ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2001 года по МПК F03D1/00 

Описание патента на изобретение RU2165544C1

Изобретение относится к ветроэнергетике, касается конструкции ветродвигателей с постоянной скоростью вращения ветроколеса. Конструкция обеспечивает защиту ветродвигателя от разрушения при ураганной скорости ветра.

Известны ветродвигатели по а.с. N 1216415, 1346847, 1337548 и другие, в которых регулирование скорости вращения происходит за счет изменения центробежных сил регуляторов, возникающих с изменением числа оборотов ветродвигателя, такая система реагирует не на причину (усиление ветра), а на следствие - ускорение вращения. Поэтому получить постоянную скорость ветродвигателя невозможно, по этой же причине невозможно защитить ветродвигатель от перегрузок.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению является техническое решение по а.с. N 1242636, в котором регулирование скорости происходит только при возрастании крутящего момента.

В случае снятия нагрузки крутящий момент на рабочем валу не увеличится, следовательно, рабочие лопатки останутся на своих установочных углах, что приведет к увеличению скорости вращения при усилении ветра.

Цель изобретения - достижение постоянного числа оборотов ветродвигателя при любой скорости ветра.

Поставленная цель достигается следующим образом.

Сопряжение несущего вала со ступицей ветроколеса выполнено в виде подвижного шлицевого соединения, при этом валики поворота лопастей кинематически связаны между собой и несущим валом при помощи тяговой тарелки, закрепленной на торце несущего вала и шарнирных двузвенных рычагов, а регулятор мощности выполнен в виде пружины. надетой на вал между упором и подвижной ступицей, на которой установлен регулируемый трубчатый упор.

На фиг. 1 изображен многолопастной ветродвигатель с горизонтальной осью вращения рабочего вала; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Ветродвигатель содержит несущий вал 1, на шлицы которого установлена ступица 2, к которой крепятся поворотные лопасти 3, имеющие аэродинамический профиль, регулятор мощности, состоящий из пружины 4, упорной шайбы 5, регулировочной гайки 6, регулируемого трубчатого упора 7, тяговой тарелки 8, двузвенных шарнирных рычагов 9, валиков 10 поворота лопастей. Тяговая тарелка 8 крепится к торцу вала 1 переходником 11, на который надевается обтекатель 12 и прижимается коком 13.

Ветродвигатель работает следующим образом.

При отсутствии ветра пружина 4 сдвигает ступицу 2 по несущему валу 1 в исходное крайнее правое положение. Угол атаки лопастей 3 установлен 55-60o.

При малой скорости ветра (1-3 м/с) на лопастях 3, расположенных под углом (55-60o) к потоку, возникает подъемная сила, создающая крутящий момент на валу 1. Ветродвигатель приходит в движение, одновременно с возникновением подъемной силы на лопасти 3 действуют силы лобового сопротивления, направленные параллельно оси вала 3, которые стремятся сдвинуть ступицу 2 и сжать пружину 4. При малых скоростях ветра (1:3 м/сек) усилия пружины 4 хватает, чтобы удержать ступицу 2 в исходном положении и сохранить установленные углы атаки (55-60o). При необходимости жесткость пружины в исходном положении устанавливается регулировочной гайкой 6, навинченной на упор 5. При дальнейшем увеличении скорости ветра одновременно с увеличением подъемной силы увеличивается сила лобового сопротивления ветроколеса, которая сдвигает ступицу 2, сжимая пружину 4, при этом происходит разворот валиков 10 лопастей 3 под действием шарнирных двузвенных рычагов 9 и тяговой тарелки 8. Таким образом, автоматически изменяется угол атаки лопастей 3 в зависимости от скорости ветра. С увеличением скорости ветра угол атаки уменьшается, с уменьшением скорости ветра угол атаки увеличивается. При этом скорость вращения ветродвигателя остается практически постоянной.

При увеличении скорости ветра выше расчетной (10 м/с) лобовое сопротивление ветродвигателя растет, рабочая пружина 4 сжимается ступицей 2 до тех пор, пока трубчатый упор 7 не будет контактировать с упорной шайбой 5, соответственно угол атак лопастей 3 уменьшится до 0-3o. При необходимости упором 7 возможна установка углов атаки нулевой подъемной силы, когда лопасти 3 ветродвигателя полностью флюгируются при ураганной скорости ветра (свыше 25 м/с).

