ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК F03D3/00 

Изобретение относится к ветроэнергетике, касается ветродвигателей со складными парусными лопастями.

Известна лопасть ветродвигателя, содержащая две поворотные створки, шарнирно соединенные между собой и снабженные ограничителем поворота, лопасть дополнительно содержит эластичную оболочку, каждая створка выполнена в виде соединенного с оболочкой каркаса с системой струн, а ограничители поворота в виде гибких тяг, закрепленных на каркасе (см. а.с. N 1255737, кл. F 03 D 3/00).

Известен ветродвигатель, содержащий вал, прикрепленные к нему радиальные траверсы, связанные с ними складные парусные лопасти и элементы складывания лопастей, выполненные в виде ветроприемных пластин, тангенциально установленных на траверсах с возможностью перемещения вдоль них (см. а.с. N 1463949, кл. F 03 D 3/00).

Недостатками известного устройства являются жесткое закрепление радиальных траверс на валу и связанные с этим громоздкость, значительные габариты ветродвигателя; прямой профиль парусных лопастей.

Задачей изобретения является создание такого ветродвигателя, который позволил бы осуществлять складывание парусных лопастей вдоль вала и поворот вала в вертикальной плоскости для возможности установки устройства на подвижном транспортном средстве, а также придание парусным лопастям аэродинамического профиля.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве, содержащем вал с радиальными траверсами, связанные с ними складные парусные лопасти и элементы складывания лопастей, траверсы установлены на валу с возможностью продольного перемещения, лопасти шарнирно установлены на траверсах, вал имеет верхнюю шейку с винтовой спиралью, в которой размещен палец, неподвижно закрепленный в верхней траверсе, при этом элементы складывания лопастей представляют собой зубчатое зацепление, образованное зубчатками на торцах лопастей и зубчатыми рейками вала, нижняя траверса подпружинена пружиной сжатия, а вал шарнирно установлен на основании с возможностью поворота в вертикальной плоскости.

Выполнение траверс с возможностью продольного перемещения позволяет с помощью зубчатого зацепления (зубчатка на торцах лопастей рейки вала) осуществлять поворот лопаток с парусами в рабочее и транспортное положение.

Установка пружины сжатия позволяет осуществлять перемещение траверс, а следовательно, установку лопастей с парусами в рабочее положение.

Оснащение шейки вала винтовой спиралью при взаимодействии спирали с пальцем верхней траверсы позволяет осуществлять поворот последней для получения аэродинамического профиля парусов.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства в рабочем положении; на фиг. 2
устройство в транспортном положении; на фиг. 3 траверса; на фиг. 4 вид "А" на фиг. 3; на фиг. 5 распорная втулка.

Ветродвигатель содержит вал 1, на котором с возможностью продольного перемещения установлены верхняя 2 и нижняя 3 траверсы. На шарнирах 4 траверс 2, 3 с возможностью поворота смонтированы лопасти 5. На шейке 6 вала 1 выполнена винтовая канавка 7, в которой размещен палец 08, неподвижно закрепленный в верхней траверсе 2.

Элементы складывания лопастей 5 представляют собой зубчатое зацепление, образованное зубчатками 9 на торцах лопастей 5 и рейками 10 вала 1. Между траверсами 2 и 3 установлена распорная втулка 11 со сквозным пазом. Траверсы 2 и 3 через распорную втулку 11 поджаты пружиной сжатия 12.

Верхняя траверса 2, кроме продольного перемещения, может поворачиваться на шейке 6 вала 1 благодаря взаимодействию пальца 8 с винтовой канавкой 7.

Для предотвращения поворота нижней траверсы 3 и втулки 11 на валу 1 установлена шпонка 14.

Вал 1 шарнирно установлен на основании 15 с возможностью поворота в вертикальной плоскости. Для фиксации вала 1 в рабочем положении служит фиксатор 16.

Не резьбовой части 17 вала 1 установлена гайка 18, одним торцом упирающаяся в траверсу 2.

Устройство работает следующим образом.

