Механизм поворота лопастей ветродвигателя Советский патент 1992 года по МПК F03D7/06 

Изобретение относится к ветротехнике и может быть использовано для поворота лопастей 8ет}эодвигателя на оптимальные углы по отношению к воздушному потоку.

Известны механизмы поворота лопастей ветродвигателя с вертикальной осью вращения, выполненные в виде эксцентрического цилиндра с горизонтальными тягами и обгонными муфтами, Ветроустановка с данным механизмом поворота лопастей имеет низкий КПД, так как управляемое механизмом положение лопастей работает на ограниченном участке и положение их при этом находится не под оптимальными углами.к ветру,

Для повышения эффективности использования ветра известны механизмы поворота лопастей ветродвигателей, представляющие реверсный электродвигатель с пускателем и шестерней на валу электродвигателя, который взаимодействует с зубчатым колесом, установленным на винт8. Электродвигатель получает питание от внешмой сети, включение его обеспечивается пускателем, управляемым контактами флюгера. Корпус флюгера кинематически связан посредством шестерен и валика с шестерней пустотелого винта, обеспечивая обратную связь флюгеру в процессе поворота лопастей на ветер.

Известный механизм поворота не может работать автономно, так как для управления механизмом поворота лопастей предполагается применение электродвигателя с питанием от внешней . Учитывая то обстоятельство, что воздушный поток, обтекающий ветроустановку, носит турбулентный характер, флюгер, примененный в механизме, отслеживает все незначительные как по величине, так и по длительности изменения направления ветра, что является нецелесообразным. Наличие в составе механизма узла, состоящего из кривошипов на горизонтальных валиках и взаимодействующего с ним пустотелого винта, является конструктйвно сложным и технологически трудно выполнимым.

Целью изобретения является повышение КПД ветродвигателя и упрощение элементов узла механизма поворота лопастей.

Цель достигается тем, что механизм поворота, лрпастей ветродвигателя, содержащий приводмое устройство,рубчатое колесо с двумя венцами и промежуточное звено, состоящее из закрепленных на горизонтальных валах первичных и вторичных шестерен, последние из которых контактируют с приводными шестернями лопастей ветроустановки, дополнительно содержит редуктор с входным и выходным валами,

снабженными соответственно двумя и одной шестернями, зубчатое колесо с верхними и нижними венцами. Верхний венец контактирует с шестернями горизонтальных валов, а нижний - с шестерней входного вала редуктора.

Приводное устройство механизма выполнено в виде двух спаренных ветроколес, закрепленных на горизонтальной оси, расположенной в корпусе и снабженной в средней части зубчатым колесом, взаимодействующим с верхней шестерней входного вала редуктора. Корпус жестко закреплен на основании, выполненном в виде зубчатого колеса, кинематически связанного при помощи двухступенчатой шестерни с второй нижней шестерней входного вала редуктора. Редуктор имеет достаточно большое передаточное число, обеспечивая необходимые усилия поворота лопастей относительно своих осей, и практически отсутствует реакция механизма на полную отработку от случайных кратковременных изменений направления ветра.

Разворот лопастей ветродвигателя на оптимальные углы относительно направления движения ветра производится приводным устройством, используя энергию ветра. Механизм поворота лопастей устанавливает лопасти под оптимальным углом к осредненной величине направления движения воздушного потока, интегрируя все возможные порывы случайных отклонений; Отпадает необходимость иметь внешний источник электроэнергии.

За счет применения двух пар передаточных шестерен в цепи горизонтальных валов возможно наиболее целесообразное передаточное отношение в этих парах, исходя из габаритов шестерен и минимальных усилий в валах, а также рациональное распределение сил в кинематической цепи лопасть - двухступенчатая шестерня

На чертеже изображен механизм поворота лопастей в составе ветродвигателя, общий вид.

