Ротор ветродвигателя Советский патент 1985 года по МПК F03D11/02 

11 2. Ротор по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что вал снабжен втулкой управления, установленной на нем под нижним диском с возможностью осевого перемещения, а каждая лопасть размещенньм на нижнем .диске вторым механизмом фиксации, выполненным ана9логично первому, и вторым торсионом, .пропущенным через полость лопасти, укрепленным одним концом в последней,а другим -в муфте второго механизма фиксации, и расположенным соосно первому торсиону,причем фиксатор второго механиз|.ма через трос и блок соединен с втулкой.

1. РОТОР ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ, содержащий вертикальный вал, ветроколесо с закр епленными на валу горизонтальными дисками и размещенными между ними по периферии профилированными лопастями, установленными с возможностью поворота вокруг своей продольной оси, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы ветроколеса при буревых скоростях ветра путем установа лопастей на флюгерные углы, вал и лопасти выполнены полыми, и вал снабжен штангой, установленной в его полости с возможностью осевого перемещения, а кадцая лопасть - пропущенным через ее полость торсионом, один конец которого укреплен в лопасти, и размещенньгм на верхнем диске механизмом фиксации, включающим обойму с блоком и корпус, закрепленные на верхнем диске, муфту с пазом, шарнирно установленную в корпусе соЬсно, лопасти и жестко соединенную с другим концом торсиона, и размещенный в корпусе подпружиненный (Л стержневой фиксатор поворота муфты, один конец которого соединен при помощи троса и указанного блока со штангой, а другой - расположен напротив паза муфты.

