Ветродвигатель Советский патент 1990 года по МПК F03D7/00 

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в ветродвигателях,

Цель изобретения - повышение КПД.

На чертеже схематично изображен ветродвигатель.

Ветродвигатель содержит вертикальный вал 1 с каркасом 2, установленные на нем с возможностью поворота лопасти 3, на цапфах 4 которых, размещены конические шестерни 5, и механизм поворота лопастей 3, включающий реверсивный электродвигатель 6, ведущие шестерни 7, взаимодействующие с коническими шестернями 5, и флюгер 8, размещенный между двумя стойками 9, имеющими контакты 10, электрически соединенные с электродвигателем 6 и поочередно взаимодействующие с флюгером 8 . Механизм поворота снабжен эксцентриком 11, установленным на вертикальном валу 1, неподвижными коническими полушестернями 12, закрепленными на каркасе 2, и двуплечими рычагами 13, размещенными под углом 45° к горизонтальной плоскости и имеющими оси 14, совпадающие с центрами полушестерен 12, и взаимодействующие с последними конические шестернич15, закрепленные на одном конце каждого рычага 13, а каждая ведущая шестерня 7 закреплена на его другом конце и имеет диаметр вдвое меньший, чем шестерня 15, взаимодействующая с полушестерней 12, причем один конец рычага 13 связан с эксцентриком 11 при помощи хомута 16 с тягой 17. Кроме этого, ветродвигатель содержит вал 18 отбора мощности, кинематически связанный с каркасом 2, и тяги 19.

Ветродвигатель работает следующим образом.

При наличии ветра флюгер 8 с помощью поочередного включения контактов 10 и электродвигателя 6, получающего напряжение от внешней сети, устанавливает лопасти 3 под оптимальными углами к направлению ветра, а флюгер 8 не касается контактов 10. На лопастях 3 возникает вращающий момент, каркас 2 приходит во вращение и через вал 18 передает энергию потребителю. При этом хомут 16 перемещается эксцентриком 11 относительно каркаса

2 и через тяги 17 поворачивает двуплечие рычаги 13 с лопастями 3 в вертикальной плоскости на угол 90° в одну и другую стороны, а коническая шестерня 15, обегая

при повороте двуплечего рычага 13 неподвижную полушестерню 12, поворачивает лопасти 3 вокруг собственных осей. Тяга 19 позволяет уменьшить расход энергии на перемещение лопастей 3 из горизонтального положения в вертикальное за счет использования моментов центров тяжести лопастей 3 относительно оси поворота двуплечих рычагов 13. Расстояние от центра тяжести лопасти 3, расположенной в горизонтальном положении, до оси вращения каркаса 2 меньше, чем у лопасти 3, расположенной в вертикальном положении. Это приводит к уменьшению момента инерции нерабочих лопастей 3 относительно оси вращения каркаса 2 и к уменьшению сопротивления вращению каркаса 2.

Формула изобретения Ветродвигатель, содержащий вертикальный вал с каркасом, установленные на

нем с возможностью поворота лопасти, на цапфах которых размещены конические шестерни, и механизм поворота лопастей, включающий реверсивный электродвигатель, ведущие шестерни, взаимодействующие с коническими шестернями, и флюгер, размещенный между двумя стойками, имеющими контакты, электрически соединенные с электродвигателем и поочередно взаимодействующие с флюгером, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения КПД, механизм поворота снабжен эксцентриком, установленным на вертикальном вапу, неподвижными коническими полушестернями, закрепленными на каркасе, и

двуплечими рычагами, размещенными под углом 45° к горизонтальной плоскости и имеющими оси, совпадающие с центрами полушестерен, и взаимодействующие с последними конические шестерни, закрепленные на одном конце каждого рычага, а каждая ведущая шестерня закреплена на его другом конце и имеет диаметр вдвое меньший, чем шестерня, взаимодействующая с полушестерней, причем один конец

рычага связан с эксцентриком при помощи хомута с тягой.

Изобретение относится к ветроэнергетике и позволяет повысить КПД ветродвигателя. При наличии ветра флюгер 8, расположенный между двумя стойками 9, с помощью контактов 10, размещенных на стойках 9, и механизма поворота лопастей (Л) 3, включающего электродвигатель, электрически соединенный с контактами 10, поочередно взаимодействующими с флюгером 8, устанавливает Л 3, закрепленные на каркасе (К) 2, под оптимальными углами к направлению ветра. На Л 3, на цапфах 4 которых размещены конические шестерни 5, взаимодействующие с ведущими шестернями 7, возникает вращающий момент. К 2 приходит во вращение и через вал 18 передает энергию потребителю. При этом хомут 16 перемещается эксцентриком 11, установленным на вертикальном валу 1, относительно К 2 и через тяги 17 поворачивает двуплечие рычаги 13, размещенные под углом 45° к горизонтальной плоскости и имеющие оси 14, совпадающие с центрами полушестерен 12, с Л 3 в вертикальной плоскости на угол 90° в одну и другую стороны, а коническая шестерня 15, обегая при повороте двуплечего рычага 13 неподвижную полушестерню 12, поворачивает Л 3 вокруг собственных осей. 1 ил.