Механизм поворота лопастей содержит приводное устройство, редуктор 1, зубчатое колесо 2 с двумя венцами и промежуточное кинематическое звено. Приводное устройство выполнено в виде двух спаренных ветроколесЗ, закреплённых на горизонтальной оси 4, расположенной в корпусе 5 и снабженной в средней части зубчатым колесом 6, взаимодействующим с верхней шестерней 7 входного вала 8 редуктора 1, Корпус 5 жестко закреплен на основании 9, выполненном в виде зубчатого колеса, кинемати; чески связанного при помощи двухступенчатой шестерни 10 с второй нижней шестерней 11 входного вала 8 редуктора 1. Выходной вал 12 снабжен шестерней

13,Промежуточное кинематическое звено состоит из закрепленных на горизонтальных валах 14 первичных 15 и вторичных 16 шестерен, последние из которых контактируют с приводными шестернями 17 лопастей 18. Зубчатое колесо 2 нижним венцом контактирует с шестерней 13 вала 12 редуктора 1, верхним венцом - с шестернями15 горизонтальных валов 14.

Механизм поворота лопастей ветродвигателя работает следующим образом.

- Ветроколеса 3 под воздействием воздушного потока, вращаясь, передают дайжение через вал 4, шестерни б и 7, вал 8, редуктор 1, вал 12, шестерни 13, 2 и 15, вал

14,шестерни 16 и 17 и устанавливают лопасти 18 ветродвигателя под оптимальным углом к воздушному потоку. Одновременно ветроколеса З, вращаясь, передают движение через вал 4, шестерни 6 и 7, вал 8, шестерни 11 и 10 на шестерню основания 9 ко{5пуса 5. Корпус 5 поворачивает плоскость вращения ветроколес 3 в плоскость движения воздушного потока. Ветроколеса 3 останавливаются. Суммарное передаточное число шестерен 9, 10 и 10, 11 и передаточное число редуктора 1 с шестернями 2 и 14 подобраны так, что корпус 5 и шестерня 2 поворачиваются синхронно. На лопастях 18 возникает усилие, приводящее их к перемещению по окружности. При этом шестерни

15,обкатываясь по верхнему венцу шестерни 2, через горизонтальный вал 14 шестерни 17 передают усилие и поворачивают лОпасти 18 вокруг собственной оси. За каж дый ход по окружности лопасти 18 поворачиваются на пол-оборота вокруг собственных осей, что обеспечивается суммарным передаточным числом шестерен 2, 15 и 17, 16.

Использование изобретения позволит эксплуатировать ветроустановку без внешнего источника электрической энергии. Предлагаемый механиэм поворота .лопастей ветродвигателя может быть использован также для разворота приборов (измерительных, устройств и подвижных сооружений под определенным углом к направлению ветра.

Форму л а и 3 о брете и и я Механизм поворота лопастей вetpoдвигателя, содержащий приводное устройство и промежуточное звено, состоящее из закрепленных на горизонтальных валах первичных и вторичных шестерен,, последние из которых контактируют с приводными шестернями лопастей, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД ветродвигателя, механизм дополнительно содержит редуктор с входным и выходным валами, снабженными соответственно двумя и одной шестернями, зубчатое колесо с верхним и нижним венцами, последнее из которых контактирует с шестерней входного вала редуктора, приводное устройство выполнено в виде двух спаренных ветроколес, закрепленных на горизонтальной оси, расположенной в корпусе и снабженной в средней части зубчатым колесом, взаимодействующим с одной из шестерен входного вала редуктора, корпус жестко закреплен на основании, выполненном в виде зубчатого колеса, кинематически связанного при помощи двухступенчатой шестерни с второй Шестерней входного вала редуктора, а первичные шестерни горизонтальных валов - с верхним венцом зубчатого колеса. .

Изобретение относится к ветротехнике, и может быть использовано для поворота лопастей ветродвигателя на оптимальныеуглы по отношению х воздушному потоку. Цель изобретения - повышение КПД ветродвигателя, упрощение узла механизма поворота лопастей. Механизм поворота ло- Г1астей ветродвигателя содержит приводное устройство типа виндроз, механическая энергия которого через редуктор, двухступенчатую шестерню и промежуточное звено, состоящее из закрепленных на горизонтальных валах шестерен, передается на шестерни лопастей ветродвигателя для установки их под оптимальным углом к воздушному потоку. 1 ил.^VI^ 00XI