Похожие патенты RU2165544C1

название год авторы номер документа
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ 2011
  • Муфтахов Рузиль Ришатович
  • Хасанов Самат Мухаметович
  • Кандра Рулит
  • Афанасьев Юрий Викторович
  • Исмагилов Флюр Рашитович
  • Пашали Диана Юрьевна
RU2464444C1
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ 2001
  • Кесель Б.А.
  • Баширов А.А.
  • Воскобойников Д.В.
RU2193687C2
ВЕТРОВАЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 1994
  • Дибров Анатолий Трофимович
  • Дибров Жан Анатольевич
RU2078990C1
КРЫЛЬЧАТО-ПАРУСНАЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2012
  • Якимов Александр Иванович
  • Якимов Вадим Иванович
  • Якимов Юрий Александрович
  • Якимов Иван Тимофеевич
RU2526415C2
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЧАСТОТОЙ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ И ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2008
  • Бокарев Сергей Федорович
  • Коновалов Владимир Алексеевич
RU2364748C1
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ 1993
  • Жарков С.В.
RU2065079C1
ВЕТРОСИЛОВАЯ УСТАНОВКА "ОСА-2М" 1996
  • Емельянов Александр Григорьевич
RU2157921C2
ВЕТРОУСТАНОВКА 1996
  • Штубов К.Н.
  • Ольшевская В.Т.
RU2099590C1
ВЕТРЯНОЙ ДВИГАТЕЛЬ 2021
  • Алдохин Евгений Степанович
RU2788466C1
МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА ЛОПАСТЕЙ ВЕТРОКОЛЕСА 2004
  • Тучин Владимир Александрович
  • Бондарчук Владимир Федорович
  • Рыбаулин Василий Михайлович
RU2282052C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 165 544 C1

Реферат патента 2001 года ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветродвигателям с постоянной скоростью вращения ветроколеса. Технический результат, заключающийся в достижении постоянного числа оборотов ветродвигателя при любой скорости ветра, обеспечивается за счет того, что в ветродвигателе, содержащем несущий вал, установленное на нем рабочее колесо со ступицей и закрепленными на ней лопастями, регулятор мощности, согласно изобретению сопряжение несущего вала со ступицей выполнено в виде подвижного зацепления, при этом валики поворотных лопастей кинематически связаны между собой и с несущим валом при помощи тяговой тарелки, закрепленной на торце несущего вала, и шарнирных двузвенных рычагов, а регулятор мощности выполнен в виде пружины, надетой на вал между упором и подвижной ступицей, на которой закреплен регулируемый трубчатый упор. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 165 544 C1

Ветродвигатель, содержащий несущий вал, установленное на нем рабочее колесо со ступицей и закрепленными на ней лопастями, регулятор мощности, отличающийся тем, что сопряжение несущего вала со ступицей выполнено в виде подвижного зацепления, при этом валики поворотных лопастей кинематически связаны между собой и с несущим валом при помощи тяговой тарелки, закрепленной на торце несущего вала, и шарнирных двузвенных рычагов, а регулятор мощности выполнен в виде пружины, надетой на вал между упором и подвижной ступицей, на которой закреплен регулируемый трубчатый упор.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2001 года RU2165544C1

Ветродвигатель 1984
  • Шевченко Юрий Валерьянович
SU1242636A1
Ветроагрегат 1984
  • Шевченко Юрий Валерьянович
SU1216415A1
Ветроколесо 1986
  • Кудря Степан Александрович
  • Васько Петр Федосеевич
  • Шевченко Юрий Валерьянович
SU1346847A1
Регулятор скорости вращения ветроколеса 1985
  • Коваленко Владимир Иванович
  • Шевченко Юрий Валерьянович
  • Шевченко Валерий Николаевич
SU1337548A1
US 4257740 А, 24.03.1981
ПИРАЗОЛОПИРИДИНОВЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ КАК ИНГИБИТОРЫ НАДФН-ОКСИДАЗЫ 2009
  • Паж Патрик
  • Очард Майк
  • Лалё Бенуа
  • Гаджини Франческа
RU2538041C2

RU 2 165 544 C1

Авторы

Троянов В.Ф.

Даты

2001-04-20Публикация

1999-09-14Подача