Ветродвигатель Советский патент 1987 года по МПК F03D7/02 

Изобретение относится к ветроэнергетике и касается ветродвигателей, снабженных устройствами регулирования частоты вращения и вывода ветродвигателей из-под ветра.

Цель изобретения - повышение надежности работы путем уменьшения изгиба лопастей при ураганном ветре.

На фиг. 1 схематично изображен ветродвигатель; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел крепления махов лопастей к валу ветродвигателя; на фиг. 4 - узел крепления лопасти на махе.

Ветродвигатель содержит установленные на махах 1 складывающиеся лопасти 2, шарнирно связанный с махами 1 вал 3 и

10

ден в паз Г, выполненный в махе 1. С хвостовиком лопасти 2 жестко связан палец 24, расположенный в вырезе Д, выполненном в махе 1. Палец 24 за счет контакта с махом 1 обеспечивает фиксацию угла установки лопасти 2.

Ветер, воздействуя на флюгер 19, поворачивает вал 17 с рамой 10 относительно основания 18 и плоскость вращения ветродвигателя устанавливается перпендикулярно направлению ветра.

Воздущный поток, попадая в конфузор между обтекателем 20 и направляющим аппаратом 11, ускоряется, что увеличивает скорость обтекания лопастей 2, мощность ветрасположенную на нем ползушку 4, шарнир- родвигателя и снижает момент его страгима15

но соединенную при помощи тяг 5 с хами 1.

Лопасти 2 в окружном направлении расположены с перекрытием друг друга, установлены на махах 1 с возможностью поворота и подпружинены относительно их при 20 помощи пружин 6 скручивания. Ветродвигатель содержит штангу 7 с наборными грузами 8, соединенную при помощи троса 9 с ползущкой 4. Вал 3 установлен в подшипниковых опорах на раме 10.

Рама 10 имеет форму треугольной приз- ния не происходит.

вания. Ветер, воздействуя на лопасти 2, вызывает вращение вала 3, вращение с вала 3 передается через зубчатые колеса 15, 16 на вал электрогенератора 14. Частота вращения вала 3 при работе ветродвигателя поддерживается постоянной за счет того, что при увеличении скорости ветра сила его скоростного напора начинает складывать лопасти 2. При этом уменьшается площадь сметаемой поверхности ветродвигателя и увеличение частоты вращемы, на верхнее ребро которой опирается вал 3, а к нижним ребрам прикреплен кольцевой направляющий аппарат 11.

На раме 10 закреплен блок 12, предотвращающий истирание троса 9 при работе ветродвигателя.

Для предотвращения скручивания троса 9 на нем установлены вертлюжные подшипниковые узлы 13. Для передачи вращения на вал электрогенератора 14 на валу 3 установлено ведущее зубчатое цилиндрическое колесо 15, контактирующее с ведомым колесом 16, закрепленным на валу электрогенератора 14, который закреплен на раме 10. С рамой 10 жестко связан вал 17, установленный с возможностью поворота в основании 18. Для поворота вала 17 и ориентации тем самым ветродвигателя на ветер использован флюгер 19, жестко связанный с рамой 10.

На валу 3 закреплен обтекатель 20, поверхность которого совместно с внутренней поверхностью направляющего аппарата 11 образует конфузор, ускоряющий воздушный поток через ветродвигатель.

Для обеспечения перемещения ползущ- ки 4 и фиксации лопастей 2 в рабочем положении в валу 3 выполнен паз Б, а ползушка 4 содержит закрепленную в ней, связанную с тросом 9 и проходящую через паз Б шпильку 21.

