Ветровой движитель Советский патент 1983 года по МПК B63H9/00 

&

(Л

7

СдЭ СО 00

Фиг./

о х

Изобретение относится к водному транспорту, а именно к конструкции движителей, использующих энергию ветра.

Известен ветровой движитель, содержащий мачту с установленным с возможностью вращения вокруг ее оси ветроколесом, вк.лючающим ступицу, поворотные лопасти, переводной и стягивающий ободы оттяжные ванты и флюгер 1.

Однако известный движитель не может работать при безветрии.

Целью изобретения является новыщение общего КПД движителя за счет более полного использования энергии ветра.

Указанная цель достигается тем, что . в ветровом движителе, содержащем мачту с установленным с возможностью вращения вокруг ее оси ветроколесом, включающем ступицу, поворотные лопасти, переводной и стягивающий ободы, оттяж 1ые вант1 1 и флю1ер, ступица ветроколеса выполнена в виде обратимой электрической .машины.

Кроме того, с целью автоматизации управления углами атаки поворотных логтастей в зависимости от силы ветра, обратимая электрическая машина снабжена электромагнитной фрикционной муфтой, установленной соосно на валу вышеупомянутой мащины и соединенной с переводным обо.здм при помощи выщеупомянутых спиц, приче.м электромагнитная фрикционная муфта снабжена секционированной обмоткой возбуждения.

На фиг, 1 изображено судно с однорядным размещением саморегулируемы.х вращающихся ветровых движителей, вид спереди; на фиг, 2 - то же, вид сверху; на фиг, 3 - то же, с комбинированным размещением движителей, виц спереди; на фиг, 4 - то же, вид сверху; на фиг, 5 ветроколесо, общий вид.

Ветровой движитель состоит из мачты 1 и ветроколеса 2, которое включает поворотную .муфту 3, обратимую электрическую машину 4, лопасти 5, установленные с во можностью вращения вокруг осей 6, закрепленных на маховике 7 и стягиваю1цем ободе 8, электромагнитную муфту 9 с фрикционом 10, Фрикцион 10 при ПОМОП1И оттяжных вант 11 соединен с переводным ободо,м 12. который связан с лонастя.ми 5, На обратимой электрической мащине 4 установле) флюгер 13, Ветроколесо 2 установлено на мачте 1 при помощи поворотной 3,

Ветровой движитель работает еле.туюищм образом.

При наличии ветра обратимая электрическая машина работает в режиме генерат ;ра, подавая напряжение в элект|)осеть судна и на обратимую электрическую маujuiiy гребного винта. Одновременно на лопастях 5 ветроколеса 2 реализуется сила тяги.

При безветрии обратимая электрическая машина работает в режиме двигателя, получая питание от переведенной в режим генератора электрической мащины гребного винта, приводимой в действие резервным дизелем (не показаны), В этом режиме работы движителя также создается сила тяги.

Автоматическое управление углами атаки лопастей 5 происходит следующим образом.

Под действием ветра начинает вращаться ветроколесо 2 с обратимой электрической машиной 4, которая в этом случае работает в режиме генератора, подавая напряжение в электросеть судна и на электрическую машину гребного винта. При этом ток питания поступает также в катущки электромагнитной муфты 9, создавая магнитное сцепление ее с фрикционом 10.

При наличии ветра на каждом ветроколесе 2 реализуется сила тяги, которая через мачты 1 передается на судно, С усилением ветра и ростом его давления на лопасти 5 увеличиваются обороты маховика 7 обрати,мой электрической мащины 4, усиливается ток магнитного возбуждения катушек электромагнитной муфты 9 и возрастает .магнитное сцепление с нею фрикциона 10. Вследствие этого проскальзывание фрикциона 10 относительно электромагнитной муфты 9 у,меньщается, и закрепленные на фрикционе 10 оттяжные ванты 11, тянущие переводной обо.д 12, сдвигаются против вращения электрической обратимой машины 4, оттягивая через нереводной обод 12 верхние углы а лопастей 5 и уменьщая их угол атаки. Этот процесс продолжается до тех пор, пока динамическое равновесие между углом атаки лопастей 5 и давлением на них ветра не достигнет первоначального значения нри увеличивающемся числе оборотов.

С ослаблением ветра обороты обратимой электрической машины 4 уменьшаются, снижается величина тока, питаюц;его катущки элект 5омагнитной муфты 9. Увеличивается проскальзывание фрикциона 10, который начинает отнускать оттяжные ванты 11 и, соответственно, переводной обод 12, что приводит к увеличению угла атаки лонастей 5. В результате этого сила тяги на ветроколесе 2 увеличивается. В итоге сила тяги на ветроколесе 2 остается величиной ностоянной, автоматически регулируемой в зависимости от силы ветра.

Наличие секционированной об.мотки возбуждения в электромагнитной муфте 9 позволяет дистанционно регулировать силу тяги ветрового движителя. Нри включении всех секций обмоток возбуждения электромагнитной муфты 9 угол атаки лопастей наименьший, а мощность, вырабатываемая осевой электрической машиной 4 в режиме генератора, максимальная.

Использование изобретения позволяет повысить эффективность работы известных ветровых движителей.

1. ВЕТРОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ, содержащий мачту с установленным с возможностью вращения вокруг ее оси ветроколесом, включающим ступицу, поворотные лопасти, переводной и стягивающий ободы, оттяжные ванты и флюгер, отличающийся тем, что, с целью повышения общего КПД за счет более полного использования энергии ветра, ступица ветроколеса выполнена в виде обратимой электрической мащины. 2. Движитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью автоматизации управления углами атаки поворотных лопастей в зависимости от силы ветра, обратимая электрическая машина снабжена электромагнитной фрикционной муфтой, установленной соосно, на валу вышеупомянутой машины и соединенной с переводным ободом при помощи выщеуказанных спиц, причем электромагнитная фрикционная муфта снабжена секционированной обмоткой возбуждения.