ШАРНИРНО-ЛОПАСТНАЯ ТУРБИНА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2006 года по МПК F03D3/00 

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано как в ветроустановках небольшой мощности, так и в ветроэлектростанциях по большому диапазону мощностей.

Известна шарнирно-лопастная турбина, содержащая установленный на основании в подшипниках вертикальный вал, рабочее колесо, включающее закрепленные на валу держатели с упорами и размещенные между держателями лопасти, каждая из которых выполнена составной из аэродинамических профилей, установленных параллельно валу с возможностью поворота вокруг осей, проходящих через центры тяжести, причем крайние профили каждой лопасти взаимодействуют с упорами. Поверхность средней части каждого профиля с рабочей стороны выполнена гофрированно и с микровыступами, а профили каждой лопасти в рабочем положении примыкают друг к другу с образованием единого криволинейного элемента. Турбина снабжена дополнительными рабочими колесами, расположенными ярусами, причем рабочие колеса нижних ярусов имеют направление вращения, противоположное рабочим колесам верхних ярусов (см. описание изобретения к авторскому свидетельству №1622609 МПК F 03 D 9/00, публикация 23.01.91. г.).

Недостатком известного ветродвигателя является фактор самоторможения.

Лопасти, чтобы перейти из рабочего положения в холостое, должны перевернуться на 180°, при этом на лопасти действуют с ускорением три силы, турбулентное течение за колесом ветродвигателя начнет переворот лопасти толчком, в присутствии вращения рабочего колеса, приоткрывшись, они свободными концами попадут в поток ветра, к силе потока ветра почти одновременно прибавится центробежная сила вращения колеса, произойдет кратковременное закрывание в обратную сторону большей части пространства между держателями. Пока встречный поток уравновесит колебания лопастей ветродвигатель будет терять мощность. Второй неувязкой является то, что лопасти не будут параллельны при холостом ходе потоку ветра, хвосты лопастей под действием центробежной силы вращения колеса лягут гофрированными сторонами на встречный поток ветра, создадут дополнительное сопротивление, что приведет к торможению вращения рабочего колеса.

Задачей заявляемого изобретения является расширение диапазона использования.

Сущность изобретения заключается в следующем.

По первому варианту в шарнирно-лопастной турбине, содержащей установленный на основании в подшипниках вертикальный вал с держателями и упорами на концах, между держателями с возможностью поворота вокруг параллельных валу осей закреплены лопасти, причем крайние имеют возможность взаимодействовать с упорами, она содержит установленный на основании в подшипниках вертикальный вал с держателями и упорами на их концах, между держателями с возможностью поворота вокруг параллельных валу осей закреплены лопасти, причем крайние из них имеют возможность взаимодействовать с упорами, она содержит по кругу вертикальные опоры, связанные посередине замкнутым кронштейном, в верхней части перекладинами, образующие блок с отверстием в центре, на блоке смонтирован круг с опорами, которые в верхней части связаны замкнутой вертикальной дорожкой, взаимодействующей с колесами, на внутреннем периметре верхней ступени двухступенчатого круга, в нижней его части, закреплена ведущая шестерня, сопряженная с ведомыми шестернями, содержащими вертикально вниз валы с фланцами, в нижней ступени закреплена вертикальная бесконечная дорожка, взаимодействующая с редукторами, содержащими валы с фланцами посредством колес, закрепленных с возможностью регулировок на замкнутом кронштейне, по наружному периметру двухступенчатого круга закреплены горизонтально поля, образующие многоярусную катушку, установленную нижним полем посредством колес на бесконечные дорожки, на верхней поверхности верхнего поля закреплена конусом вверх крыша, на закрепленных шарнирно между полями верхней ступени и одинаково удаленных от двухступенчатого круга и между собой осях, шарнирно, одной стороной, закреплены трехшарнирные лопасти с рамами, вторые свободные стороны заневолены ограничителями, в рамах лопастей симметрично, вертикально и шарнирно установлены оси, на которых шарнирно, одним краем, закреплены крылья с рамами, вторые свободные края заневолены ограничителями, на закрепленных шарнирно между полями нижней ступени на разных окружностях, на одинаково удаленных от двухступенчатого круга и между собой осях, шарнирно, одной стороной, закреплены крылья с рамами, при этом крайние на одну треть своей длины вторые стороны заневолены ограничителями, в рамах крыльев многоярусной катушки симметрично, вертикально и шарнирно одной стороной - полуосями закреплены скрепленные подвижно тягами жалюзи, вторые свободные стороны заневолены через тяги и крайние элементы ограничителями, элементы жалюзей содержат окна, над которыми шарнирно, с заневоленными пружинами, закреплены перепускные клапана двухстороннего действия.

По второму варианту в шарнирно-лопастной турбине, содержащей установленный на основании в подшипниках вертикальный вал с держателями и упорами на концах, между держателями с возможностью поворота вокруг параллельных валу осей закреплены лопасти, причем крайние имеют возможность взаимодействовать с упорами, она содержит установленный на основании в подшипниках вертикальный вал с держателями и упорами на их концах, между держателями с возможностью поворота вокруг параллельных валу осей закреплены лопасти, причем крайние из них имеют возможность взаимодействовать с упорами, она содержит вертикальную цилиндрическую несущую конструкцию с опорами, которые сверху связаны перекладинами, образующими блок, на котором установлена конусная крыша, под перекладинами и в нижней части опоры прочно укреплены лентами, замкнутыми по кругу, с кронштейнами, на которых закреплены с возможностью регулировок редукторы с фланцами, связанными через горизонтальные валы с колесами, которые сопряжены с вертикальными дорожками, закрепленными на внутреннем периметре круга, по наружному периметру которого горизонтально жестко прикреплены поля, образующие многоярусную катушку, установленную посредством колес на бесконечные горизонтальные дорожки, на закрепленных между полями и одинаково удаленные от круга и между собой осях, шарнирно, одной стороной, закреплены трехшарнирные лопасти с рамами, вторые свободные стороны заневолены ограничителями, в рамах лопастей симметрично, вертикально и шарнирно установлены оси, на которых шарнирно, одним краем, закреплены крылья с рамами, вторые свободные края заневолены ограничителями, в рамах крыльев симметрично, вертикально и шарнирно одной стороной - полуосями закреплены скрепленные подвижно тягами, плоские прямоугольные жалюзи, вторые свободные стороны заневолены через тяги и крайние элементы ограничителями, элементы жалюзей содержат окна, над которыми шарнирно, с заневоленными пружинами, закреплены перепускные клапана двухстороннего действия.

