Изобретение относится к области ветроэнергетики.
Известен ветродвигатель парусного типа, содержащий поворотную вокруг вертикальной оси и ориентированную по ветру закрылком-флюгером каретку-раму, на боковых стойках которой подвешен горизонтальный вал, приводимый в движение через кронштейны посредством парусов-щитов, и механизм управления (см. RU 2095620 С1, кл. F 03 D 3/02, 10.11.1997), принятый по совокупности существенных признаков за прототип.
Недостатками ветродвигателя являются низкий КПД (коэффициент полезного действия) и невысокие надежность и срок службы ветродвигателя.
Технический результат, заключающийся в увеличении критической скорости разрушения и срока службы ветродвигателя, обеспечивается за счет того, что в ветродвигателе парусного типа, содержащем поворотную вокруг вертикальной оси и ориентированную по ветру закрылком-флюгером каретку-раму, на боковых стойках которой подвешен горизонтальный вал, приводимый в движение через кронштейны посредством парусов-щитов, и механизм управления, согласно изобретению, в лобовой наклонной части рамы установлены аэродинамические обтекатели, сбрасывающие воздушный поток выше парусов-щитов, причем обтекатели приводятся в действие закрылком-флюгером через тросы и возвратные пружины.
При этом паруса-щиты выполнены без жесткой оси из профильного материала, а их периметр симметрично с обеих сторон усилен пирамидальными стяжками. Механизм управления парусов-щитов выполнен из 48- и 24-зубых звездочек с цепями, а горизонтальный вал изготовлен из трех сегментов с тросовой растяжкой.
На фиг.1 изображен общий вид ветродвигателя; на фиг.2 изображен вид паруса-щита ветродвигателя, вид спереди; на фиг.3 изображен вид паруса-щита с ребра; на фиг.4 изображен вид паруса-щита с торца; на фиг.5 изображен механизм управления парусами-щитами; на фиг.6 изображен горизонтальный вал с тросовой растяжкой, вид с торца.
Ветродвигатель содержит поворотную вокруг вертикальной оси каретку-раму 1, на боковых стойках (не показаны) которой подвешен горизонтальный трехсегментный с тросовыми растяжками вал 2 вместе с кронштейнами 3, 4, усиленными пирамидальными стяжками с обеих сторон, паруса-щиты 5, 6, 7, механизм управления из 24- и 48-зубых звездочек с цепями 8, механизм ориентации по ветру закрылок - флюгер 9 в хвостовой части, от которого через тросы 10, 11 в носовой наклонной части поворачиваются аэродинамические обтекатели в форме двух плоскостей 12, 13 с возвратными пружинами 14, 15.
Ветродвигатель работает следующим образом.
Напор воздушного потока давит на закрылок-флюгер 9 и каретка-рама 1 поворачивается по ветру. При скорости ветра 1,5 м/с паруса-щиты 5, 6, 7 начинают вращаться в верхнем положении в полную силу, а в промежуточных положениях - галсами, приводят в движение через кронштейны 3, 4 горизонтальный вал 2 с кольцевым генератором (не показан). Сами паруса-щиты 5, 6, 7 через механизм управления 8 вращаются вокруг своих осей в 2 раза медленнее вала 2. В механизме управления 8 три 48-зубые звездочки парусов-щитов 5, 6, 7 своими цепями двигаются по 24-зубым звездочкам, установленным на кронштейнах 3, 4, от которых 48-зубые звездочки через центральную цепь меняют свою циркуляцию вокруг центральной 48-зубой звездочки, установленной на боковой стойке. При скорости ветра более 4 м/с от закрылка-флюгера 9 через тросы 10, 11 наклоняются аэродинамические обтекатели 12, 13 и все выше парусов-щитов сбрасывают воздушный поток. Наклон обтекателей 12, 13 пропорционален размерам закрылка-флюгера 9 и обратно пропорционален усилию возвратных пружин 14, 15. Под действием порывов ветра более 13 м/с обтекатели 12, 13 прижимаются к обрезиненной каретке-раме 1, а при большем ветре сбрасывают воздушный поток выше парусов-щитов 5, 6, 7, предотвращая разрушение ветродвигателя. Уплотнение воздуха выше обтекателей 12, 13 просматривается во время снежной метели, мелкого косого дождя и задымления воздуха (аналогично обтекателям ходового мостика торпедного катера). Таким образом, при ветре более 4 м/с обороты ветродвигателя стабилизируется, а подвеска вала 2 на пружинах 14, 15 увеличивает срок службы ветродвигателя.
