Ветрогидродвигатель Советский патент 1992 года по МПК F03D5/00 

Изобретение относится к ветрогидроз- нергетики и может быть использовано для преобразования энергии воды, течения воды, а также тепловой и солнечной энергии в механическую. Устройство может быть как стационарным, гак и передвижным для использования в местах, удаленных от источниковэнергии,пастухами, рыбаками,туристами, на фермах, садоводческих участках.

Известна ветроэнергетическая установка, содержащая лопасть, вертикально установленную с возможностью качания на опоре и связанную с приводным механизмом (1).

Недостатки такого устройства заключаются в громоздкости, необходимости иметь мощную мачту, сложности выполнения ее передвижной, невозможности использовать тепловую или солнечную энергию в случае отсутствия ветра.

Наиболее близким к изобретению по конструкции устройством является ветродвигатель П.П.Проценко. содержащий вертикальныйшток,неподвижные горизонтальные плас.ины. между которыми установлены закрепленные на штоке подвижные перегородки. Камеры, образованные неподвижными и подвижными перегородками, попарно снабжены перекидными заслонками, являющимися золотниковым устройством, соединенным с помощью гяги и гистерезисного механизма со штоком. Перемещение рабочего органа-штока и подвижных перегородок происходит благодаря попеременному появлению в одной из парных камер избыточного давлений, равного динамическому напору ветра (2),

Недостатки известного ветродвигателя заключаются в необходимости установки его на мощной опоре из-за большой парусности, трудности выполнения в виде передвижной установки из-за сложности монтажа на опоре, невозможности работы на тепловой и солнечной энергии.

Цель изобретения заключается в повышении удобства благодаря упрощению монтажа и обслуживания за счет размещения двигателя не на мачте, а внизу, даже в помещении, в возможности изготовления передвижного и даже портативного варианта, а расширение области применения за счет возможности работать на тепловой, солнечной и гидравлической энергии.

Сущность изобретения заключается в том, что ветрогидродвигатель, содержащий

N

XJ

К

О 00

камеры с подвижными перегородками, образующими со стенками камер полости и связанными со штоком, взаимодействующим при помощи тяги с золотниковым устройством, снабжен пат рубка, ч/, подключенными к полости перегоро д1 выполнены в виде мембран, э золотниковое устройство расположено на входе nav/б- ков; по одному из вариантов золотниковое устройство выполнено в виде экранирую щей заслонки, связанной стягом и расположенной у входных отверстий патрубков, ;ю другому варианту ветрогидродвигател снабжен входным трубопроводом и выпуск- ным трубопроводом с дефлектором, э зол т- никовое устройство выполнено в вкпе гидропневмораспределителя, вход коюро- го сообщен с входным трубопроводом, а выход связан с патрубками и выпускным трубопроводом; в одном из вариантов снаб- женным нагревателем потока, по третьечу варианту золотниковое устройство ветро- смдродвигателя выполнено в виде поворотной трубки, установленной с возможностью сообщения с патрубками,

Устройство (фиг.1) включает в себя ветродвигатель 1 и преобразователь скорости ветра с перепад давлений, состояид - i и двух напорных патрубков 2 и 3 и ззиюн ы 4, Двигатель 1 состоит из парных каг/ер fi м 6, разделенных мембранами 7, в ЖРЛК И центрах которых закреплен шток 8 трмчо- щийся рабочим органом, Напор- й пзгпу бок 3 подсоединен с входным патруб: ™ камер 5, а патрубок 2 - к камерам 6 3 „и,г ные отверстия 10 напорных патру01 ,ос 2 i- повернуты в сторону ветра. Заслонка 4 ус тановлена на оси 11, расположенной ,-;иже центра тяжести заслонки 4, благодаря чему она имеет только два устойчивых положа- ния, ограниченных упорами 12, В этих положениях заслонка 4 закрывает (экранирует) от ветра отверстие 10 одного из напо|,чы патрубков 2 или 3. На штоке 8 закреплены ушки 13, сквозь которые проходит троен ч 14, натянутый на шкивах 15. К тоссику 14 прикреплена заслонка 4 и кулачо 16 расположенный между ушками 13. Детали 8,13,16 образуют гистерезмсный механизм. Позиции 4,10-16 составляют золотниковое устройство, обеспечивающее подачу динамического давления потока воздуха последовательно в камеру 5 или 6 К штз,у 8 присоединяется насос или другой приводимый механизм. Для снижения перелез давлений воздуха между патрубками 2 i; 3 служит заслонка 17.