По третьему варианту в шарнирно-лопастной турбине, содержащей установленный на основании в подшипниках вертикальный вал с держателями и упорами на концах, между держателями с возможностью поворота вокруг параллельных валу осей закреплены лопасти, причем крайние имеют возможность взаимодействовать с упорами, она содержит установленный на основании в подшипниках вертикальный вал с держателями и упорами на их концах, между держателями с возможностью поворота вокруг параллельных валу осей закреплены лопасти, причем крайние из них имеют возможность взаимодействовать с упорами, она содержит вертикальную цилиндрическую несущую конструкцию с опорами, которые сверху связаны перекладинами, образующими блок с отверстием в центре, под блоком закреплены балки, на которых установлен вертикальный вал на подшипниках посредством сдвоенной буксы, в средней и верхней части которого закреплены горизонтально поля, между которыми соосно валу закреплен круг, сверху, над полями, смонтирована крыша, а снизу закреплен соосно, вокруг несущей конструкции, круг, по внутреннему периметру которого закреплены, в верхней части на кронштейнах, бесконечная дорожка рабочей поверхностью вниз и установлена на колеса, которые закреплены на несущей конструкции посредством валов с фланцами, в нижней части вертикальная дорожка, взаимодействующая с горизонтальными колесами, которые установлены на кронштейнах с замкнутой лентой, с возможностью регулировок, и через редукторы связаны с фланцами посредством горизонтальных валов, на закрепленных шарнирно между полями на одинаково удаленных от вала и между собой осях закреплены шарнирно, одним краем, двухшарнирные крылья с рамами, вторые свободные стороны заневолены ограничителями, при этом часть крайних крыльев одношарнирные, другая часть закреплена на осях на одну треть своей длины, в рамах крыльев симметрично, вертикально и шарнирно одной стороной - полуосями закреплены скрепленные подвижно тягами жалюзи, вторые свободные стороны заневолены через тяги и крайние элементы ограничителями, элементы жалюзей содержат окна, над которыми шарнирно, с заневоленными пружинами, закреплены перепускные клапана двухстороннего действия.

По четвертому варианту в шарнирно-лопастной турбине, содержащей установленный на основании в подшипниках вертикальный вал с держателями и упорами на концах, между держателями с возможностью поворота вокруг параллельных валу осей закреплены лопасти, причем крайние имеют возможность взаимодействовать с упорами, она содержит установленный на основании в подшипниках вертикальный вал с держателями и упорами на их концах, между держателями с возможностью поворота вокруг параллельных валу осей закреплены лопасти, причем крайние из них имеют возможность взаимодействовать с упорами, она содержит вертикальную опору с горизонтальной площадкой на верхнем торце, по периметру которой жестко привязаны стойки, на верхних торцах которых закреплена замкнутая горизонтальная дорожка, которая жестко скреплена с выпуклым кругом с отверстием в центре, под которым на балках, связанных в торцах лентой, которая второй стороной закреплена в верхней части стоек, по периметрам дорожки и площадки закреплены проушины с растяжками, в торец опоры вставлен промежуточный вал, верхний торец которого жестко соединен с валом, на котором закреплена на подшипниках свободная букса, на нижнем подшипнике которой закреплен многоступенчатый шкив, над которым на подшипниках напрессована вторая букса, закрепленная к балкам, в верхней и средней части свободной буксы закреплены поля и между ними соосно валу вмонтирован круг, образующие катушку, установленную на замкнутую дорожку колесами, закрепленными на нижней полоске нижнего поля с помощью вилок, на закрепленные вертикально и шарнирно на одинаково удаленных от вала и между собой осях закреплены шарнирно одним краем двухшарнирные крылья с рамами, вторые свободные края заневолены ограничителями, в рамах крыльев симметрично, вертикально и шарнирно одной стороной - полуосями закреплены скрепленные подвижно тягами жалюзи, вторые свободные стороны заневолены через тяги и крайние элементы ограничителями, элементы жалюзей содержат перепускные клапана двухстороннего действия.

По пятому варианту в шарнирно-лопастной турбине, содержащей установленный на основании в подшипниках вертикальный вал с держателями и упорами на концах, между держателями с возможностью поворота вокруг параллельных валу осей закреплены лопасти, причем крайние имеют возможность взаимодействовать с упорами, она содержит установленный на основании в подшипниках вертикальный вал с держателями и упорами на их концах, между держателями с возможностью поворота вокруг параллельных валу осей закреплены лопасти, причем крайние из них имеют возможность взаимодействовать с упорами, она содержит вертикальную опору, на верхнем торце которой посредством втулки закреплена круглая площадка с поддоном, на которой с помощью стоек закреплен полый круг, сверху на него установлен цилиндрический круг с заглушкой, в которой закреплен вал с фланцем, на верхнем конце, с помощью подшипника, установлена крыша, связанная с полым кругом, по периметру которого закреплены проушины, на валу закреплены поля с цилиндрическим кругом, закрепленным соосно валу, между полями на закрепленных шарнирно, на разных окружностях на одинаково удаленных от вала и между собой осях шарнирно одним краем закреплены крылья, вторые свободные края заневолены ограничителями, в рамах крыльев симметрично, вертикально и шарнирно одной стороной - полуосями закреплены скрепленные подвижно тягами жалюзи, вторые свободные стороны заневолены, через тяги и крайние элементы ограничителями, элементы жалюзей содержат перепускные клапана двухстороннего действия.

