Ветродвигатель Советский патент 1984 года по МПК F03D7/04 

Изобретение относится к ветроэнергетиИзвестен ветродвигатель, содержащий ветроколесо, установленное на поворотной головке, снабженной механизмом ориентации на ветер, выполненным в виде хвоста, и тормозным устройством, выполненным в виде диска и взаимодействующего с ним ролика, установленного на кривошипе 1. Однако тормозное устройство данного ветродвигателя включается в работу с некоторым запаздыванием, поэтому при воздействии сильных боковых порывов ветра в первоначальный момент поворотная головка получает большое угловое ускорение, что повышает динамические нагрузки на ветродвигатель. Известен также ветродвигатель, содержащий ветроколесо с поворотной головкой, соединенной при помощи кинематической связи с закрепленным на опоре демпфером, имеющим поршень со штоком. Кинематическая связь выполнена в виде соединительного звена, связанного с зажимом сдвига, контактирующим с прикрепленным к поворотной головке диском 2. Ввиду того, что соединительное звено данного ветродвигателя имеет ограниченный ход, плавное вращение головки вокруг башни обеспечивается только в пределах ограниченного угла. Вне этого угла действие демпфера прекращается и ограничение угловой скорости поворота головки обеспечивается за счет зажима сдвига, при этом характеристики зажима сдвига зависят от состояния контактирующих поверхностей и климатических условий. Наличие двух видов ограничителей угловой скорости усложняет конструкцию и снижает эффективность работы устройства. Цель изобретения - повышение надежности в работе ветродвигателя и увеличение плавности поворота головки. Указанная цель достигается тем, что в ветродвигателе, содержащем ветроколесо с поворотной головкой, соединенной при помощи кинематической связи с закрепленным на опоре демпфером, имеющим порщень со штоком, кинематическая связь выполнена в виде закрепленного на поворотной головке кулачка, наружная и внутренняя поверхности которого в поперечном сечении очерчены двумя сопряженными симметричными архимедовыми спиралями, а шток снабжен роликами, контактирующими с наружной и внутренней поверхностями кулачка. На фиг. 1 изображен ветродвигатель с поворотной головкой, общий вид (причем кулачок, наконечник щтока и демпфер показаны в разрезе); на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Ветродвигатель содержит ветроколесо 1 с поворотной головкой 2, соединенной при помощи кинематической связи с закрепленным на опоре 3 демпфером 4, имеющим поршерь 5 со штоком 6. Кинематическая связь выполнена в виде закрепленного на поворотной головке 2 кулачка 7 и роликов 8, контактирующих с наружной и внутренней поверхностями кулачка 7. Наружная и внутренняя поверхности кулачка 7 в поперечном сечении очерчены двумя сопряженными архимедовыми спиралями. Такая форма поверхностей кулачка 7 обеспечивает прямо пропорциональную зависимость между угловой скоростью вращения головки 2 и линейной скоростью перемещения поршня 5 и демпфера 4. Самоустанов ветродвигателя по ветру осуществляется следующим образом. При направлении скорости ветра под углом к оси вращения ветроколеса I на нем возникает сила, создающая момент вращения относительно оси опоры 3. Этот момент воздействует на поворотную головку 2 и сообщает ей вращательное движенне в горизонтальной плоскости. Вращение поворотной головки 2 посредством кулачка 7 роликов 8 и штока & преобразуется в поступательное движение поршня 5 демпфера 4. В результате происходит повышение давления в одной из полостей демпфера 4 и дросселирование жидкости из одной полости в другую. Когда суммарный момент трения во всех звеньях кинематической связи меньше момента вращения, избыточная энергия передается демпферу 4, преобразующему ее в тепловую и обеспечивающему плавный поворот головки 2 до увстановления плоскости вращения ветроколеса 1 перпендикулярно направлению ветра. Угловая скорость поворота головки 2 зависит от размеров ветроколеса 1, силы ветра и выбранных параметров кулачка 7 и демпфера 4. Таким образом, в предлагаемом ветродвигателе За счет кинематической связи между поворотной головкой и демпфером, выполненной в виде кулачка, контактирующего с роликами, закрепленными на штоке демпфера, обеспечивается плавный поворот головки на неограниченный угол, при любых изменениях направления ветра происходит гашение колебаний аэродинамического и механического происхождения, снижаются динамические нагрузки, исключается влияние кинематических условий на механизм ориентации по ветру, повышается надежность и долговечность всего ветродвигателя.

ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий ветроколесо с поворотной головкой, соединенной при помощи кинематической связи с закрепленным на опоре демпфером, имеющим порщень со щтоком, отличающийся тем, что, с целью повыщения его надежности в работе и увеличения плавности поворота головки, кинематическая связь выполнена в виде закрепленного на поворотной головке кулачка, наружная и внутренняя поверхности которого в поперечном сечении очерчены двумя сопряженными симметричными архимедовыми спиралями, а щток снабжен роликами, контактирующими с наружной и внутренней поверхностями кулачка. СЛ 00 | О5 00 00