Ветроколесо ветроэнергетической установки Советский патент 1993 года по МПК F03D7/02 F03D1/06 F03D1/00 

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для энергообеспечения различных потребителей.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что ветроколесо ветроэнергетической установки, содержащее стабилизаторы, прикреплённые к лопастям, имеющим компенсирующие грузы, устройство синхро- н зации поворота лопастей, кинетически связывающее валы вращения лопастей ветроэнергетической установки, дополнительно содержит устройство регулирования оборотов, установленное на валу стабилизатора, имеющего винтовой паз, и выполнен-, нре в виде втулки с прорезью, зафиксированной одним концом к элементу крепления стабилизатора к лопасти, а на другом конце втулки установлены пружина и вторая втулка с закрепленным на ней болтом, проходящим через паз втулки и винтовой паз. вала стабилизатора.

На фиг.1 схематически представлено ветроколесо ветроэнергетической установки; на фиг.2 и 3 - варианты стабилизатора с устройством регулирования оборотов, разрез; на фиг.4 - схема крепления поводка на валу вращения лопасти; на фиг.5 - ступенчатая втулка; на фиг.6 - вал стабилизатора. Предложенное ветроколесо состоит по крайней мере из двух лопастей 1 с компенсирующими грузами 2 и стабилизаторами 3 с устройствами регулирования оборотов 4, которые прикреплены к лопастям 1 с помощью элементов крепления 5, а также устройство синхронизации 6 поворота лопастей 1, соединяющее вал 7 вращения ветроколеса с торцами валов 8 вращения лопастей 1 посредством поводков 9. одним концом прикрепленных к подпружиненной втулке 10, скользящей по вэлу 7 вращения ветроколеса, на котором имеется пружина 11, причем поводки 9 прикреплены.к соответствующим торцам валов 8 вращения с эксцентриситетом (фиг.4). Устройство регулирования оборотов 4 установлено на вплу 12 стабилизатора 3, имеющего винтовой паз, и выполнено в виде втулки 13 с прорезью (фиг.5), одним концом зэфиксмропян(Л

С

00

о

vj

СО

ной к элементу крепления 5 стабилизатора 3 к лопасти 1, а на другой конец втулки 13 установлена пружина 14 и втулка 15 с закрепленным на ней болтом 16 (или шплинтом 18, фиг.З), проходящим через паз втулки 13 и винтовой паз вала 12 стабилизатора 3, который зафиксирован от проворачивания болтами 17. Торцы стабилизатора 3 и устройство регулирования оборотов 4 снабжены колпачками 19.

Ветроколесо ветроэнергетической установки работает следующим образом.

При отсутствии ветра пружина 11 (см. фиг.1) через втулку 10, скользящую по валу 7, и поводки 9, закрепленные с эксцентриситетом (фиг.З) на валу 8 вращения лопастей 1, устанавливают лопасти 1 во флюгерное положение. При возникновении ветра со скоростью V на лопасти 1 возникает подъемная сила, которая стремится повернуть ветроколесо относительно оси х х. Возникает угловая скорость вращени я ветроколе- са о) и на лопасть 1 на радиусе г действует результирующий воздушный поток (о - Vv2 4- (о) г )2. Вал 8 вращения лопасти .1 установлен на лопасти 1 так, что воздушные нагрузки, действующие на лопасть 1 не создают аэродинамические моменты относительно вала 8 (проходитчерез центры давления сечений лопасти), поэтому лопасть 1 стремится принять положение, задаваемое ей стабилизатором 3. При достижении заданных оборотов (а) расчетное) вступает в работу регулятор оборотов 4 (фиг.2). Втулка 15 под действием центробежной силы преодолевает усилие пружины 14 и перемещается на величину, пропорциональную величине превышения расчетных оборотов. Вместе с втулкой 15 перемещается болт 16, закрепленный на ней, он скользит в пазах втулки 13, закрепленной на элементе крепления 5 стабилизатора 3 на лопасти 1 и в винтовом пазу вала 12, поворачивая его. и закрепленный на нем стабилизатор 3. Вал 12 вращения стабилизатора 3 проходит через центры давления сечения стабилизатора 3 и поэтому воздушные силы, действующие на стабилизатор 3, не создают моментов относительно вала 12. После поворота стабилизатора 3 изменяется момент,

действующий относительно вала 8 лопасти 1, и лопасть изменяет свое положение по отношению к набегающему потоку, уменьшая угол атаки тем самым момент относительно оси вращения 7 ветроколеса, что

приводит к снижению оборотов ветроколеса к расчетному значению.

По сравнению с базовым объектом заявленное ветроколесо более просто, так как отсутствует система рычагов, усложняющая

конструкцию и, значит, по сравнению с базовым объектом, предлагаемая конструкция более надежна.

Формула изобретения Ветроколесо ветроэнергетической установки, содержащее стабилизатор, закрепленные к лопастям, имеющим компенсирующие грузы, устройство синхронизации поворота лопастей, кинематически связывающее валы вращения лопастей, о тли чающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, ветроколесо дополнительно содержит устройство регулирования оборотов, установленное на валу стабилизатора, имеющего

винтовой паз, и выполненное в виде втулки с прорезью, зафиксированной одним концом к элементу крепления стабилизатора к лопасти, а на другом конце втулки установлены пружина и вторая втулка с закрепленным на ней болтом, проходящим через паз втулки и винтовой паз вала стабилизатора.

Фиг. 2

Использование: ветроэнергетика. Вет- ррколесо с двумя лопастями снабжено компенсирующими грузами, стабилизатором, устройством регулирования оборотов, установленным на валу стабилизатора, и устройством синхронизации поворота лопастей. Устройство регулирования оборотов выполнено в виде втулки с прорезью, зафиксированной одним концом к элементу крепления стабилизатора к лопасти, а на другом конце втулки установлены пружина и вторая втулка с закрепленным на ней болтом, проходящим через паз втулки и винтовой паз вала стабилизатора. 6 ил.