Приемниками динамического давления воздуха являются отверстия 10 патрубков 1 и 3. Они и должны быть расположен-1 ввэр.у, в зоне ветра, сам же двигатель 1 может расположен внизу и даже в помеще- Ht-ii/1 где его удобно обслуживать,

Hf) r o tr 2 изображен другой вариант ус- тгюйсчзэ имеющий другую конструкцию пиег-Гтрас ователя потока среды в давление и золотникового уст ройства

/ inn тэт г11 ч. 1 соединен патрубками 9 с напорнчми трубами повышенного 2 и пониженного 3 давпенийчерез золотник, выполненный виде : ид сп евморасчределитоля 18 с дьумя тзрельча ымч клапанами 19 и чеп пьг я сецлэмь 0 напорная груба 2 присоединеня между седлами и III, труба Г понижг-14.010 азипечия - между седлами и IY, патрубок 9 камеры 5 - между седлами и 1, я пятоубок 9 иэгчеры 6 - между седлами ч /I (V ТУ I п |дропчйем1)Г аспределителя . Ь (:ог,,лнеча си штоком 7 через гастерезис- , 22 с фиксирующей пружиной 23 |1зпорпя« груба 2 снабжена флюгерным

PyiV 1 Ы i УС ГрОУ С ГВОМ-ПОВОрОТПЫМ ХВОГ ТОМ

24. Трубг 3 ьоерху дефлектор 25 /;гя ;РП пэнихонно о давления зоздухч ; г1Э(рэсэ,ель 5 для получения тяги при отСу , СГЗИ11 ЗоТрЗ

Но qrT 3 лр .лсгаапен еще один вариант ус ,-ia r -,A ,.j HQ iOpso /i тпубо 2

. Cy fici), r PIOL л-И OC L . 27

м j. f,4 кгчлуора1 - ;, r. М1Я поог /в

ЖГ ЛпПШ ,p , f)h /КаМСр h 6.

1л -Гт u- paiyior : / гср-ггиснып механизм Он - , ор поло чС/ т .ру51 г ф ,, 3 не г-кз;-а: В jpynv Mfi ,ет г-оп,авсИься стр /я -Ч / ы ипи , а г 1яс t, чей устройство г- Va т f), irb Зе иС I i/in ги,а; ппвп1 атслем

,ibo по -1ИГ. 1 рсбп-иет олецу-о- ,.IM образом

При кгяцчи /t ветра (кпи течения воды) в ггчрубке; , не заслоненном за- сяонгой 1, оорззуется избыточное давление, равное динамическому напору и передающееся з камеры 5. Мембраны 7 пе- ь меща-отс( зниз, вы.зснял зсть воздуха . о и- ,ер о. При поахопо илька 8 ь крайнее ,кнеи пспо/:еьис аврхче - уи;ко )3 rtaxw- f х-ет чз кулачок 16, тросик 14 перемещается почасовс11 стрелке и перебрасывает заслонку 4 rj правое положение, в котором она заслоняет вхо, ijoe отверстие 10 в патрубок 3 В результате этого шток 8 поднимается и в конце его хода засломх 4 снова перебрасывается в левое положьние

Таким обраоогл. работа устройства за- кпкзчаегсл в последовательной подаче динамического давления потока среды в камеру 5 или 6, что обеспечивает оозвратно-посту- пательное движение штока 8, являющегося рабочим органом, к которому присоединен гризсдл./.ый M.iy :jn3M непосрндстаечно

или через кривошипно-шатунный механизм (для вращающихся потребителей). Для остановки двигателя необходимо открыть заслонку 17, что приводит к снижению перепада давлений между патрубками 2 и 3. Усилие на штоке 8 и мощность двигателя 1 можно увеличить за счет увеличения размеров мембран 7 и увеличения количества парных камер 5 и б в пакете.

