ВЕТРОКОЛЕСО Российский патент 1995 года по МПК F03D1/04 F03D1/06 

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности для преобразования энергии ветра в механическую энергию.

Известные ветроколеса, содержащие решетчатый силовой каркас с прикрепленной к нему решеткой лопастей, тяжелы и сложны в изготовлении.

Ветроколесо [1] принятое за прототип, материалоемко, трудоемко в изготовлении, имеет малый КПД и малую надежность в работе.

Предлагаемое изобретение свободно от этих недостатков, а его внедрение позволит облегчить и упростить конструкцию.

Это достигается тем, что каркас состоит из обода, прикрепленного спицами к выступам центральной втулки, имеющей на поверхности гнезда для установки штанг, а в центре подвижный шток, при этом обод выполнен из сплющенной до эллипса трубы, по средней части которого расположены равнораспределенные отверстия для втулок, в которые с возможностью поворота установлены оси лопастей, а на их выступающих концах установлены двуплечие рычаги с втулками, имеющими отверстия для штифтов, при этом концы двуплечих рычагов при помощи миниосей соединены между собой тягами по всему периметру внутренней стороны обода, причем часть двуплечих рычагов, расположенных напротив периферийного конца штанг, входит в пазы на торце штанги, а на комлевом конце каждой штанги установлен эксцентриковый рычаг, шарнирно соединенный посредством связующего звена с подвижным штоком. А каждая спица прикреплена одним концом к заднему выступу центральной втулки, другим концом к переднему выступу, расположена по диагонали к передней кромке обода, огибает обод с наружной стороны, охватывая петлей гайку втулки.

Наружная и внутренняя стенки обода связаны между собой втулкой лопасти.

На фиг. 1 показана часть ветроколеса между двумя штангами; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1 (показано сечение обода по оси лопасти и штанги, соединенной с двуплечим рычагом); на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1 (показано сечение центральной втулки с размещенной в ней штоком, показаны гнезда для штанги); на фиг.4 вид по стрелке В на фиг.3 (показано соединение эксцентрикового рычага связующим звеном со штоком); на фиг. 5 вид по стрелке Г на фиг.2 (показана штанга с формой паза и эксцентриковым рычагом); на фиг.6 сечение Д-Д на фиг.2 (показана форма петли спицы и гайки); на фиг.7 показано расположение тяг, соединяющих двуплечие рычаги.

Примером конкретного выполнения служит ветроколесо, содержащее решетчатый силовой каркас и прикрепленную к нему решетку лопастей, где каркас состоит из обода 1, прикрепленного спицами 2 к выступам центральной втулки 3, имеющей на поверхности гнезда 4 для установки штанг 5, а в центре подвижный шток 6.

Обод 1 выполнен из сплющенной до эллипса трубы, по средней части которого расположены равнораспределенные отверстия для втулок 7, в которые с возможностью поворота установлены оси 8 лопастей 9, а на их выступающих концах установлены двуплечие рычаги 10 с втулками 11, имеющими отверстия для штифтов 12.

Концы двуплечих рычагов 10 при помощи миниосей 13 соединены между собой тягами 14 по всему периметру внутренней стороны обода 1. Часть двуплечих рычагов 10, расположенных напротив периферийного конца штанг 5, входит в пазы 15 на торце штанги 5, а на комлевом конце каждой штанги 5 установлен эксцентриковый рычаг 16, шарнирно соединенный посредством связующего звена 17 с подвижным штоком 6. А каждая спица 2 прикреплена одним концом к заднему выступу 18 центральной втулки 3, а другим концом к переднему выступу 19, расположена по диагонали к передней кромке 20 обода 1, огибая его с наружной стороны и охватывая петлей гайку 21 втулки 7. А наружная и внутренняя стенки обода 1 связаны между собой втулкой 7 лопасти 9.

Ветроколесо работает следующим образом.

Обод 1 жестко прикреплен спицами 2 к центральной втулке 3, оставляет открытым пространство, ограниченное ободом 1, через которое проходит воздушный поток, способствуя повышению на лопастях 9 силы тяги.

Поворот лопастей 9 производится от подвижного штока 6 через связующее звено 17, эксцентриковые рычаги 16 и штанги 5 с двуплечими рычагами 10, соединенными между собой, а соответственно и лопастями 9, тягами 14.

Штанги 5 служат только для передачи крутящего момента регулирования лопастей 9, и никакой другой нагрузки на себе нести не могут.

Спицы 2 работают только на растяжение, а обод 1 только на сжатие.

Использование: относится к ветроколесам и применяется в ветроэнергетике. Сущность изобретения: ветроколесо содержит обод 1, выполненный из сплющенной до элипса трубы, по средней части которого расположены равномерно распределительные отверстия для втулок 7, в которые с возможностью поворота установлены оси 8 лопастей 9, а обод крепится к центральной втулке спицами 2, где каждая спица прикреплена одним концом к заднему выступу, другим концом к переднему выступу, спицы расположены по диагонали к передней кромке 20 обода 1, огибают обод с наружной стороны, охватывая петлей гайку втулки 7. Поворот лопастей осуществляется при помощи штанг 5, установленных между ободом и центральной втулкой. Тяги 14 для регулирования лопастей размещены на внутренней стороне обода. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. ВЕТРОКОЛЕСО, содержащее решетчатый силовой каркас и прикрепленную решетку лопастей, отличающееся тем, что каркас состоит из обода, закрепленного спицами и выступам центральной втулки, имеющей на поверхности гнезда для установки штанг, а в центре подвижный шток, при этом обод выполнен из сплющенной до эллипса трубы, по средней части которого расположены равнораспределенные отверстия для втулок, в которые с возможностью поворота установлены оси лопастей, а на их выступающих концах установлены двуплечие рычаги с втулками, имеющими отверстия для штифтов, при этом концы двуплечих рычагов при помощи миниосей соединены между собой тягами по всему периметру внутренней стороны обода, причем часть двуплечих рычагов, расположенных против периферийного конца штанг, входит в пазы на торце штанги, а на комлевом конце каждой штанги установлен эксцентриковый рычаг, шарнирно соединенный посредством связующего звена с подвижным штоком. 2. Ветроколесо по п.1, отличающееся тем, что каждая спица прикреплена одним концом к заднему выступу центральной втулки, другим концом к переднему выступу, расположена по диагонали и передней кромке обода, огибает обод с наружной стороны и охватывает петлей гайку втулки. 3. Ветроколесо по п.1, отличающееся тем, что наружная и внутренняя стенки обода связаны между собой втулкой лопасти.