Ветродвигатель Советский патент 1993 года по МПК F03D3/04 

(Л

С

Использование: получение электроэнергии для привода насосов, мельник. Сущностывоздушный поток попадает на части лопастей 8 и 9 между валом 4 и колеей 6 при максимальном расстоянии между ними и происходит поворот вала 4. После прохождения частями лопастей 8 и 9 максимального расстояния начинается их складывание в виде колена и таким образом выход на минимальное расстояние между валом 4 и колеей 6. Далее за счет инерционных сил. вихревого потока воздуха и тянущей силы поворота вала 4.вращаемого таким же образом другими частями лопастей 8 и 9. части лопастей 8 и 9 вновь попадают в воздушный поток, подхватываются им, раскрываются, и рабочий цикл повторяется: Шестерня 16 находится в постоянном контакте с шестерней 17. т. к. их взаимное положение не изменяется. При.колебаниях платформы 2 шестерня 17 обкатывается вокруг шестерни 16, тем самым исключается передача колебаний к потребителю.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для промышленного и частного использования.

Цель изобретения - повышение мощности.

На фиг. 1 показан ветродвигатель, горизонтальный разрез: на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Ветродвигатель содержит размещенные в каркасе 1, установленном на платформе 2, ветроколесо 3 с подвижными лопастями, одни концы которых связаны с вертикальным валом 4, а на других концах укреплены катки 5, взаимодействующие с кольцевой колеей 6, расположенной эксцентрично относительно вала 4, поворотный на- правляющий аппарат, связанный с флюгером. Ветродвигатель снабжен дополнительным валом 7, размещенным над платформой 2 в ее центре и кинематически связанным с вертикальным валом и потребителем, а каждая лопасть выполнена в виде двух частей 8 и 9, связанных шарнирами 10 и имеющих профили противоположной кривизны, при этом сумма хорд профилей каждой лопасти больше максимального расстояния от оси вала 4 до кольцевой колеи 6, а профили имеют радиусы, величина которых определяется из соотношения , где Rb. Rnp, RK - радиусы соответственно вала 4. профиля, колеи 6.

С настроенной стороны на величину минимального расстояния между осью вала А и кольцевой колеей 6 по периметру последнего установлен отражательный щит 11. С обратной подветренной стороны платфор ма 2 снабжена двумя параллельными флюгерными стабилизаторами 12 с

00 СА) Ю

CN

успокоительными пластинами 13 между ними. Над частями лопастей 8 и 9 с соответствующими устройствами жестко закреплено горизонтальное перекрытие 14, выполненное ответно платформе 2, т. е. с той же колеей 6, с установки валаД, образуя общий каркас.

Снизу платформа 2 снабжена с кольцевой колеей 6 дополнительным валом 7, на котором размещена катушка (муфта) 15 с верхней шестерней 16, находящейся в зацеплении с шестерней 17 вала 4, и нижним, в частности, коническим зубчатым колесом 18, находящимся в зацеплении с зубчатым колесом 19 генератора 20 электрической энергии.

Вал 4 может быть снабжен известными тормозными устройствами с ручным или с центробежным механизмом регулирования скорости, а зубчатое колесо 18 может быть соединено с иным другим механизмом ис- пользования механической энергии, например с приводом мельницы или насоса.

С наветренной стороны на платформе 2 могут быть установлены направляющий аппарат в виде жестко или шарнирно закрепленных створок 21. В случае шарнирной их установки они снабжены ограничительными упорами 22 и лебедками 23, связанными с ними тросами 24.

Ветродвигатель работает следующим образом.

Под действием ветра флюгерные стабилизаторы 12 устанавливаются по ветру и разворачивают за собой платформу 2, которая поворачивается по оси вала 7. обкатываясь на катках 25 на основании вокруг него. При этом при всех дальнейших поворотах при изменении направления ветра его шестерня 16 находится в постоянном контакте с шестерней 17, так как их взаимное положение не изменяется.

Воздушный поток набегает между раскрытыми створками 2 Т и направляется ими на части лопастей 8 и 9 между валом 4 и колеей 6 по максимальному расстоянию между осью вала 4 и колеей 6. С наветренной стороны на лопастях 8 и 9, ветровой воздушный поток создает повышенной давление, а на ними между стабилизаторами 12 - пониженное давление. Лопасти 8 и 9 на своих катках 5 обкатываются в кольцевой колее 6, происходит поворот вала 4 и колеи 6 по кольцевым колеям 6 начинается сближение их концов. Лопасти 8 и 9 складываются на шарнирах 10 в виде колена и таким образом выходят на минимальное расстояние между осью вала 4 и колеей 6. Далее за счет инерционных сил. вихревого потока воздуха и тянущей силы поворота вала 4,

вращаемого таким же образом другой частью лопастей 8 и 9, проходят это расстояние и зону отражательного щита 11, вновь попадают в воздушный поток между створками -21, подхватываются им как паруса, раскрываются в шарнирах 10 и далее совершают работу описанным образом. Вращаясь, вал 4 через шестерни (зубчатые колеса) 16-18 приводят в работу генератор 20, который

выдает электрическую энергию или иной потребитель механической энергии.

Возможные боковые порывы ветра, действуя на стабилизаторов 12, могут приводить в колебательное движение платформу

2, но так как последняя совершает колебательные движения вокруг вала 7, эти колебания обкатывают шестерню 16 и тем самым исключаются толчки на потребитель его механической энергии. При этом успокоительные пластины 13, находясь в изолированном пространстве от ветра между стабилизаторами 12, демпфируют колебания платформы 2.

Посредством лебедок 23 с ручным или

дистанционным приводом тросами 24 возможна установка створок 21 от максимального их раскрытия вплоть до полного закрытия их проходного просвета в зависимости от скорости ветра от слабого до штормового. Крайние положения створок 21 фиксируются ограничительными упорами 22. При штормовом ветре створки 21 частично или полностью закрывают, чем частично или полностью снимают ветровую нагрузку

с ветроколеса.

Таким образом, предложенный ветродвигатель обеспечивает более простую опорную конструкцию на основание, обладает меньшей парусностью и меньшим рабочим

пространством.

Формула изобретения Ветродвигатель, содержащий размещенные в каркасе, установленном на платформе, ветроколесо с подвижными лопастями, одни концы которых связаны с вертикальным валом, а на других концах укреплены катки, взаимодействующие с кольцевой колеей, расположенной эксцентрично относительно вала, поворотный направляющий аппарат, связанный с флюгером, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности, он снабжен дополнительным валом, размещенным под

платформой в ее центре и кинематически связанным с вертикальным валом и потребителем, а каждая лопасть выполнена в виде двух связанных шарнирами частей, имеющих профили противоположной кривизны, при этом сумма хорд профилей каждои лопасти больше максимального расстояния от оси вала до кольцевой колеи, а профили имеют радиусы, величина которых

определяется из соотношения , где RB, Rnp, RK - радиусы соответственно вала, профиля, колеи.

ZT

20 19К #7 17

Фиг.2