Это позволят расширить диапазон использования.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 показана шарнирно-лопастная турбина, первый вариант, общий вид;

на фиг.2 - то же, разрез А-А;

на фиг.3 - то же, разрез В-В;

на фиг.4 - то же, вид С;

на фиг.5 показана шарнирно-лопастная турбина, второй вариант, общий вид;

на фиг.6 - то же, разрез Б-Б;

на фиг.7 показана шарнирно-лопастная турбина, третий вариант, общий вид;

на фиг.8 - то же, разрез Д-Д;

на фиг.9 - то же, разрез Г-Г;

на фиг.10 показана шарнирно-лопастная турбина, четвертый вариант, общий вид;

на фиг.11 - то же, разрез Е-Е;

на фиг.12 показана шарнирно-лопастная турбина, пятый вариант, общий вид;

на фиг.13 - то же, разрез 3-3.

Варианты устройства шарнирно-лопастных турбин.

По первому варианту шарнирно-лопастная турбина содержит расположенные вертикально по кругу опоры 1 (фиг.1), связанные сверху жестко скрепленными перекладинами 2, образующие с отверстием в центре блок 3, на котором соосно опорам 1 смонтирован цилиндрический круг 4 с опорами 5. В верхней части по наружному периметру круга 4 закреплена бесконечная вертикальная дорожка 6, взаимодействующая с колесами 7, закрепленными горизонтально посредством вилок 8 на внутреннем периметре в верхней его части двухступенчатого круга 9, установленного соосно вокруг опор 1, в нижней части закреплена вертикальная замкнутая дорожка 10, которая посредством колес 11, закрепленных с возможностью регулировки на кронштейне 12 связывающим по кругу в средней части опоры 1 и редукторов 13 снабженные каждый горизонтально расположенным валом 14 с фланцами 15 для крепления рабочей машины. В нижней части верхней ступени двухступенчатого круга 9 по внутреннему периметру закреплена ведущая шестерня 16, взаимодействующая с ведомыми шестернями 17, каждая содержит вертикальный вал 18 с фланцем 19, установленная на балке 2 фланцем вниз. По наружному периметру двухступенчатого круга 9 горизонтально закреплены поля 20 нижней ступени и поля 21 верхней, образующие многоярусную катушку 22 и сопловый аппарат 23, включающий поля 20, 21 и круг 9. На нижней поверхности нижнего поля 20 вертикально закреплены колеса 24 посредством вилок 25 и установлены на горизонтальные замкнутые дорожки 26. Между полями 21 на закрепленных шарнирно вертикальных, одинаково удаленных от двухступенчатого круга 9 и между собой осях 27 (фиг.2) закреплены шарнирно одной стороной прямоугольные трехшарнирные лопасти 28, вторые свободные стороны заневолены в движении и взаимодействуют с ограничителями 29 при нагрузке и ограничителями 30 при холостом ходе. Ограничители 29 и 30 расположены на полях 21 катушки 22 и имеют общие корпусы. Лопасти 28 содержат рамы 31 с ограничителями 32, в которых вертикально, симметрично и шарнирно закреплены оси 33, при этом крайняя ось 33 и ось 27 совмещены, на осях 33 шарнирно одним краем закреплены прямоугольные крылья 34, вторые свободные края заневолены ограничителями 35 при движении лопастей 28 против ветра и при движении по ветру ограничителями 32, расположенными на стенках 36 рам 31, при этом ограничители 35 расположены на полях 21, крылья 34 содержат прямоугольные рамы 37 (фиг.4) с вмонтированными в них симметрично, вертикально и шарнирно скрепленные подвижно тягами 38 плоские прямоугольные жалюзи 39, каждый элемент 40 жалюзей 39 содержит жестко закрепленные в продолжении одной из больших сторон полуоси 41, которыми жалюзи 39 установлены шарнирно в рамы 37, вторые свободные стороны заневолены через тяги 38 и крайние элементы 40 ограничителями 42 при движении крыльев 34 против ветра и ограничителями 43 при движении по ветру, расположенными на стенках 44 рам 37, каждый элемент 40 также содержит окна 45 с закрепленными шарнирно одной стороной параллельно линии внутреннего периметра и прижаты пружинами 46 перепускные клапана 47 двухстороннего действия, каждый клапан 47 состоит из рамки 48 и закрывающей ее окно 49 подпружиненной пружиной 50 пластины 51, которая служит вторым перепускным клапаном 52 противоположному клапану 47 действия. Между полями 20 (фиг.3) на закрепленных шарнирно вертикальных, одинаково удаленных от двухступенчатого круга 9 и между собой по разным окружностям на осях 33 закреплены шарнирно одним краем прямоугольные крылья 34, вторые свободные края заневолены расположенными на полях 20 ограничителями 53 при движении крыльев 34 против ветра и ограничителями 54 при движении по ветру. Крылья 34 при нагрузке представляют собой дугообразную ломаную пунктирную линию, образующую двухшарнирные лопасти 55, при этом крайние крылья 34 крепятся на одну треть длины и циклично играют роль четвертой стороны соплового аппарата 23. Крылья 34 описаны выше и обозначены цифрами 37-52, фиг.4. Для предохранения шарнирно-лопастной турбины от непогоды над ее конструкцией 56 закреплена, конусом вверх, конусообразная крыша 57.

Расхождения в наименованиях.

1. Основание - сумма деталей, обозначенных цифрами 1, 2, 3, 4, 5, 26, образуют основание.