Каждая из лопастей 2 установлена в своем махе 1 на подпятнике 22 и подшипнике 23. Пружина 6 надета на хвостовик лопасти 2 так, что один конец пружины 6 входит в паз В, выполненный в хвостовике лопасти 2, а другой конец пружины 6 контактирует с махом 1 и вве30

35

Когда скорость ветра превышает свои рабочие значения, при ураганном ветре, лопасти 2 вместе с махами 1 складываются к валу 3, тяги 5 перемещают ползуш- ку 4 вправо, шпилька 21 перемещается в пазу Б и через трос 9 подтягивает штангу 7 с наборными грузами 8. Лопасти 2 складываются вместе с махами 1 и без поворота относительно них до момента контакта лопастей 2 друг с другом. Когда лопасти 2 входят в контакт друг с другом по местам их перекрытия, на них возникают вращаюпа.ие моменты, поворачивающие лопасти 2 вокруг своих осей относительно махов 1. Дальнейшее складывание лопастей 2 осуществляется совместно с их 40 поворотом. Поворот лопастей 2 увеличивает момент их сопротивления изгибу и снижает изгибные напряжения в лопастях 2.

В положении, выведенном из-под ветра, большая часть лопастей 2 затенена обтека- 45 телем 20. При уменьшении скорости ветра возвращение лопастей 2 в исходное, рабочее положение осуществляется за счет совместного воздействия пружины 6, которая, раскручиваясь, поворачивает лопасть 2 относительно маха 1, и штанги 7 с наборными грузами 8, которые своей силой тяжести перемещают при помощи троса 9 ползушку 4 влево, тяги 5 при этом толкают махи 1 с лопастями 2. Трос 9 может быть выполнен достаточно длинным, а штанга 7 с наборными грузами 8 выведена в зону, удобную для обслуживания. Это значительно упрощает регулирование и настройку ветродвигателя на определенное значение скорости ветра.

50

55

0

ден в паз Г, выполненный в махе 1. С хвостовиком лопасти 2 жестко связан палец 24, расположенный в вырезе Д, выполненном в махе 1. Палец 24 за счет контакта с махом 1 обеспечивает фиксацию угла установки лопасти 2.

Ветер, воздействуя на флюгер 19, поворачивает вал 17 с рамой 10 относительно основания 18 и плоскость вращения ветродвигателя устанавливается перпендикулярно направлению ветра.

Воздущный поток, попадая в конфузор между обтекателем 20 и направляющим аппаратом 11, ускоряется, что увеличивает скорость обтекания лопастей 2, мощность ветродвигателя и снижает момент его страгиродвигателя и снижает момент его страги

ния не происходит.

вания. Ветер, воздействуя на лопасти 2, вызывает вращение вала 3, вращение с вала 3 передается через зубчатые колеса 15, 16 на вал электрогенератора 14. Частота вращения вала 3 при работе ветродвигателя поддерживается постоянной за счет того, что при увеличении скорости ветра сила его скоростного напора начинает складывать лопасти 2. При этом уменьшается площадь сметаемой поверхности ветродвигателя и увеличение частоты враще0

5

Когда скорость ветра превышает свои рабочие значения, при ураганном ветре, лопасти 2 вместе с махами 1 складываются к валу 3, тяги 5 перемещают ползуш- ку 4 вправо, шпилька 21 перемещается в пазу Б и через трос 9 подтягивает штангу 7 с наборными грузами 8. Лопасти 2 складываются вместе с махами 1 и без поворота относительно них до момента контакта лопастей 2 друг с другом. Когда лопасти 2 входят в контакт друг с другом по местам их перекрытия, на них возникают вращаюпа.ие моменты, поворачивающие лопасти 2 вокруг своих осей относительно махов 1. Дальнейшее складывание лопастей 2 осуществляется совместно с их 0 поворотом. Поворот лопастей 2 увеличивает момент их сопротивления изгибу и снижает изгибные напряжения в лопастях 2.

В положении, выведенном из-под ветра, большая часть лопастей 2 затенена обтека- 5 телем 20. При уменьшении скорости ветра возвращение лопастей 2 в исходное, рабочее положение осуществляется за счет совместного воздействия пружины 6, которая, раскручиваясь, поворачивает лопасть 2 относительно маха 1, и штанги 7 с наборными грузами 8, которые своей силой тяжести перемещают при помощи троса 9 ползушку 4 влево, тяги 5 при этом толкают махи 1 с лопастями 2. Трос 9 может быть выполнен достаточно длинным, а штанга 7 с наборными грузами 8 выведена в зону, удобную для обслуживания. Это значительно упрощает регулирование и настройку ветродвигателя на определенное значение скорости ветра.

0

5

72

фиг.З

2