Ветродвигатель Советский патент 1990 года по МПК F03D3/00 

I Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в ретродвигателях.

Цель изобретения - повышение КПД етродвигателя.

На фиг. 1 изображен ветродвигатель, общий вид; на сЬиг. 2 - кинематическая схема редуктора; на фиг. 3 кинематическая связь ротора Савониуса с ветроколесом; на фиг 4 - сече- ние А-А на фиг. 1; на фиг. 5 - взаимодействие ветрового потока с эле- |яентами конструкции боковой поверхности цилиндра.

Ветродвигатель содержит верти- .

бальную опорную мачту 1, закреплен- Йую при помощи растяжек 2 в опорном узле 3, установленные на мачте 1 ротор 4 Савониуса и ветроколесо 5, последнее из которых выполнено в виде полых цилиндров 6 с торцовыми фланцами 7, размещенных вокруг ротора 4 Савониуса на вертикальных валах 8 с цапфами, снабженных опорными роликами 9, контактирующими с кольцевой направляющей 10, и закрепленных на нижних цапфах вертикальных валов 8. Боковая поверхность каждого цилиндра 6 выполнена в виде упругих пластин 11, частично перекрывающих друг друга с образованием з азоров 12, ориентированных по окружности в одном направлении и снабженных отражательными лопатками 13, закрепленными с внутренней стороны пластин 11 и соединенными с торцовыми фланцами 7. Нижняя цапфа каждого вертикального вала 8 при помощи редуктора 14 кинемати

5

0

35

о Q

5

чески связана с опорным роликом 9. Ротор 4 Савониуса кинематически связан при помощи мультипликатора 15 и гидромуфты 16, соосно установленных на опорной мачте 1. Кроме того, ротор 4 Савониуса, ветроколесо 5, редуктор 14 и гидромуфты 16 снабжены валами 17-20 соответственно.

Ветродвигатель работает следующим образом.

Поток ветра, попадающий на ротор 4 Савониуса, начинает его раскручивать. Вал 17 передает крутя-щий момент при помощи мультипликатора на вал 20 гидромуАты 16. Все более раскручивающаяся рабочая жидкость передает кинетическую энергию корпусу гидромуфты 16. После превышения крутящего момента гидромуфты 16 пускового момента ветроколеса 5 оно начинает также вращаться. Одновременно воздушные потоки, попадающие на цилиндры 6, проходя через зазоры 12, передают кинетическую энергию отражающим лопаткам 13. Цилиндры 6 начинают вращаться вокруг собственной оси. Крутящий момент передается через нижние цапфы на зубчатые колеса редуктора 14, выходной вал 19 которого одновременно является приводным валом опорного ролика 9. По мере увеличения скорости вращения ветроколеса 5 растет и сила Магнуса. Увеличивающийся от нее момент передается на валы 19 роликов 9, ускоряя их вращение, что, в свою очередь, способст-| вует росту числа оборотов ветроколеса 5. Таким образом, происходит равномерно-ускоренный выход на номинапьный режим работы ветродвигателя. В установившемся режиме ротор 4 Саво- ниуса продолжает передавать весь выработанный им крутящий момент на вал 18, так как мультипликатор 15 на своем выходном валу имеет превышающее число оборотов по сравнению с номинальной скоростью вращения вала 18 на величину рабочего скольжения гидромуфты. Таким образом, на валу 18 суммируется механическая энергия вращающихся с разной скоростью цилиндров и ротора 4Савониуса, что позво- ляет повысить коэффициент использова- ния ветра.

Фо рмула изобретения

1. Ветродвигатель, содержаний вер- тикальную опорную мачту, закрепленную при помощи растяжек в опорном узле, установленные на мачте ротора Савониуса и ветроколесо, последнее из которых выполнено в виде полых цилиндров с торцовыми Аланцами, размещенных вокруг ротора Савониуса на

вертикальных валах с цапЛами, снабженных опорными роликами, контактирующими с кольцевой направляющей и закрепленными на нижних цапфах вертикальных валов, о т л и ч а ю ,щ и й- с я тем, что, с целью повышения КПД, боковая поверхность каждого цилиндра выполнена в виде упругих пластин, частично перекрывающих друг друга, с образованием зазоров, ориентированные по окружности в одном направлении и снабженных отражательными лопатками, закрепленными с внутренней стороны пластин и соединенными с торцовыми фланцами.

2.Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что нижняя цапфа каждого вертикального вала при помощи редуктора кинематически связана с опорным роликом.

3.Ветродвигатель по п.1, о т л и- чающийся тем, что ротор Савониуса кинематически связан с ветро- колесом при помощи мультипликатора

и гидромуфты, соосно установленных на опорной мачте.

Изобретение позволяет повысить КПД ветродвигателя. Поток ветра, попадающий на ротор Савониуса (РС) 4, установленный на опорной мачте 1, закрепленной в опорном узле 3 при помощи растяжек 2, начинает его раскручивать. РС 4 кинематически связанный с ветроколесом (В) 5 при помощи мультипликатора 15 и гидромуфты 16, передает свой крутящий момент на вал последней. После превышения крутящего момента гидромуфты 16 пускового момента В 5, выполненного в виде полых цилиндров 6 с торцовыми фланцами 7, размещенными вокруг РС 4 на вертикальных валах 8 с цапфами, снабженными опорными роликами 9, контактирующими с кольцевой направляющей 10, В 5 начинает также вращаться. Одновременно воздушные потоки, попадающие на боковую поверхность каждого цилиндра 6, выполненную в виде упругих пластин, частично перекрывающих друг друга с образованием зазоров, ориентируемых по окружности в одном направлении, и снабженных отражательными лопатками, закрепленными с внутренней стороны пластин и соединенными с торцовыми фланцами 7, раскручивают их. Крутящий момент передается через нижние цапфы вертикальных валов 8 на редуктор, который кинематически связан с опорным роликом 9. Такое суммарное включение в работу всех элементов ветродвигателя облегчает его запуск. В установившемся режиме РС 4 продолжает передавать весь вырабатываемый им крутящий момент на вал В 5. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

&Л9

фиг.2

12

фигЛ