ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1998 года по МПК F03D7/06 

Изобретение относится к ветроэнергетическим агрегатам и может быть использовано для создания ветроэнергетических установок повышенной мощности.

Известны устройства для преобразования энергии ветра в механическую энергию, в которых на вращающейся несущей конструкции установлены поворотные лопасти, угол поворота которых изменяется с помощью специального механизма.

Известен механизм поворота лопастей ветродвигателя, содержащий приводное устройство типа виндроз, механическая энергия которого через редуктор, двухступенчатую шестерню и промежуточное звено, состоящее из закрепленных на горизонтальных валах шестерен, передается на шестерни лопастей ветродвигателя для установки их под оптимальным углом к воздушному потоку (см. а.с. СССР N 1714187, МКИ⁵ F 03 D 7/06, 1992 г.).

Недостатком этого решения является сложность конструкции. Кроме того, механизм поворота един для всех лопастей на несущей системе.

Известен ветродвигатель, содержащий поворотные лопасти, размещенные с возможностью поворота и установленные на несущем основании с вертикальной осью вращения, механизм поворота лопастей (см. а.с. СССР N 1721288, МКИ⁵ F 03 D 7/06, 1992 г.).

По большинству признаков и по технической сущности данное техническое решение наиболее близко к предлагаемому решению и может рассматриваться в качестве прототипа.

Основные недостатки этого устройства заключаются в низкой эффективности работы из-за ограниченного рабочего диапазона каждой лопасти, угол поворота которых зависит от углового положения ротора несущей системы; в невозможности значительного увеличения мощности установки из-за единого механизма поворота для всех лопастей, в котором от одного флюгера осуществляется установка одновременно всех лопастей и не учитываются колебания направления ветра в местах нахождения лопастей.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является упрощение и повышение эффективности работы устройства.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, выражается в увеличении рабочего диапазона каждой лопасти по углу поворота ротора, увеличении мощности за счет исключения крупногабаритного единого механизма поворота лопастей.

Поставленная задача решается тем, что ветродвигатель, содержащий установленные на несущем основании с вертикальной осью вращения поворотные лопасти, размещенные с возможностью поворота, механизм поворота лопастей, отличается тем, что ось поворота лопасти установлена вертикально, при этом для каждой лопасти установлен механизм поворота, включающий флюгер и цепную передачу от флюгера к оси поворота лопасти с передаточным отношением один к двум.

Сопоставительный анализ существенных признаков заявляемого решения и признаков аналогов и прототипа свидетельствует о его соответствии критерию "новизна".

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак "... для каждой лопасти установлен механизм поворота, включающий флюгер и цепную передачу ..." дает возможность устанавливать угол поворота лопасти с учетом конкретного направления ветра в том месте, где находится лопасть.

Признак ". .., включающий ... цепную передачу от флюгера к оси поворота лопасти с передаточным отношением 1/2 ..." дает возможность расширить рабочий диапазон каждой лопасти.

На фиг. 1 схематично показан ветродвигатель на виде прямо; на фиг. 2 - вид ветродвигателя сверху; на фиг. 3 - схема поворота лопастей под действием ветра, где α- угол, образуемый между плоскостью лопасти и радиусом несущей конструкции; β- угол, образуемый между направлением ветра и перпендикуляром к радиусу несущей конструкции на оси поворота лопасти.

На чертежах показаны несущая конструкция 1, опорная поверхность 2, лопасти 4, механизм поворота 4, флюгер 5 и цепная передача 6.

Ветродвигатель состоит из несущей конструкции 1, выполненной в виде кольца, опирающегося на опорную поверхность 2. На свободной стороне несущей конструкции 1 установлены лопасти 3 с возможностью поворота в горизонтальной плоскости. Каждая лопасть 3 оснащена автономным механизмом поворота 4, состоящим из флюгера 5 и цепной передачи 6 с передаточным отношением один к двум.

Ветродвигатель работает следующим образом. При монтаже ветродвигателя механизм поворота лопастей устанавливают таким образом, чтобы флюгера и лопасти располагались в одной плоскости, причем флюгер был повернут в сторону от лопасти.

При работе ветродвигателя каждый флюгер 5 устанавливается по направлению ветра. При этом через цепную передачу 6 соответствующая лопасть 3 разворачивается таким образом, чтобы угол β между направлением ветра и перпендикуляром к радиусу несущей конструкции на оси поворота лопасти был в два раза больше угла α, образуемого между плоскостью лопасти 3 и радиусом несущей конструкции (см. фиг. 3). Это дает возможность устанавливать угол поворота лопасти 3 с учетом конкретного направления ветра в том месте, где находится лопасть, что значительно расширяет рабочий диапазон каждой лопасти по углу поворота несущей конструкции 1.

Изобретение относится к ветроэнергетическим агрегатам и может быть использовано для создания ветроэнергетических установок повышенной мощности. Ветродвигатель состоит из несущей конструкции в форме кольца, опирающейся на опорную поверхность, на свободной стороне которой установлены лопасти. Каждая лопасть оснащена автономным механизмом поворота, состоящим из флюгера и цепной передачи с передаточным отношением один к двум. Это дает возможность устанавливать угол поворота лопасти с учетом конкретного направления ветра в том месте, где находится лопасть, что значительно расширяет рабочий диапазон каждой лопасти по углу поворота несущей конструкции. 3 ил.

Ветродвигатель, содержащий установленные на несущем основании с вертикальной осью вращения лопасти, размещенные с возможностью поворота с вертикальной осью, механизм поворота лопастей, отличающийся тем, что для каждой лопасти установлен механизм поворота, включающий флюгер и цепную передачу от флюгера к оси поворота лопасти с передаточным отношением один к двум.