2. Вертикальный вал - двухступенчатый круг 9.

3. Рабочее колесо - многоярусная катушка 22.

4. Подшипники - колеса 7 и 11.

5. Держатели - поля 20 и 21.

6. Упоры - ограничители 43.

7. Оси, параллельные валу - оси 33.

8. Лопасти - жалюзи 39.

По второму варианту шарнирно-лопастная турбина содержит, вертикальную цилиндрическую несущую конструкцию 58 (фиг.5, 6) с опорами 59, которые сверху связаны перекладинами 60, образующие блок 61 с закрепленной сверху неподвижной конусной крышей 62. По наружному периметру верхней и нижней части несущая конструкция 58 укреплена лентами 64, на которых с возможностью регулировок закреплены редукторы 13, каждый соединен с фланцем 15 через горизонтальный вал 14 и сверху колесами 65, сопряженными с вертикальными дорожками 66, закрепленными на внутреннем периметре круга 67, который соосно установлен вокруг несущей конструкции 58. По наружному периметру круга 67 горизонтально жестко прикреплены поля 21, образующие многоярусную катушку 68 и сопловый аппарат 69, установленную нижним полем 21 на горизонтальные замкнутые дорожки 26 посредством колес 24 с вилками 25, закрепленными на нижней плоскости поля 21. Детали катушки 68 описаны выше и обозначены цифрами 27-52, фиг.2, 4.

В описанной конструкции расхождения в наименованиях.

1. Основание - детали, обозначенные цифрами 58, 59, 61 и 26, образуют основание.

2. Вертикальный вал - круг 67.

3. Рабочее колесо - многоярусная катушка 68.

4. Подшипники-колеса 65.

5. Держатели-поля 21.

6. Упоры - ограничители 43.

7. Параллельные валу оси - оси 33.

8. Лопасти - жалюзи 39.

По третьему варианту шарнирно-лопастная турбина содержит вертикальную цилиндрическую несущую конструкцию 58 (фиг.7) с опорами 59, которые сверху связаны перекладинами 2, образующими блок 3 с отверстием в центре, под которыми горизонтально закреплены балки 70, на которых в центре установлен с помощью сдвоенной буксы 71 с подшипниками 72 вертикальный вал 73 с фланцами 74, в средней и верхней части которого закреплены горизонтально поля 75, между которыми соосно валу 73 закреплен круг 76, сверху над полем 75 смонтирована крыша 77, а под нижним полем 75 за его нижнюю плоскость соосно вокруг несущей конструкции 58 закреплен круг 78, по внутреннему периметру которого закреплены, в нижней части, замкнутая вертикальная дорожка 10, а в верхней части смонтирована на кронштейнах 79 бесконечная дорожка 80 рабочей поверхностью вниз, которая взаимодействует с колесами 81, установленными вертикально с помощью вала 82 с фланцами 83. Дорожка 10 взаимодействует с колесами 11, закрепленными горизонтально с возможностью регулировок, через редукторы 13 на кронштейнах 64 с замкнутой лентой 63. Редукторы 13 взаимодействуют с фланцами 15 через горизонтальные валы 14. По наружному периметру круга 78 закреплены поля 84, образующие с кругом 76 и полями 75 многоярусную катушку 85 и сопловый аппарат 23. На разных окружностях между полями 75 (фиг.8) на закрепленных шарнирно, вертикальных, одинаково удаленных от круга 76 и между собой осях 33 закреплены шарнирно одним краем двухшарнирные крылья 34, вторые свободные края заневолены ограничителями 86 при движении крыльев 34 против ветра и ограничителями 87 при движении по ветру, расположенными на полях 75, при этом крайние крылья 88 одношарнирные. Крылья 88 и 34 расположены, при нагрузке, дугой, при этом образуют одно - двухшарнирные лопасти 89, на разных окружностях между полями 84 (фиг.9) на закрепленных шарнирно, вертикальных, одинаково удаленных от круга 78 и между собой осях 33 закреплены шарнирно одним краем крылья 90, причем крайние закреплены на осях 33 на одну треть ее длинны, вторые свободные края заневолены ограничителями 53 при движении против ветра и ограничителями 54 при движении по ветру, при этом при нагрузке крылья 90 расположены в форме ломаной пунктирной линии и образуют двухшарнирную лопасть 91, крылья 34, 88 и 90 описаны выше и обозначены цифрами 37-52, фиг.4. В описываемой конструкции расхождение в наименованиях.

1. Основание - детали, обозначенные цифрами 58, 59, 2, 3, образуют основание.

2. Вертикальный вал - вертикальный вал 73.

3. Рабочее колесо - катушка 85.

4. Подшипники - подшипники 72.

5. Держатели - поля 84, 75.

6. Упоры - ограничители 43.

7. Параллельные валу оси - оси 33.

8. Лопасти - жалюзи 39.

