Ветродвигатель Советский патент 1992 года по МПК F03D7/00 

/777777777 7777777777

Фиг. 1

Изобретение относится к ветротехнике и может быть использовано для обеспечения энергией потребителя.

Известен ветродвигатель, содержащий поворотную головку с ветроколесом, шар- нирно установленную на опоре с возможностью наклона вертикальной плоскости с флюгерным хвостовым оперением.

Известен также ветродвигатель, содержащий поворотную головку, установленную на шарнире с возможностью качаний в вертикальной плоскости, и флюгерную плоскость, жестко закрепленную на головке между горизонтально-осевым ветроколесом и шарниром.

Целью изобретения является повышение надежности работы ветродвигателя путем демпфирования колебаний головки.

На фиг. 1 представлена схема ветродвигателя; на фиг. 2 - то же, сбоку; на фиг. 3план скоростей и сил, действующих на головку ветродвигателя; на фиг. 4-11 - варианты крепления флюгерных плоскостей к головке ветродвигателя.

Ветродвигатель содержит опору 1, на которой установлена поворотная часть, образованная вилкой 2 с шарнирно закрепленной на ней головкой 3 (фиг. 1 и 2). К головке 3 между горизонтально-осевым ветроколесом 4 и осью шарнирного крепления 5 под острым углом к горизонтальной плоскости крепятся флюгерные плоскости 6. Флюгерные плоскости 6 могут быть выполнены с аэродинамическим профилем, обращенные вниз выпуклой стороной, и установлены под острым углом к оси вращения ветроколеса (фиг. 3). Флюгерные плоскости 6 могут содержать горизонтальные, вертикальные и наклонные участки (фиг. 4-11).

Ветродвигатель работает следующим образом.

При боковом направлении ветра ветро- колесо 4 ориентируется по ветру за счет собственной парусности и боковой парусности флюгерных плоскостей 6. При усиле- нии скорости ветра V происходит увеличение лобового давления (фиг. 3)на ветроколесе 4, и под действием силы Rb головка 3 поворачивается в вертикальной плоскости относительно оси 5 с угловой скоростью (t)p,o тех пор, пока моменты сил Нь и силы тяжести головки 3 не уравновесятся. При этом ветро- колесо 4, работая в условиях косого обдува,

осуществляет сброс избыточной мощности и тем самым ограничивает частоту вращения, силу лобового давления крутящий момент на валу ветроколеса 4 и нагрузки от центробежных сил.

При повороте головки 3 с угловой скоростью о) на флюгерные плоскости 6 воздействует результирующий воздушный поток W, который является векторной суммой скорости ветра V и линейной скорости подъема головки U. Результирующий поток подходит к флюгерной плоскости 6 под углом атаки а а вследствие чего на флюгерную плоскость 6 действуют аэродинамическая подъемная сила Р и сила лобового сопротивления Q. Их равнодействующая R направлена вниз и тем самым тормозит поворот головки 3 вверх с тем большим усилием, чем с большей скоростью происходит наклон головки 3.

Таким образом осуществляется ограничение скорости поворота головки 3, что позволяет снизить нагрузку от гироскопических моментов, возникающих при наклоне вращающегося ветроколеса 4, и тем самым повысить надежность ветродвигателя.

Формула изобретения

1.Ветродвигатель, содержащий поворотную головку, установленную на шарнире с возможностью качаний в вертикальной плоскости, и флюгерную плоскость, жестко закрепленную на головке между горизонтально-осевым ветроколесом и шарниром, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы путем демпфирования колебаний головки, поворотная головка снабжена по крайней мере одной дополнительной флюгерной плоскостью, жестко закрепленной на ней между ветроколесом и шарниром, причем флюгерные плоскости установлены под острым углом к горизонтальной плоскости.

2.Ветродвигатель по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что каждая флюгерная плоскость имеет аэродинамический профиль, обращенный вниз выпуклой стороной.

3.Ветродвигатель по п. 1, о т л и ч a torn, и и с я тем, что флюгерные плоскости имеют горизонтальные и вертикальные участки.

4.Ветродвигатель по п. отличающийся тем, что флюгерные плоскости установлены под острым углом к оси вращения ветроколеса.

Фиг. 2

////////

Фиг.З