Изобретение относится к использованию энергии ветра, а именно к рото рам ветродвигателей. Известен ротор ветродвигателя, вы полненный в виде двух дисков, связан ных общим валом и стойками, образующими окна, перекрьшаемые упругими пластинчатыми лопастями, прогибаннцимися при вращении ротора в ту или другую сторону 1 J. Однако упругие пластинчатые лопасти, закрепленные на жестких стойках, при изгибе обладают низкими аэродинамическими качествами и не могут обеспечить преобразование энер гии потока воздуха (воды) с высоким КПД, Известен ротор ветродвигателя, со держащий вертикальный вал, ветроколесо с закрепленными на валу горизонтальными дисками и размещенными между ними по периферии профилирова ными лопастями, установленными с возможностью поворота вокруг своей продольной оси C2j. Однако у такого ротора поворот лопастей на большие, в том числе и флюгерные, углы установа ограничен ynopaNDt, что может привести к опасны перегрузкам ротора и опоры, на которой он установлен. Цель изобретения - повышение надежности работы ветроколеса при буре вых скоростях ветра путем установа лопастей на флюгерные углы. Поставленная цель достигается тем, что в роторе ветродвигателя, содержащем вертикальный вал, ветроколесо с закрепленными на валу гори зонтальными дисками и размещенными между ними по периферии профилирова ными лопастями, установленными с во можностью поворота вокруг своей про ДОЛЬНОЙ оси, вал и лопасти выполнены полыми, и вал снабжен штангой, установленной в его полости с возможностью осевого перемещения, а каждая лопасть - пропущенным через iae полость торсионом, один конец которого укреплен в лопасти, и размещенным на верхнем диске механизмом фиксации, включающим обойму с блоком и корпус, закрепленные на верхнем диске, муфту с пазом, шарнирно установленную в корпусе соосно лопасти и жестко соединенную с другим концом торсиона, и размещенный в корпусе подпружиненный стержневой фиксатор поворота муфты, один конец которого соединен при помощи троса и указанного блока со штангой, а другой - расположен напротив паза муфты. Кроме того, вал снабжен втулкой управления. Установленной на нем под нижним диском с возможностью осевого перемещения, а кавдая лопасть размещенным на нижнем диске вторым механизмом фиксации, выполненным аналогично первому, и вторым торсиоком, пропущенным через полость лопасти, укрепленным одним концом в последней, а другим - в муфте второго механизма фиксации, и расположенным соосно первому торсиону, причем фиксатор второго механизма через трос и блок соединены с втулкой. . На изображен ротор ветродвигателя, общий вид, на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1 и схема аэродинамических сип, поясняющая работу ротора; на фиг.3 - ротор, вертикальньй разрез, на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.З с изображением элемента механизма фиксации. Ротор ветродвигателя содержит вертикальный вал 1, ветроколесо с закреп3116ленными на валу 1 горизонтальными дисками 2 и 3 и размещеннь1ми между ними по периферии профилированными лопастями 4, установленными с возможностью поворота вокруг своей продольной оси. Вал 1 и лопасти 4 вьтоляены полыми. Вал 1 снабжен штангой 5, установленной в его полости с возможностью осевого перемещения, а каждая лопасть 4 - пропущенным через ее полость торсионом 6, один конец которого закреплен в лопасти 4, и размещенным на верхнем диске 2 механизмом фиксации, включающим обойму 7 с блоком 8 и корпус 9,закрепленные на верхнем диске 2, муфту 10 с пазом, шарнирно установленную в корпусе 9 соосно лопасти 4 и жестко соединенную с другим концо торсиона 6, и размещенный в корпусе 9 подпрз жиненный пружиной 11 стержне вой фиксатор 12 поворота муфты 10, один конец которого соединен при помощи троса 13 и блока 8 со штангой 5 а другой - расположен напротив паза муфты 10. Вал 1 снабжен втулкой 14 управления, установленной на нем с возможно тью осевого перемещения, а каждая лопасть 4 - размещенным на нижнем диске 3 BTopbw механизмом фиксации, выполненным аналогично первому, и вторым торсионом 15, пропущенным через полость лопасти 4, закрепленным одним концом в последней, а другим в муфте 16 второго механизма фиксаци и расположенным соосно первому торси ону 6, причем фиксатор 17 .второго ме ханизма через трос 18 и блок 19 соединен с втулкой 14. Лопасти 4 установлены таким образом, что при ненапряженном состоянии торсионов 6 и 15 хорды лопастей 4 располагаются по касательной к окруж ности, имеющей центр на оси вала 1, носком в направлении вращения ротора Для уменьшения трения от взаимодейст вия муфты 10 с корпусом 9 имеются втулки из антифрикционного материала Кроме того, муфты 1О и 16 выполняются из такого же материала. Ротор ветродвигателя работает сле дующим образом. Поток ветра (воды) со скоростью, равной разности векторов скорости ветра и окружной скорости лопасти 4, создает подъемную силу на каждой лопастк. Так как ось углового перемещения лопасти 4 расположена у носка профиля, момент подъемной силы поворачивает лопасть 4 на некоторый угол до уравновешивания с моментом закручивания торсионов 6 и 15, которые мо гут иметь различную жесткость. При этом подъемная сила N, возникающая на лопасти, создает момент на плече г относительно оси вала 1, совпадающий с направлением вращения ротора (фиг.2). Для вьшедения ротора из работы и получения минимального аэродинамического давления на ротор штангу 5 перемещают вверх. При этом с помощью троса 13 фиксатор вьшодится из паза на муфте 10 и последняя получает воз- можность свободного вращения относительно диска 2. Перемещением втулки 14 управления аналогичным образом освобождается муфта 16. Таким образом, лопасти 4 получают возможность вращения вокруг своих вертикальных осей, поворачиваясь во флюгерире положение относительно потока, т.е. в положение минимального сопротивления этому потоку. Для включения ротора в работу штангу 5 перемещают вниз, обеспечивая фиксатору 12 возможность переме.щения под действием пружины t1 в направлении оси муфты 10. При этом фиксатор 12 входит в паз муфты 10 в тот момент, когда лопасть расположена по касательной к окружности с центром по оси вала 1. Происходит совмещение фиксатора 12 с пазом на периметре муфты 10. Совмещение обеспечивается принудительным поворотом ротора. На лопасти 4 с застопоренной муфтой 10 возникает подъемная сила, создающая момент относительно вала 1, который осуществляет дальнейший поворот ротора до замыкания всех фиксаторов 12 в муфтах 10. Аналогично работает фиксатор и второго механизма фиксации. Эффективность работы предлагаемого ротора заключается в возможности полного его останова в бурю переводом лопастей на флюгерные углы, что снижает нагру-зки на ветродвигатель и средства, на которых он установлен.