По четвертому варианту шарнирно-лопастная турбина содержит вертикальную опору 92 (фиг.10) с площадкой 93, закрепленной горизонтально на верхнем конце торца 94 опоры 92, по периметру площадки 93 закреплены стойки 95, на верхних торцах которых закреплена наружной стороной замкнутая дорожка 96, вторая сторона скреплена жестко с выпуклым кругом 97, с отверстием в центре, на выпуклых балках 98, связанных в торцах лентой 99, которые второй стороной связывают стойки 95 в верхней части. По периметру дорожки 96 и площадки 93 закреплены проушины 100 с растяжками 101. В торец 94 опоры 92 вставлен промежуточный вал 102, в верхний торец 103 которого вставлен вертикальный вал 104, на котором закреплена на подшипниках 106 сдвоенная букса 105, над ним на подшипнике 106 которой закреплен многоступенчатый шкив 107, над ним 106 на подшипниках 108 напрессована вторая букса 109, закрепленная ножками 110 к выпуклым балкам 98. В верхней и средней части сдвоенной буксы 105 закреплены горизонтально поля 111, между которыми соосно валу 104 закреплен круг 76, образующий с полями 111 одноярусную катушку 112 и сопловый аппарат 23. Между полями 111 на вертикальных, закрепленных шарнирно одинаково удаленных от вала 104 и между собой осях 27 закреплены шарнирно одним краем двухшарнирные крылья 113, фиг.11, с рамами, вторые свободные края заневолены ограничителями 114 при движении крыльев 113 против ветра и ограничителями 115 при движении по ветру. Крылья 113 образуют двухшарнирные лопасти 116. Крылья 113 описаны выше и обозначены цифрами 37-52, фиг.4, кроме крайних элементов 117, которые больше размерами и любой формы, крепятся на осях 27 шарнирно одной третьей своей длины, на плоскости элементов 117 расположены перепускные сдвоенные клапана которые описаны выше и обозначены цифрами 45-52, фиг.4. Катушка 112 установлена на замкнутую дорожку 95 посредством колес 118 и вилок 119, фиг.10, закрепленных на нижней плоскости нижнего поля 111.

В описываемой конструкции расхождения в наименованиях.

1. Основание - опора 92.

2. Вертикальный вал - вертикальный вал 104.

3. Рабочее колесо - катушка 112.

4. Подшипники - подшипники 106, 108.

5. Держатели - поля 111.

6. Упоры - ограничители 43.

7. Параллельные валу оси - оси 33.

8. Лопасти - жалюзи 39.

По пятому варианту шарнирно-лопастная турбина содержит вертикальную опору 120 (фиг.12), на верхнем торце 121 посредством втулки 122 установлена горизонтально жестко скрепленная краями с выпуклым поддоном 123 круглая площадка 124, по периметру которой жестко прикреплены стойки 95, на верхних концах которых, по наружному периметру, закреплен круг 125 с заглушкой 126. В нижней части, по наружному периметру которого закреплен горизонтально полый диск 127 с проушинами 128 и растяжками 101 по его периметру. В центре заглушки 126 перпендикулярно на подшипниках 129 закреплен вал 130 с фланцем 74 на нижнем конце, сверху на верхний конец вала 130 на подшипнике 131 закреплена крыша 132 по периметру, которая соединена жестко стойками 113 с полым диском 127 и перекладинами 134 внутри. На валу 130 закреплены горизонтальные поля 135, между которыми, центрично валу 130, установлен цилиндрический круг 136, образующие катушку 142 и сопловой аппарат 23, по периметру которого закреплены неподвижные подкрылки 137, фиг.13. На закрепленных шарнирно на разных окружностях между полей 135 одинаково удаленных от вала 130 осях 33 закреплены шарнирно одним краем крылья 34, вторые свободные края заневолены ограничителями 138 при движении крыльев 34 против ветра и ограничителями 139 при движении по ветру. По касательной к оси 33 края полей 135 соединены жестко подкрылками 140. Крылья 34 описаны выше и обозначены цифрами 37-52, фиг.4. Крылья 34 под нагрузкой образуют с подкрылками 140 лопасти 141.

В описываемой конструкции расхождения в наименованиях.

1. Основание - опора 120.

2. Вертикальный вал - вал 130.

3. Рабочее колесо - катушка 142.

4. Подшипники - подшипники 129, 131.

5. Держатели-поля 135.

6. Упоры - ограничители 43.

7. Параллельные валу оси - оси 33.

8. Лопасти - жалюзи 39.

Шарнирно-лопастная турбина работает следующим образом.

По первому варианту поток ветра, проходящий между полей 20, 21, двухступенчатым кругом 9 и цикличными крайними крыльями 34 соплового аппарата 23 воздействует на лопасти 28 и 55 приводит во вращение катушку 22, при этом начинают вращательно-поступательные движение колеса 7 и 24 по замкнутым дорожкам 6 и 26 соответственно. Катушка 22, взаимодействующая с колесами 11 посредством бесконечной дорожки 10, приводит во вращательное движение редукторы 13, которые начинают передачу необходимого числа оборотов на фланцы 15 через валы 14 для привода рабочей машины. Одновременно ведущая шестерня 16, вращаясь и взаимодействуя с ведомыми шестернями 17, начинает передачу механической энергии вращения фланцам 19 через валы 18, при движении лопастей 28 и 55 по ветру, рамы 31 лопастей 28 прижаты к ограничителям 29, а рамы 37 крыльев 34 прижаты к ограничителям 32, крылья 34 лопастей 55 прижаты к ограничителям 54. Жалюзи 39 закрыты и крайними элементами 40 прижаты к ограничителям 43. При переходе лопастей 28 и 55 на встречный поток лопасти 28, ее свободные стороны, переместятся от ограничителей 29 к ограничителям 30, крылья 34 передвинутся к ограничителям 35 и 53, жалюзи 39 откроются и упрутся в ограничители 42, при этом сработают перепускные клапана с пружинами 50. Открывшись, клапана 52 нейтрализуют удар, возникающий в таких случаях сложением и ускорением трех сил, активный турбулентный поток за двухступенчатым кругом 9 начнет поворот крыльев 34 и жалюзей 39, приоткрывшись, жалюзи 39 попадут в поток ветра, почти одновременно прибавится центробежная сила вращающейся катушки 22, созданное давление откроет клапана 52, сработают на сжатие пружины 50, ударная волна воздуха войдет через открывшиеся окна 49 в рамках 48.

При движении лопастей 28 и 55 против ветра жалюзи 39 развернуты по направлению движения потока, при этом пространство, заключенное в рамах 37 крыльев 34, открыто и лопасти 28 и 55 оказывают минимальное сопротивление движению. При возрастании ветровой нагрузки на лопасти 28 и 55 срабатывают перепускные клапана 47 с пружинами 46, тем самым нагрузка на лопасти 28 и 55 снижается и шарнирно-лопастная турбина предохраняется от поломки.