Работа устройства, изображенного на фиг.2, аналогична, однако перепад давлений в парных камерах 5 и 6 больше за счет у ста НОРКИ на трубе 3 дефлектора 25 и (или) нагревателя 26, увеличивающих тягу.

Нагреватель может быть выполнен в виде горелки или просто печи, в которой сжк- гаются дрова. Для использования солнечного тепла трубу 3 выполняют соответствующим образом, например делают черной со стороны солнца и светлой с обратной стороны.

Золотниковое устройство 18 направляет потоки воздуха в камеры 5 и 6 двигателя 1 таким образом, чтобы шток 8 совершал возвратно-поступательные движения. Так. при крайнем правом положении штока 8 и тяги 21 воздух с повышенным давлением поступает из трубы 2 в камеру 6, а из камеры 5 выходит в трубу Ч с пониженным давлением. Шток 8 при этом движется справа налево. Далее все происходит аналогично тому, что и в устройстве по фиг. 1. Поворотный хвост 24 служит для ориентации напорной трубы 2 относительно ветра.

Возможна конструкция и с одной трубой 3. Мощность двигателя 1 при этом снизится, но упростится . конструкция золотника 18 : понадобится всего два седла и один клапан.

Аналогична работа также и устройства, изображенного на фиг.З, которое можно использовать как гидродвигатель, подавая в напорную трубу 2 струю воды, имеющую перепад хотя бы в несколько десятков сантиметров.

Таким образом, поставленные цели достигаются благодаря тому, что ветрогидрод- вигатель снабжен устройством для превращения энергии потока воды или воз- духа, а также тепловой или солнечной в перепад давлений. Такой двигатель удобен в монтаже и обслуживании, легко может быть выполнен передвижным.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Ветрогидродвигатель, содержащий камеры с подвижными перегородками, образующими со стенками камер полости и связанными со--штоком, взаимодействующим при помощи тяги с золотниковым устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения удобства и расширения области использования, он снабжен патрубками, подключенными к полостям, перегородки выполнены в виде мембран, а золотниковое устройство расположено на входе патрубков,

2.Ветрогидродвигатель по п.1, отличающийся тем, что золотниковое устройство выполнено в виде экранирующей заслонки, связанной с тягой и расположенной у входных отверстий патрубков.

3.Ветрогидродвигатеяь по п.1. о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения

мощности, он снабжен входным трубопроводом и выпускным трубопроводом с дефлектором, а золотниковое устройство выполнено в виде гидропневмораспредели- теля, вход которого сообщен с входным трубопроводом, а выход связан с патрубками и выпускным трубопроводом.

4.Ветрогидродвигатель по п.З, отличающийся тем, что выпускной трубопровод снабжен нагревателем потока.

5. Ветрогидродвигатель по п.1, о т л ичающийся тем, что золотниковое устройство выполнено в виде поворотной трубки, установленной с возможностью сообщения с патрубками.

Ы

Использование: преобразование энергии ветра и течения воды в полезную работу. Сущность изобретения: для повышения удобства и расширения области использование ветрогидродвигатель, содержащий камеры с подвижными перегородками, связанными со штоком, взаимодействующим при помощи тяги с золотниковым устройством, снабжен патрубками, подключенными к полостям камеры, перегородки выполнены в виде мембран, а золотниковое устройство расположено на входе патрубков. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Фиг. 2

фиг.З