Эффективная парусность парусов-щитов 5, 6, 7 на валу 2, смещенном за центр каретки-рамы 1 (аналогично паруснику, двигающемуся навстречу ветру галсами со скользящим носовым парусом) с закрылком-флюгером 9 больше, чем эффективная парусность обтекателей 12, 13, обеспечивает работу ветродвигателя до скорости среднестатистического урагана с простоем менее 50% при среднем воздушном потоке 2 м/с.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ПАРУСНОЕ ВООРУЖЕНИЕ ГУСАКОВА (ПВГ) | 2012 |
|
RU2501707C1 |
САМОУСТАНАВЛИВАЮЩАЯСЯ ПАРУСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОТБОРА ЭНЕРГИИ ПОТОКА | 2011 |
|
RU2518763C2 |
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ТРАЕКТОРИЕЙ АЭРОСТАТА | 1999 |
|
RU2238217C2 |
ВЕТРОСИЛОВАЯ УСТАНОВКА (ВСУ) КАРУСЕЛЬНОГО ТИПА С ЦИКЛИЧНО ПЛАВНО КРУТЯЩИМИСЯ, В ПРОТИВОФАЗЕ РОТОРУ, СИММЕТРИЧНЫМИ ЛОПАСТЯМИ | 2009 |
|
RU2392490C1 |
Парусная ветроустановка | 2017 |
|
RU2669064C1 |
ВЕТРОСИЛОВАЯ УСТАНОВКА | 2007 |
|
RU2335428C1 |
ПАРУСНОЕ СУДНО | 1997 |
|
RU2178756C2 |
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПАРУСНАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ ЕЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ | 1999 |
|
RU2148524C1 |
СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КИНЕТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ВЕТРА НА ЛЕТАЮЩЕЙ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ | 2018 |
|
RU2697075C1 |
ВИНДРОТОРНЫЙ АЭРОСТАТНО-ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ | 2016 |
|
RU2637589C1 |
Изобретение относится к ветроэнергетике. Технический результат заключается в увеличении критической скорости разрушения и срока службы ветродвигателя. Ветродвигатель содержит поворотную каретку - раму с горизонтальным валом, кронштейны и паруса-щиты, вращающиеся при помощи механизма управления, из 24 и 48-зубых звездочек с цепями - в 2 раза медленнее горизонтального вала, в верхнем положении работающие на полный напор ветра, а в остальных положениях галсами; для ориентации на ветер в задней части рамы подвешен закрылок - флюгер, от которого при помощи тросов наклоняются аэродинамические обтекатели, установленные в лобовой наклонной части рамы, с возвратными пружинами и сбрасывающие воздушный поток выше парусов-щитов и главной оси и стабилизирующие оборот главного вала. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ | 1994 |
|
RU2095620C1 |
Горизонтальный ветряный двигатель | 1930 |
|
SU23258A1 |
Ветродвигатель Виталия Елескина | 1989 |
|
SU1686217A1 |
Ветроэлектрическая установка | 1988 |
|
SU1523710A1 |
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ | 1993 |
|
RU2044920C1 |
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ | 1990 |
|
RU2006667C1 |
US 4545729 А, 08.10.1985 | |||
ВОДОМЕТНЫЙ ДВИЖИТЕЛЬ | 2012 |
|
RU2540188C2 |
Авторы
Даты
2005-01-27—Публикация
2003-06-03—Подача