Ветродвигатель Советский патент 1992 года по МПК F03D7/06 

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в ветродвигателях.

Известен ветродвигатель, содержащий установленные на вертикальном валу траверсы с размещенными между ними поворотными лопастями, кинематически с механизмом их поворота, генератор и флюгер. Недостатком такого ветродвигателя является сравнительно небольшой КПД из-за сложности выполнения механизма поворота лопастей.

Известен ое.родвигатель, содержащий каркас, установленное в нем на вертикальном валу ветроколесо с реверсами и разме- щенными на вертикальных осях поворотными лопаг.тлни, кинематически связанными с механизмом поворота с кони,- ческими шестернями, укрепленными соответственно на вертикальном и одних концах горизонтальных валиков, станов ленных на каркасе, генератор и флюгер. К недостаткам такого ветродвигателя относятся сравнительно небольшие коэффициент полезного действия (КПД) и мощность,

RMivl

X х| Р СО XI

то обусловлено одинаковыми моментами нерции рабочих и холостых лопастей отноительно вала ветроколеса, расходом элекроэнергии на работу дпигателл механизма оворота лопастей и меньшей общей поверностью лопастей.

Цель изобретения - увеличение КПД и ощности.

На чертеже схематично изображен вет- одвигатель, общий вид,

Ветродвигатель содержит каркас 1, усановленное в нем на вертикальном валу 2 ветрокопесо с траверсами 3 и размещенными на оертикальных ослх поворотными лопастями 4, кинематически связанными с еханизмом поворота с коническими шесернями 5,6, укрепленными соответственно на вертикальном валу 2 и одних концах горизонтальных валикоп 7, установленных на каркасе 1, тенератор 8, флюгер 9, ветродвигатель снабжен закрепленным на каркасе 1 полым валом 10с блоком конических шестерен 11, установленных с возможностью вращения относительно последнего и кинематически связанных с генератором 8, дополнительное ветроколесо с вертикальным валом 12, ветроколеса расположены симметрично относительно полого вала 10, снабжены дополнительными вертикальными осями 13 с консолями 14, на которых размещены вертикальные оси лопастей 4, механизм поворота лопастей снабжен коническими шестернями 15, установленными на других концах горизонтальных валиков 7, шестерни 6 каждого валика 7 взаимодействуют с шестернями 5 на валах 2 и 12 ветро- колес, а шестерни 15 взаимодействуют с блоком конических шестерен 11, звездочками 16-19.Звездочки 16установлены на цапфах лопастей 4, звездочки 17 - на дополнительных вертикальных осях 13, звездочки 18 - на траверсах 3 ветроколес концентрично дополнительным вертикальным осям 13 и звездочки 19 установлены на каркасе 1 концентрично вертикальным валам 2 и 12 ветроколес. Звездочки 18 и 19 закреплены неподвижно, имеют диаметр, равный диаметру звездочек 17 дополнительных вертикальных осей 13 и вдвое меньший, чем диаметр звездочек 16, установленных на цапфах-лопастей 4. При этом звездочки 16 связаны цепными передачами 2, со звездочками 18 на траверсах 3, звездочки 17 связаны цепной передачей 21 со звездочками 19 на каркасе 1, а флюгер 9 установлен на полом валу 10.

Ветродвигатель работает следующим образом.

Под дейстоием бокового ветра флюгер 9 поворачивается в горизонтальной плоскости вместе с полым валом 10, каркасом 1 и установленными в нем двумя ветроколеса- ми до тех пор, пока не расположится по направлению ветра. При этом, благодаря

кинематической связи лопастей 4 с механизмом поворота, одни из лопастей холостые лопасти, расположенные вблизи пустотелого вала 10 на меньшем расстоянии от осей валов 2, 12, устанавливаются в пло0 скостях, параллельных направлению ветра, и создают на валах 2,12 меньший крутящий момент, чем противоположные им внешние рабочие лопасти, устанавливающиеся перпендикулярно или под углом к направлению