По второму варианту шарнирно-лопастная турбина работает следующим образом. Поток ветра, проходящий между полей 21 и кругом 67 соплового аппарата 69, воздействует на лопасти 28, приводит во вращение катушку 68, при этом начинают вращательно-поступательное движение колеса 24 по замкнутым дорожкам 26. Катушка 68, взаимодействующая с колесами 65 посредством бесконечных дорожек 66, приводит во вращательное движение редукторы 13, которые начинают передачу вращения на фланцы 15 через валы 14, для привода рабочей машины. При движении лопастей 28 по ветру рамы лопастей 28 прижаты к ограничителям 29, а рамы 37 прижаты к ограничителям 32. Жалюзи 39 закрыты и крайними элементами 40 прижаты к ограничителям 43. При переходе лопастей 28 на встречный поток свободные стороны лопастей 28 переместятся от ограничителей 29 к ограничителям 30, крылья 34 передвинутся к ограничителям 35, жалюзи 39 откроются и упрутся в ограничители 42, при этом сработают перепускные клапана 52 с пружинами 50, ударная волна потока воздуха выйдет через открывшиеся окна 49 в рамках 48. При движении лопастей 28 против ветра жалюзи 39 развернуты по направлению движения потока, при этом пространство, заключенное в рамках 37 подкрылков 34, открыто и лопасти 28 оказывают минимальное сопротивление движению. При возрастании ветровой нагрузки на лопасти 28 срабатывают перепускные клапаны 47 с пружинами 46, тем самым нагрузка на лопасти 28 снижается и турбина шарнирно-лопастная турбина предохраняется от поломки.

По третьему варианту шарнирно-лопастная турбина работает следующим образом. Поток ветра, проходящий между полями 75, 84 (фиг.7) с двух сторон кругами 76 и кругом 78 с третьей стороны крайними крыльями 88 и 90 с четвертой соплового аппарата 23, воздействует на лопасти 89 и 91 приводит во вращение многоярусную катушку 85, при этом начинают вращательное движение колеса 11, сопряженные с бесконечной дорожкой 10, приводят во вращательное движение редукторы 13, которые начинают передачу вращения на фланцы 15 через валы 14, для привода рабочей машины. Колеса 81, взаимодействуя с горизонтальной дорожкой 80, передают вращение катушке 85 на фланцы 83 посредством валов 82. При движении лопастей 89 и 91 (фиг.8) по ветру крылья 88 прижаты к ограничителям 87, а крылья 90 к ограничителям 54, жалюзи 39 закрыты и прижаты к ограничителям 43, при движении против ветра крылья 88 повернутся к ограничителям 86, а крылья 90 к ограничителям 53, жалюзи 39 откроются и упрутся в ограничители 42, при этом сработают перепускные клапана 52 с пружинами 50, ударная волна потока воздуха выйдет через открывшиеся окна 49 в рамках 48. При движении лопастей 89 и 91 против ветра жалюзи 39 развернуты по направлению движения потока, при этом пространство, заключенное в рамах 37 крыльев 88 и 90, открыто и лопасти 89 и 91 оказывают минимальное сопротивление движению. При возрастании нагрузки на лопасти 89 и 91 срабатывают перепускные клапана 47 с пружинами 46, тем самым нагрузка на лопасти 89 и 91 снижается и шарнирно-лопастная турбина предохраняется от поломки.

Шарнирно-лопастная турбина по четвертому варианту работает следующим образом. Поток ветра, проходящий между полями 111 и кругом 76 соплового аппарата 23, воздействует на лопасти 116, приводит во вращение одноярусную катушку 112, при этом начинают вращательно-поступательное движение колеса 118 на замкнутой горизонтальной дорожке 96, одновременно начинает вращаться шкив 107. При движении лопастей 116 по ветру крылья 113 прижаты к ограничителям 115, при движении против ветра прижаты к ограничителям 114, жалюзи 39 и крайний элемент 117 закрыты и прижаты к ограничителям 43, при движении против ветра крылья 113 повернутся к ограничителям 115, жалюзи 39 откроются и упрутся в ограничители 42, при этом сработают перепускные клапана 52, в том числе на элементах 117 с пружинами 50, ударная волна потока воздуха выйдет через открывшиеся окна 49 в рамках 48. При движении лопастей 116 против ветра жалюзи 39 развернуты по направлению движения потока, при этом пространство, заключенное в рамках 37 крыльев 113, открыто и лопасти 116 оказывают минимальное сопротивление движению, при возрастании ветровой нагрузки на лопасти 116 срабатывают перепускные клапана 47 с пружинами 46, тем самым нагрузка на лопасти 116 снимается и шарнирно-лопастная турбина предохраняется от поломки.

Шарнирно-лопастная турбина по пятому варианту работает следующим образом. Поток ветра, проходящий между полями 135 и кругом 136 соплового аппарата 23, воздействует на лопасти 141, приводит во вращение одноярусную катушку 112 и вал 130 с фланцем 74, для привода рабочей машины. При движении лопастей 141 по ветру крылья 34 прижаты к ограничителям 139, при движении против ветра прижаты к ограничителям 138, жалюзи 39 закрыты и прижаты к ограничителям 43, при движении против ветра жалюзи 39 откроются и упрутся в ограничители 42, при этом сработают перепускные клапана 52, ударная волна потока воздуха выйдет через открывшиеся окна 49 в рамках 48, при движении лопастей 141 против ветра жалюзи 39 развернуты по направлению движения потока, при этом пространство, заключенное в рамах 37 крыльев 34, открыто и лопасти 141 оказывают минимальное сопротивление движению, при возрастании встречной нагрузки на лопасти 141 срабатывают перепускные клапана 47 с пружинами 46, тем самым нагрузка на лопасти 141 снижается и турбина шарнирно-лопастная предохраняется от поломки. При необходимости использования турбины в водном потоке ее снимают с опор 120, переворачивают и опускают в поток воды, турбина плавает за счет полого диска 127, работа лопастей повторяется только с обратным вращением.

