Горизонтальное ветроколесо Советский патент 1984 года по МПК F03D3/06 

Изобретение относится к ветротехнике и может быть использовано в ветродвигателях с вертикальной осью вращения ветреколеса. Известно горизонтальное ветроколесо, содержащее ступицу, установленную на вертикальном валу, и закрепленные на ней лопасти, изогнутые по дуге окружности в продольном сечении и связанные с механизмом изменения углов установки 1. Однако такое ветроколесо имеет расположенные на концах жестко закрепленных лопастей управляемые дистанционным путем стабилизаторы, что усложняет конструкцию лопастей и ветроколеса в целом. Целью изобретения является упрощение конструкции горизонтального ветроколеса. Поставленная цель достигается те.м, что у горизонтального ветроколеса, содержащего ступицу, установленную на вертикальном валу, и закрепленные на ней лопасти, изогнутые по дуге окружности в продольном сечении и связанные с механизмом изменения углов установки, диаметрально расположенные лопасти попарно соединены .между собой при помощи скобы, щарнирно установленной на ступице, а механизм изменения углов установки лопастей снабжен толкателямн по числу пар лопастей, шарнирно соединенными со скобами. На фиг. 1 представлена схе.ма ветроколеса, вид сверху; на фиг. 2 - то же, в аксонометрической проекции. Горизонтальное ветроколесо содержит ступицу 1, установленную на вертикальном валу 2, и закрепленные на ней лопасти 3, изогнутые по дуге окружности в продольном сечении и связанные с механизмом 4 изменения углов установки, диаметрально расположенные лопасти 3 соединены .между собой при помощи скобы 5, щарнирно установленной на ступице 1, а механизм 4 из.менения углов установки лопастей 3 снабжен толкателя.ми 6 по числу пар лопастей 3, щарнирно соединенными со скоба.ми 5. Механизм 4 укреплен на опоре 7 и имеет невращающуюся обойму 8, установленную на опоре 7 с помощью карданной подвески 9, дающей возможность обойме 8 поворачиваться вокруг горизонтальной оси на угол, задающий амплитуду перекоса и вокруг вертикальной оси - на фазовый угол. Оба поворота задаются сервомотора.ми 10 (по у глу перекоса) и 11 (по фазе). Внутри обоймы 8 с помощью щариковой обоймы (не показана) укреплена свободно вращающаяся плата 12 перекоса, имеющая щарнирно связанные с ней толкатели 6 (показан один). Ветроколесо работает следующим образом. При наличии ветра достаточной скорости пуск ветроколеса в работу осуществляют, устанавливая максимальную а.мплитуду перекоса платы 12, что обеспечивает больщой пусковой момент. Ветроколесо начинает вращаться, а лопасти 3 через толкатели 6 заставляют плату 12 вращаться в обой.ме 8. Поскольку последняя перекощена, она вынуждает плату 12 синусоидально колебаться, заставляя в свою очередь толкатель периодически ходить вверх-вниз, каждый со сдвигом по фазе на 120° (при трех парах лопастей) относительно предыдущего (аналогично работает автомат-перекос вертолета). При этом каждая пара лопастей 3 выполняет циклический перекос с амплитудой, заданной нак,1оно.м платы 12 в обойме 8. Амплитуда перекоса и фазовый угол задаются серво.моторами 10 и 11, которые отрабатывают оба угла по сигналам микропроцессора, обрабатывающего данные о направлении и скорости потока и частоты вращения вала от соответствующих датчиков (не показаны). При изменении направления потока обой ма 8 под действием .механиз.ма 4 поворачивается, отслеживая фазу перекоса. По мере разгона ветроколеса амплитуда перекоса уменьшается, а по фазе вводится небольщое опережение, необходимое для ко.мпенсации инерционности перекоса. Для реверсирования направления вращения ветроколеса достаточно изменить знак угла наклона обоймы 8. Наклон вправовлево соответствует вращению по часовой стрелке или против. Ветроколесо может также служить ротором с валом, вращае.мым от первичного двигателя, и работать как нагнетатель с направлением потока, задаваемым установкой фазы перекоса, и силой, определяемой а.мплитудой перекоса. Аналогичным образом ветроколесо можно использовать как судовой движите пь с направлением тяги, перпендикулярным направлению вращения вала. В этом случае величина и направление силы тяги задаются установкой параметров перекоса, как и в предыдущем случае. Эффективность предложенного горизонтального ветроколеса заключается в упрощении конструкции и технологии изготовления лопастей, на которых не размещены устройства управления в виде стабилизаторов. Кроме того, при шарнирной установке лопастей ветроколеса лопасти не работают на кручение, что повышает их срок службы. Наличие автомата-перекоса упрощенной конструкции позволяет использовать ветроколесо как движитель в транспортных средстдах, что расширяет возможности его использования.

ГОРИЗОНТАЛБНОЕ ВЕТРОКОЛЕСО, содержащее ступицу, установленную на вертикальном валу, и закрепленные на ней лопасти, изогнутые по дуге окружности в продольном сечении и связанные с механизмом изменения углов установки, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, диаметрально расположенные лопасти попарно соединены между собой при помощи скобы, шарнирно установленной на ступице, а механизм изменения углов установки лопастей снабжен толкателями по числу пар лопастей, шарнирно соединенными со скобами. (Л 00 С5 го о 00