5 ветра и на большем расстоянии от валов 2, 12 ветроколес. Это вызывает вращение валов 2 и 12 в противоположные стороны, которое через конические шестерни 5 на валах 2,12, шестерни 6 и 15 горизонтальных вали0 ков 7 и блок конических шестерен 11 на пустотелом валу 10 передается кинематически связанному с ними валу генератора 8. Одновременно при вращении валов 2, 12 с траверсами 3 и дополнительными верти5 кальными осями 13 вокруг звездочек 19, закрепленных неподвижно на каркасе 1 концентрично валам 2, 12 и связанных цепными передачами 21 со звездочками 17 на дополнительных осях 13, цепные передачи

0 21 обегают звездочки 19. Это вызывает поворот звездочек 17с осями 13 и их консолями 14 вокруг собственных осей на угол, равный углу поворота ветроколес во время которого консоли 14 перемещают рабочие

5 лопасти навстречу ветру вокруг осей 13. В то же время поворот осей лопастей 4 вместе со звездочками 16, связанными цепными передачами 20 с вдвое меньшими по диаметру звездочками 18, неподвижно закреп0 ленными на траверсах 3 ветроколес, вызывает поворот лопастей 4 вокруг собственных осей на угол, равный половине угла поворота ветроколес. В результате этого рабочий ход лопастей 4 продолжается на про5 тяжении более 3/4 полного оборота ветроколес.

Формула изобретения Ветродвигатель, содержащий каркас, установленное в нем на вертикальном валу

0 ветроколесо с траверсами и размещенными на вертикальных осях поворотными лопастями, кинематически связанными с коническими шестернями, укрепленными соответственно на вертикальном валу и од5 них концах горизонтальных валиков, установленных на каркасе, генератор и флюгер, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД и мощности, ветродвигатель снабжен закрепленным на каркасе по- лым валом с блоком конических шестерен,

установленных с возможностью вращения относительно последнего и кинематически связанных с генератором, дополнительным ветроколесом с вертикальным валом, ветроколеса расположены симметрично относительно полого вала, снабжены дополнительными вертикальными осями с консолями, на которых размещены вертикальные оси лопаток, механизм поворота лопастей снабжен дополнительными коническими шестернями, установленными на других концах горизонтальных валиков, шестерни каждого валика взаимодействуют соответственно с шестернями вала каждого ветроколеса и блоком шестерен, звездочками, установленными соответственно на цапфах лопастей, дополнительных вертикальных осях, траверсах ветроколес концен- трично дополнительным вертикальным

осям и на каркасе концентрично вертикальным валам ветроколес, при этом две послед- ние закреплены неподвижно, имеют диаметр, равный диаметру звездочек дополнительных вертикальных осей и вдвое

меньший, чем диаметр звездочек, установленных на цапфах лопастей, и связаны посредством цепнойпередачи соответственно с звездочками, расположенными на цапфах ветроколес, и звездочками дополнительных вертикальных осей, а флюгер установлен на попом валу.

Назначение: изобретение относится к ветроэнергетике. Сущность изобретения; на поворотном в горизонтальной плоскости каркасе установлены два ветроколеса с поворотными вертикальными лопастями, симметричные относительно пустотелого вала, закрепленного на каркасе и снабженного флюгером. Каждое ветроколесо имеет на траверсах дополнительную вертикальную ось с консолями, на концах которых закреплены оси лопастей. Последние кинематически связаны с механизмом поворота, имеющим звездочки, закрепленные на цапфах лопастей, связанные цепной передачей с звездочкой, неподвижно закрепленной на траверсе ветроколеса концентрично оси, звездочки на оси, сеязанные цепной передачей с звездочкой, неподвижно закреплен- ной на каркасе концентрично валу ветроколеса, Последние снабжены коническими шестернями, взаимодействующими с коническими шестернями на одних концах горизонтальных валиков, установленных на каркасе, на других концах которых закреплены конические шестерни, взаимодействующие с блоком конических шестерен, установленными с возможностью вращения на пустотелом валу и кинематически связанными с валом генератора. При рабоге ветродвигатель самоориентируется на ветер с помощью флюгера. Механизм поворота устанавливает внешние рабочие лопасти пер- пенд; кулярно или под углом к ветру на большем расстоянии от валов, чем противоположные им холостые лопасти, которые вблизи густотелого вала располагаются ребром плоскости к ветру.1 ил. (Л

7 //

15 8 5 6 го ft