Ветродвигатель Советский патент 1984 года по МПК F03D5/04 

Изобретение относится к ветротехнике и может быть использовано для обеспечения электроэнергией различны потребителей.

Известен ветродвигатель содержащий замкнутую рельсовую колею, установленные на ней тележки с парусами и электрогенераторами, связанными с осями колес тележек ij .

Недостатком такого ветродвигателя является наличие желобов, токосъемников и опорных устройств, увеличиваюпщх его массу и стоимость.

Известен также ветродвигатель, содержащий поворотные паруса, установленные на рамках с роликами, контактирующими с двумя направляющими, и механизм кинематической связи рамок с электрогенератором 2).

Недостатком указанного ветродвигателя является его невысокая металлоемкость ввиду наличия механизма кинематической связи между рамками и электрогенератором, вьшолненным в виде колеса больших размеров, а так- же из-за отсутствия устройств бурово защиты парусов.

Цель изобретения - уменьшение металлоемкости ветродвигателя.

Шставленная цель достигается тем, что у ветродвигателя, содержащего поворотные паруса, установленные на рамках с роликами, контактирующими с двумя направляющими, и механизм кинематической связи рамок с электрогенератором, каждая рамка снабжена подпрзпкиненным зацепом, а механизм кинематической связи выполнен в виде замкнутой цепной передачи с цепью, периодически взаимодействующей с зацепами рамок, и каждый парус установлен на рамке при помощи предохранительной муфты с подвижной и неподвижной полумуфтами, последняя из которых жестко закреплена на рамке.

Кроме того, одна из полумуфт снабжена подпружиненными шариками, а другая - дугообразными пазами для их размещения.

Каждая рамка снабжена двумя поворотными крестовинами, соединенными между собой при помощи тяг.

Ветродвигатель также снабжен и - образными бетонными опорами, а направляющие вьшолнены в виде двусторонних рельсов, закрепленных на опорах.

На фиг.1 изображена рамка с парусом -и цепной передачей, вид сбоку; на фиг.2 - ветродвигатель, поперечный разрез; на фиг.З - рамка, вид сверху; на фиг..4 - цепная передача и электрогенератор, вид сверху; на фиг.З - схема замкнутого рельсового пути и рабочие положения паруса; на фиг.6 - предохранительная муфта, поперечное сечение; на фиг.7 полумуфты, поперечный разрез.

