КАРУСЕЛЬНЫЙ ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2008 года по МПК F03D3/00 

Изобретение относиться к ветротехнике и может быть использовано для преобразования энергии движущегося потока в механическую энергию, в частности для привода электрического генератора.

Известен ветроагрегат, содержащий вертикальный вал с закрепленными на нем горизонтальными кронштейнами, лопасти, тяги, поршневой демпфер (см. SU 1456639 А1, Кл. F03D 3/02, 07.02.1989).

Известный ветродвигатель имеет сложную конструкцию и невысокий КПД.

Известен пьезопреобразователь с поперечным сжатием пластин, содержащий кристалл-пластину в виде плоского параллепипеда, размещенный между обкладками, с которых снимаются электрические разряды (см. Приборостроение и средства автоматики, справочник в пяти томах. Том 2, книга I /Под редакцией С.С.Щедровицкого, стр.431, фиг.25).

Известен карусельный ветродвигатель, содержащий вертикальный вал, радиальные лопасти, каждая из которых выполнена в виде прикрепленной к валу рамы и установленных в ней с возможностью поворота относительно горизонтальных осей параллельных пластин, причем удаленный от вала край каждой пластины отогнут на острый угол от ее плоскости, по совокупности существенных признаков принятый в качестве ближайшего аналога (прототипа) изобретения (см. SU, 1537885 А1, кл. F03D 3/00, 23.01.1990, 2С).

К недостаткам ветродвигателя относится низкий КПД, невысокая надежность при больших скоростях ветра, большая металлоемкость и в его конструкции не предусмотрено получение дополнительного количества, например, электрической энергии.

Технический результат заключается в упрощении конструкции, уменьшении металлоемкости, повышении надежности и КПД ветродвигателя, получении дополнительного количества электрической энергии, и все это обеспечивается за счет того, что в ветродвигателе, содержащем вертикальный вал, подвижные и неподвижные лопасти, соединенные шарнирами и плоские пружины, согласно изобретению к валу жестко прикреплены неподвижные лопасти, через шарниры связанные с подвижными лопастями. К подвижным лопастям, к их наружным краям, через изоляционные пластины прикреплены пьезопреобразователи, а плоские пружины жестко прикреплены снаружи к неподвижным лопастям, в горизонтальном положении, к которым (к подвижным изогнутым их частям) прикреплены изоляционные пластины, контактирующие с обкладками пьезопреобразователя, связанные через электрические провода с низкотоковыми потребителями.

На чертежах изображена схема карусельного ветродвигателя, где на фиг.1 - общий вид без торцевых лопастей, на фиг.2 - пьезопреобразователь, на фиг.3 - вид на преобразователь с торца.

Ветродвигатель содержит вертикальный вал 1, к которому жестко прикреплены неподвижные лопасти 2 (4 шт.), через шарниры 3 связанные с подвижными лопастями 4. К подвижным лопастям 4, к их наружным краям, через изоляционные пластины 5 прикреплены пьезопреобразователи, состоящие из кристалла-пластины 6 и обкладок 7. Плоские пружины 8 жестко прикреплены снаружи к неподвижным лопастям 2, в горизонтальном положении, к которым (к подвижным изогнутым их частям) прикреплены изоляционные пластины 9, контактирующие с пьезопреобразователем. Обкладки 7 через электрические провода 10 связаны с низкотоковыми потребителями (телефон, сетевое радио и др.). Вал 1 в верхней части размещен в опорном подшипнике 11, а в нижней части - в опорно-упорном подшипнике 12. Полумуфта 13 вала 1 контактирует с полумуфтой электрического генератора (не показаны).

Шарниры 3, типа рояльных петель, могут быть изготовлены отдельно, а затем приварены электросваркой к подвижным и неподвижным лопастям 4 и 2. Пьезопреобразователь огражден от лопастей 4 и плоских пружин 8 изоляционными пластинами 5 и 9, выполненными из диэлектрика, например текстолита, и тем самым исключается утечка электрических зарядов помимо проводов 10.

Ветродвигатель работает следующим образом.

При появление ветра достаточной силы правая подвижная лопасть 4 отгибается, а левая лопасть 4 упирается через пьезопреобразователь в изоляционную пластину 9 и пружины 8. Создается вращающийся момент и вал 1 ветродвигателя начнет вращение по часовой стрелке, если смотреть сверху. В следующей паре лопастей процесс повториться и вал 1 будет вращаться до ослабления силы ветра или его прекращения. Пьезопреобразователь в левой части будет подвергнут сжатию силой F лопастью 4 и пластиной 9, прикрепленной к пружинам 8. В этот момент через провода 10 к потребителю поступит пульсирующий постоянный ток. В правой части усилие F ослабевает и электрический ток временно отсутствует, до перехода лопасти в правую часть. За счет известных электрических схем поступающий от пьезопреобразователя электрический ток доводят до необходимого качества, необходимого для низкотоковых потребителей. При сильных порывах ветра (ураган) пружины 8 ветродвигателя подвергаются прогибу или отрыву от неподвижных лопастей 2. В этот момент правая и левая подвижные лопасти 4 на шарнирах 3 отогнутся по ходу ветра и ветродвигатель остановится.

Предлагаемый карусельный ветродвигатель найдет широкое применение в сельском хозяйстве и других отраслях промышленности.

Изобретение относиться к ветроэнергетике и может быть использовано для преобразования энергии движущегося потока в механическую энергию, в частности для привода электрического генератора. Карусельный ветродвигатель содержит вертикальный вал, к которому прикреплены неподвижные лопасти, связанные через шарниры с подвижными лопастями. К подвижным лопастям (к их наружным краям) прикреплены пьезопреобразователи. Плоские пружины прикреплены в горизонтальном положении к неподвижным лопастям, к которым (к подвижным изогнутым их частям) прикреплены изоляционные пластины, контактирующие с пьезопреобразователем. Использование ветродвигателя обеспечит получение дополнительного количества электроэнергии при простоте и надежности конструкции. 3 ил.

Карусельный ветродвигатель, содержащий вертикальный вал, подвижные и неподвижные лопасти, соединенные шарнирами и плоские пружины, отличающийся тем, что к валу жестко прикреплены неподвижные лопасти, через шарниры, связанные с подвижными лопастями, причем к подвижным лопастям, к их наружным краям, через изоляционные пластины прикреплены пьезопреобразователи, а плоские пружины жестко прикреплены снаружи к неподвижным лопастям, в горизонтальном положении, к которым к подвижным изогнутым их частям прикреплены изоляционные пластины, контактирующие с обкладками пьезопреобразователя, связанные через электрические провода с низкотоковыми потребителями.