В процессе движения транспортного средства устройство находится в положении, указанном на фиг. 2, вал 1 со сложенными лопастями 5 и парусами 18 находится в горизонтальном положении. Подзарядку аккумулятора, например, автомобиля, проводят в следующем порядке.

Устройство устанавливают в рабочее положение, для чего вал 1 поворачивают в вертикальной плоскости и закрепляют на основании 15 с помощью фиксатора 16. Поворачивают гайку 18 против часовой стрелки. Под действием пружины 12 траверса 3, втулка 11 и траверса 2 перемещаются вдоль вала 1 вверх. Зубчатки 9, находящиеся в зацеплении с рейками 10 вала 1, поворачиваясь на шарнирах 4, устанавливают лопасти 5 в горизонтальное рабочее положение. При этом лопасти 5 упираются в поверхности 19 траверс 2 и 3. Паруса 13 распрямляются между парусами 5. При дальнейшем перемещении траверсы 2 палец 8, скользя по винтовой спирали 7, способствует повороту траверсы 3 с лопастями 5 на шейке 6 вала 1 на необходимый угол. При этом паруса 13 приобретают аэродинамический профиль.

При наличии рабочей скорости ветра происходит вращение лопастей 5. При этом вращение передается на вал электрогенератора (не показан), который вырабатывает электроэнергию, поступающую к аккумулятору транспортного средства, в результате чего осуществляется подзарядка аккумулятора.

Для установки устройства в транспортное положение необходимо произвести следующие операции.

Поворачивают гайку 18 по часовой стрелке. При этом гайка 18 перемещает траверсы 2 и 3 с распорной втулкой 11 вдоль вала 1 к основанию 15, пружина 121 сжимается. Траверса 2 разворачивается на шейке 6 вала 1 и устанавливается в исходное положение. При дальнейшем перемещении траверс 2 и 3 благодаря взаимодействию зубчаток 9 с рейками 10 вала 1 лопасти, поворачиваясь на шарнирах 4, устанавливаются вдоль вала 1 (фиг. 2). При этом лопасти 5 устанавливаются в пазах втулки 11.

Фиксатор 16 ставят в нейтральное положение, вал 1 поворачивают в вертикальной плоскости и укладывают в горизонтальное положение (фиг. 2).

Таким образом, складывание парусных лопастей вдоль вала и поворот вала в вертикальной плоскости позволяют устанавливать ветродвигатель в горизонтальное-транспортное и вертикальное-рабочее положение при оснащении им подвижного транспортного средства, например автомобиля.

Кроме того, осуществление поворота на валу верхней траверсы с лопастями позволяет придать парусам аэродинамический профиль.

Таким образом, конструкция устройства позволяет эксплуатировать его на подвижном транспорте, не превышая транспортных габаритов. Кроме того, придание парусам аэродинамического профиля повышает эффективность устройства.

Использование: в ветроэнергетике, касается ветродвигателей со складными парусными лопастями. Сущность изобретения: устройство содержит траверсы, которые установлены на валу с возможностью продольного перемещения, лопасти шарнирно установлены на траверсах, вал имеет верхнюю шейку с винтовой спиралью, в которой размещен палец, неподвижно закрепленный в верхней траверсе, при этом элементы складывания лопастей представляют собой зубчатое зацепление, образованное зубчатками на торцах лопастей и зубчатыми рейками вала, нижняя траверса подпружинена пружиной сжатия, а вал шарнирно установлен на основании с возможностью поворота в вертикальной плоскости. 5 ил.

Ветродвигатель, содержащий вал с радиальными траверсами, связанные с ними складные парусные лопасти и элементы складывания лопастей, отличающийся тем, что траверсы установлены на валу с возможностью продольного перемещения, лопасти шарнирно установлены на траверсах, вал имеет верхнюю шейку с винтовой спиралью, в которой размещен палец, неподвижно закрепленный в верхней траверсе, при этом элементы складывания лопастей представляют собой зубчатое зацепление, образованное зубчатками на торцах лопастей и зубчатыми рейками вала, нижняя траверса подпружинена пружиной сжатия, а вал шарнирно установлен на основании с возможностью поворота в вертикальной плоскости.