Заявленное изобретение позволяет расширить диапазон использования.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Технический результат заключается в расширении диапазона использования турбины. Шарнирно-лопастная турбина содержит установленный на основании в подшипниках вертикальный вал с держателями и упорами на их концах, между держателями с возможностью поворота вокруг параллельных валу осей закреплены лопасти, причем крайние из них имеют возможность взаимодействовать с упорами, согласно изобретению она содержит по кругу вертикальные опоры, связанные посередине замкнутым кронштейном, в верхней части перекладинами, образующие блок с отверстием в центре, на блоке смонтирован круг с опорами, которые в верхней части связаны замкнутой вертикальной дорожкой, взаимодействующей с колесами, на внутреннем периметре верхней ступени двухступенчатого круга, в нижней его части, закреплена ведущая шестерня, сопряженная с ведомыми шестернями, содержащими вертикально вниз валы с фланцами, в нижней ступени закреплена вертикальная бесконечная дорожка, взаимодействующая с редукторами, содержащими валы с фланцами посредством колес, закрепленных с возможностью регулировок на замкнутом кронштейне, по наружному периметру двухступенчатого круга закреплены горизонтально поля, образующие многоярусную катушку, установленную нижним полем посредством колес на бесконечные дорожки, на верхней поверхности верхнего поля закреплена конусом вверх крыша, на закрепленных шарнирно между полями верхней ступени и одинаково удаленных от двухступенчатого круга и между собой осях, шарнирно, одной стороной, закреплены трехшарнирные лопасти с рамами, вторые свободные стороны заневолены ограничителями, в рамах лопастей симметрично, вертикально и шарнирно установлены оси, на которых шарнирно, одним краем, закреплены крылья с рамами, вторые свободные края заневолены ограничителями, на закрепленных шарнирно между полями нижней ступени на разных окружностях, на одинаково удаленных от двухступенчатого круга и между собой осях, шарнирно, одной стороной, закреплены крылья с рамами, при этом крайние на одну треть своей длины, вторые стороны заневолены ограничителями, в рамах крыльев катушки симметрично, вертикально и шарнирно одной стороной - полуосями закреплены, скрепленные подвижно тягами, жалюзи, вторые свободные стороны заневолены через тяги и крайние элементы, ограничителями, элементы жалюзей содержат окна, над которыми шарнирно, с заневоленными пружинами, закреплены перепускные клапана двухстороннего действия. Предложено пять вариантов выполнения шарнирно-лопастной турбины. 5 н.п. ф-лы, 13 ил.