Ветродвигатель содержит поворотные паруса }, установленные на рамках 2 с роликами Э, контактирующими с двумя направляющими 4, и механизм кинематической связи рамок 2 с электрогенератором 5 (фиг.1,2 и 4). Каждая рамка 2 снабжена подпружиненным зацепом 6, а механизм кинематической связи вьтолнен в виде замкнутой цепной передачи 7 с цепью 8, периодически взаимодействующей с зацепами 6 рамок 2, а каждый парус 1 установлен.на рамке 2 при помощи предохранительной муфты 9 с подвижной и неподвижной полумуфтами 10 и 11, последняя из которых жестко закреплена рамке 2. Полумуфта 10 муфты 9 снабжена подпружиненными шариками 12, а другая - дугообразными пазами 13 для их размещения (фиг.6 и 7). Каждая рамка 2 снабжена двумя поворотными крестовинами 14, соединенными между собой при помощи тяг (фиг.1 и 2). Ветродвигатель снабжен U -образными бетонными опорами 16, а направляющие 4 выпо;1нены в виде двусторонних рельсов, закрепленных на опорах 16 (фиг.2). Паруса I укреплены на рамках 2 оттяжками 17. Подвижная полу- муфта 10 поджата пружиной 18 таким образом, чтобы в безветрие парус 1 бьт установлен вдоль рамки 2. Дугообразные пазы 13 полумуфты 11 ограничены определенным центральным углом 2 oi. (фиг.2 и 6), величина которого определяется расчетным путем. Направляющие 4 имеют в плане вытянутую овалообразную форму, расположенную длинной стороной 3( перпендикулярно направлению господствующих ветров (фиг.З). Короткая сторона овала имеет длину равную Ь . Отношение а/в пропорционально частоте повторяемости ветров господствующего направления. Цепная передача 7 связана с генератором 3 через силовой мультипликатор 19, а последний соединен также с эксплуатационным электродвигателем 20 (фиг.4). Ветродвигатель работает следующим образом. При ветре достаточной скорости па рус 1, преодолевая сопротивление пру жины 18, поворачивается на некоторый -угол о6 , в результате чего появляется составляющая подъемной силы, которая движет рамки 2 по направляющим 4. На фиг.5 показаны положения паруса 1 при двух различных направлениях ветра. Причем на наветренной и подветренной ветвях направлякичих 4 подъемная сила движет рамки 2 по часовой стрелке, благодаря тому, что в течение одного оборота парус 1 дважды под действием петра переходи) из одного рабочего положения в другое. При некотором допустимом увеличении скорости ветра давление его на парус 1увеличивается, в результате чего парус 1 поворачивается, увеличивая угол атаки, что позволяет поддерживать скорость движения состава рамок 2постоянной. При скорости ветра выше расчетной парус 1, поворачиваясь, сжимает пружину 18, после чего шарики 12 вьщавливаются из пазов 13 и парус 1 вместе с подвижной полумуф той 10 муфты 9 поворачивается во флюгерное положение, подъемная сила исчезает и состав рамок 2 останавливается. При .последующем уменьшении скорости ветра пружина 18 возвращает парус 1 и подвижную полумуфту 10 в рабочее положение и ветродвигатель возобновляет свою работу. При прохождении рамки 2 по скругленному участку направляющих 4 рельсового пути тяги 15 разворачивают крестовины 14 с рамками 2 таким образом, что оси роликов 3 лежат в одной плоскости с радиусом кругления рельсового пути, что исключает проскальзывание роликов 3 и тем самьм уменьшает трение между роликами 3 и направляпопшми 4 (фиг.З). В процессе движения рамок 2 вдоль направляющих 4 подпружиненный зацеп 6 периодически входит в зацепление с цепью 8 таким образом, чтобы в зацеплении с цепью 8 находилось минимум как две рамки 2 одновременно. Врагдение от цепи 8 передается на электрогенератор 5 через мультипликатор 19. ДлА текущего ремонта и обслуживания рамок 2 используется эксплуатационный электродвигатель 20, который через мультипликатор 19 и цепную передачу 7 приводит в движение рамки 2, Экстренный останов ветродвигателя может осуществляться тормозом, (на чертежах не приведен), установленным на выходном валу мультипликатора 19. Эффективность использования предлагаемого ветродвигателя заключается в снижении его металлоемкости за счет применения цепной передачи, имеющей относительно небольшие габариты и установленной на неподвижном основаНИИ, а также предохранительной муфты паруса, что обеспечивает аварийную защиту от сильных прорывов ветра и дополнительно позволяет облегчить чконструкцию.

17

1. ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ, содержап йповоротные паруса, установленные на рамках .с ролик н, контактирухнцими с двумя направляющими, и механизм кинематической связи рамок с электрогенератором, отличающийся тем, что, с целью уменьшения металлоемкости, каждая рамка снабжена подпружиненным зацепом, а механизм кинематической связи выполнен в виде замкнутой цепной передачи с цепью, пери- одически взаимодействукицей с заце Г -)ЮЗНДЯ veiiTifoЦ tS 1Й Xh-ffiECifAH ;Л&Л(ГГЕКА пами рамок,и каждый парус установлен на рамке при помощи предохранительной муфты с подвижной и неподвижной полумуфтами, последняя из которых жестко закреплена на рамке. 2.Ветродвигатель по п.1, о т л ичающийся тем, что одна из полумуфт муфты снабжена подпружгленньми шариками, а другая - дугообразными пазами для их размещения. 3.Ветродвигатель по п.1, о т л ич а ю щ и и с я тем, что каждая рамка снабжена двумя поворотными крестовинами, соединенными между собой при помощи тяг.. I (Л t 4.Ветродвигатель по п,1, о т л ичающийся тем, что он снабжен и -образными бетонными опорами, а направл51К1ЩИе вьтолнены в виде двусторонних рельсов, закрепленных на опорах. у& :о о :о

У/////////////////7/ 7// (риг. 2

(риг,3