторами 17, демпфируют колебания платформы 3.Посредством лебедок с ручным или дистанционным приводом тросами возможна принудительная установка створок 23 и 24 от максимального их раскрытия вплоть до полного закрытия их проходного просвета в зависимости от скорости ветра от слабого до штормового. Крайние положения створок 23 и 24 фиксируются ограничительными упорами 25. При штормовом ветре створки 23 и 24 частично или полностью закрывают, чем частично или полностью снимают ветровую нагрузку с ветроколеса.Таким образом, предложенный ветродвигатель обеспечивает повышение мощно 1 б сти при общей простоте и надежности конструкции. Формула изобретения 5 Ветродвигатель, содержащий размещенные в каркасе ветроколесо с подвижными лопастями, одни концы которых связаны с вертикальным валом, а на других концах укреплены катки, взаимодействующие с 10 кольцевой колеей, расположенной эксцентрично относительно вала, поворотный направляющий аппарат, связанный с флюгером, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения мощности, каждая ло пасть выполнена в виде двух связанныхшарнирами частей, имеющих профили противоположной кривизны, при этом сумма хорд профилей каждой лопасти больше максимального расстояния от оси вала до коль цевой колеи, а профили имеют радиусы,. величина которых определяется из соотношения йвВпрВк, где йв,йпр,йк - радиусы соответственно вала, профиля, колеи.1778356 Составитель О. ПроТехред М.Моргента по рректор Н. Гунь ктор Заказ 4174 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж. Раушская наб 4/5 ри ГКНТ СС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10