1. Шарнирно-лопастная турбина, содержащая установленный на основании в подшипниках вертикальный вал с держателями и упорами на их концах, между держателями с возможностью поворота вокруг параллельных валу осей закреплены лопасти, причем крайние из них имеют возможность взаимодействовать с упорами, отличающаяся тем, что она содержит по кругу вертикальные опоры, связанные посередине замкнутым кронштейном, в верхней части перекладинами, образующие блок с отверстием в центре, на блоке смонтирован круг с опорами, которые в верхней части связаны замкнутой вертикальной дорожкой, взаимодействующей с колесами, на внутреннем периметре верхней ступени двухступенчатого круга в нижней его части закреплена ведущая шестерня, сопряженная с ведомыми шестернями, содержащими вертикально вниз валы с фланцами, в нижней ступени закреплена вертикальная бесконечная дорожка, взаимодействующая с редукторами, содержащими валы с фланцами посредством колес, закрепленных с возможностью регулировок на замкнутом кронштейне, по наружному периметру двухступенчатого круга закреплены горизонтально поля, образующие многоярусную катушку, установленную нижним полем посредством колес на бесконечные дорожки, на верхней поверхности верхнего поля закреплена конусом вверх крыша, на закрепленных шарнирно между полями верхней ступени и одинаково удаленных от двухступенчатого круга и между собой осях шарнирно одной стороной закреплены трехшарнирные лопасти с рамами, вторые свободные стороны заневолены ограничителями, в рамах лопастей симметрично, вертикально и шарнирно установлены оси, на которых шарнирно одним краем закреплены крылья с рамами, вторые свободные края заневолены ограничителями, на закрепленных шарнирно между полями нижней ступени на разных окружностях, на одинаково удаленных от двухступенчатого круга и между собой осях шарнирно одной стороной закреплены крылья с рамами, при этом крайние на одну треть своей длины вторые стороны заневолены ограничителями, в рамах крыльев многоярусной катушки симметрично, вертикально и шарнирно одной стороной - полуосями закреплены скрепленные подвижно тягами жалюзи, вторые свободные стороны заневолены через тяги и крайние элементы ограничителями, элементы жалюзи содержат окна, над которыми шарнирно с заневоленными пружинами закреплены перепускные клапаны двухстороннего действия.2. Шарнирно-лопастная турбина, содержащая установленный на основании в подшипниках вертикальный вал с держателями и упорами на их концах, между держателями с возможностью поворота вокруг параллельных валу осей закреплены лопасти, причем крайние из них имеют возможность взаимодействовать с упорами, отличающаяся тем, что она содержит вертикальную цилиндрическую несущую конструкцию с опорами, которые сверху связаны перекладинами, образующими блок, на котором установлена конусная крыша, под перекладинами и в нижней части опоры прочно укреплены лентами, замкнутыми по кругу, с кронштейнами, на которых закреплены с возможностью регулировок редукторы с фланцами, связанными через горизонтальные валы с колесами, которые сопряжены с вертикальными дорожками, закрепленными на внутреннем периметре круга, по наружному периметру которого горизонтально, жестко прикреплены поля, образующие многоярусную катушку, установленную посредством колес на бесконечные горизонтальные дорожки, на закрепленных между полями и одинаково удаленных от круга и между собой осях, шарнирно, одной стороной, закреплены трехшарнирные лопасти с рамами, вторые свободные стороны заневолены ограничителями, в рамах лопастей симметрично, вертикально и шарнирно установлены оси, на которых шарнирно одним краем закреплены крылья с рамами, вторые свободные края заневолены ограничителями, в рамах крыльев симметрично, вертикально и шарнирно одной стороной - полуосями закреплены, скрепленные подвижно тягами, плоские прямоугольные жалюзи, вторые свободные стороны заневолены через тяги и крайние элементы ограничителями, элементы жалюзей содержат окна, над которыми шарнирно, с заневоленными пружинами закреплены перепускные клапаны двухстороннего действия.3. Шарнирно-лопастная турбина, содержащая установленный на основании в подшипниках вертикальный вал с держателями и упорами на их концах, между держателями с возможностью поворота вокруг параллельных валу осей закреплены лопасти, причем крайние из них имеют возможность взаимодействовать с упорами, отличающаяся тем, что она содержит вертикальную цилиндрическую несущую конструкцию с опорами, которые сверху связаны перекладинами, образующими блок с отверстием в центре, под блоком закреплены балки, на которых установлен вертикальный вал на подшипниках посредством сдвоенной буксы, в средней и верхней части которого закреплены горизонтально поля, между которыми соосно валу закреплен круг, сверху над полями смонтирована крыша, а снизу закреплен соосно вокруг несущей конструкции круг, по внутреннему периметру которого закреплены в верхней части на кронштейнах бесконечная дорожка рабочей поверхностью вниз и установлена на колеса, которые закреплены на несущей конструкции посредством валов с фланцами, в нижней части вертикальная дорожка, взаимодействующая с горизонтальными колесами, которые установлены на кронштейнах с замкнутой лентой, с возможностью регулировок, и через редукторы связаны с фланцами посредством горизонтальных валов, на закрепленных шарнирно между полями на одинаково удаленных от вала и между собой осях закреплены шарнирно одним краем двухшарнирные крылья с рамами, вторые свободные стороны заневолены ограничителями, при этом часть крайних крыльев одношарнирные, другая часть закреплена на осях на одну треть своей длины, в рамах крыльев симметрично, вертикально и шарнирно одной стороной - полуосями закреплены скрепленные подвижно тягами жалюзи, вторые свободные стороны заневолены через тяги и крайние элементы ограничителями, элементы жалюзи содержат окна, над которыми шарнирно с заневоленными пружинами закреплены перепускные клапаны двухстороннего действия.4. Шарнирно-лопастная турбина, содержащая установленный на основании в подшипниках вертикальный вал с держателями и упорами на их концах, между держателями с возможностью поворота вокруг параллельных валу осей закреплены лопасти, причем крайние из них имеют возможность взаимодействовать с упорами, отличающаяся тем, что она содержит вертикальную опору с горизонтальной площадкой на верхнем торце, по периметру которой жестко привязаны стойки, на верхних торцах которых закреплена замкнутая горизонтальная дорожка, которая жестко скреплена с выпуклым кругом с отверстием в центре, под которым на балках, связанных в торцах лентой, которая второй стороной закреплена в верхней части стоек, по периметрам дорожки и площадки закреплены проушины с растяжками, в торец опоры вставлен промежуточный вал, верхний торец которого жестко соединен с валом, на котором закреплена на подшипниках свободная букса, на нижнем подшипнике которой закреплен многоступенчатый шкив, над которым на подшипниках напрессована вторая букса, закрепленная к балкам, в верхней и средней части свободной буксы закреплены поля и между ними соосно валу вмонтирован круг, образующие катушку, установленную на замкнутую дорожку колесами, закрепленными на нижней полоске нижнего поля с помощью вилок, на закрепленных вертикально и шарнирно на одинаково удаленных от вала и между собой осях закреплены шарнирно одним краем двухшарнирные крылья с рамами, вторые свободные края заневолены ограничителями, в рамах крыльев симметрично, вертикально и шарнирно одной стороной - полуосями закреплены скрепленные подвижно тягами жалюзи, вторые свободные стороны заневолены через тяги и крайние элементы ограничителями, элементы жалюзи содержат перепускные клапаны двухстороннего действия.5. Шарнирно-лопастная турбина, содержащая установленный на основании в подшипниках вертикальный вал с держателями и упорами на их концах, между держателями с возможностью поворота вокруг параллельных валу осей закреплены лопасти, причем крайние из них имеют возможность взаимодействовать с упорами, отличающаяся тем, что она содержит вертикальную опору, на верхнем торце которой посредством втулки закреплена круглая площадка с поддоном, на которой с помощью стоек закреплен полый круг, сверху на него установлен цилиндрический круг с заглушкой, в которой закреплен вал с фланцем, на верхнем конце с помощью подшипника установлена крыша, связанная с полым кругом, по периметру которого закреплены проушины, на валу закреплены поля с цилиндрическим кругом, закрепленным соосно валу, между полями на закрепленных шарнирно на разных окружностях на одинаково удаленных от вала и между собой осях шарнирно одним краем закреплены крылья, вторые свободные края заневолены ограничителями, в рамах крыльев симметрично, вертикально и шарнирно одной стороной - полуосями закреплены скрепленные подвижно тягами жалюзи, вторые свободные стороны заневолены через тяги и крайние элементы ограничителями, элементы жалюзи содержат перепускные клапаны двухстороннего действия.