РЕГУЛИРУЮЩЕЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ВЕТРЯНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Советский патент 1927 года по МПК F03D7/02 

Предлагаемое регулирующее приспособление имеет целью получить равномерную работу ветряного двигателя посредством изменения наклона поворотных лопастей на их оси соответственно скорости ветра.

На фиг. 1 изображен вертикальный разрез верхней части ветряного двигателя, на фиг. 2 - часть лопастного колеса, на фиг. 3 - продольный разрез спицы лопастного колеса, на фиг. 4 - вертикальный разрез средней часто установки, помещенной сверху мачты (разрез сделан по вертикальной плоскости, в которой проходит вал, поддерживающий лопастями ветряное колесо), и на фиг. 5 - вертикальный разрез в плоскости перпендикулярной к плоскости разреза фиг. 4.

В полом валу 2, который установлен на верхней части мачты 1 (фиг. 1 и 4), вращается сплошной вал 3, верхний конец которого снабжен коническим зубчатым колесом 4. Последнее находится в сцеплении с коническим зубчатым колесом 17, сидящим на валу лопастного колеса. Посредством этих конических колес происходит передача от лопастного ветряного колеса валу 3. К верхушке мачты 1 прикреплены две горизонтальные, параллельные между собой, шпалы 5. На них лежит железное направляющее кольцо 6, которое образует круглый рельс двойного двутаврового поперечного сечения.

Тележка, состоящая из частей 6-13, катается на роликах 11 по круглому направляющему рельсу 6 вокруг полого вала 2. На тележке установлен наклонный вал 14, который вращается в двух подшипниках 15 и 16. На наружном конце наклонного вала 14 насажено ветряное колесо, а между подшипниками 15 и 16 неподвижно соединенное с ним коническое зубчатое колесо 17. Ветряное колесо имеет ступицу 18, которая с обеих сторон усилена посредством фланцев. 30 и 31. На внешнем фланце 30, в равном расстоянии друг от друга и нормально к валу 14, установлено несколько радиальных спиц 19, а на внутреннем утолщении 31 прикреплено соответственное количество радиальных спиц 20, которые несколько наклонены по отношению к валу 14. Все эти спицы наружными концами прикреплены к ободу 21. Около каждой спицы 19, установленной нормально к валу 14, имеется (фиг. 1, 2 и 3) поворотная труба 22, к которой присоединена лопасть 23. (фиг. 2). Каждая лопасть 23 в состоянии вращаться около своей радиальной спицы 19, стоящей нормально к валу. У конца ступицы к каждой из труб лопастей 23 приделано плечо 23′ (фиг. 1), которое посредством тяги 26 соединено с муфтою 27. Последняя установлена на. наклонном валу 14 таким образом, что может перемещаться вдоль вала и вращаться вместе с ним. С этой целью муфта 27, со стороны обращенной к ступице, снабжена двумя стержнями 29, параллельными к наклонному валу 14, которые скользят во фланцах 30 и 31 ступицы. На стороне, обращенной к коническому зубчатому колесу, муфта имеет обойму 32, которая, в случае надобности, может быть снабжена шариковым подшипником. К обойме присоединены два стержня 33 (фиг. 4), направленные в сторону конического зубчатого колеса 17; при этом они проходят через два ушка, установленные на мостике 40. Усилие, сообщаемое стержням 33, передается обоймой 32 муфте 27, которая участвует во вращательном движении колеса. Вследствие перемещения муфты 27, лопасть 23 будет изменять свое положение. Когда усилие, передаваемое муфте 27 посредством стержней 26, прекращается, муфта, а вместе с нею и лопасти автоматически возвращаются в свое прежнее положение, посредством цилиндрических пружин, соединяющих муфту с фланцем 30 ступицы. Если лопастное колесо находится под действием ветра, то вследствие изменения положения лопастей утилизируемая сила его будет уменьшаться, а при некоторых обстоятельствах и совершенно прекращаться. Изменение в положении, лопастей может быть произведено вручную при помощи муфты 34 (фиг. 4), которая имеет снаружи кольцевой желоб; в последнем помещено кольцо 35. Скользящая по полому валу 2 муфта соединена посредством проволочного каната с находящимся у основания мачты выключательным, рычагом, посредством которого она может быть перемещаема - вверх или вниз. Кольцо 35 снабжено двумя расположенными диаметрально друг, против друга боковыми плечами 35′, из которых каждое соединяется с вертикальным стержнем 36. Этот стержень проведен через направляющую муфту 36′, которая, в свою очередь, помещена между двумя концами корытного железа 12. Сверху к выступающим несколько за муфту 36′ стержням 36 прикреплены проволочные канаты, которые проходят, затем, через блоки 38 и служат для передачи усилия. Другой конец проволочных канатов 37 прикреплен к установленному на каждом стержне 33 болту 53.

В центре тележки между обоими кусками корытного железа 12 сооружен мостик 40 (фиг. 1) из корытного железа, согнутого под прямым углом. Полки этого корытного железа обращены внутрь, так что мостик прикреплен своими наружными стенками к внутренним стенкам обеих параллельных поперечных балок 9. Этот мостик разделен посередине посредством корытного железа, которое образует связь, соединяющую обе щеки мостика между собою и расположенную над валом 14. На этой средней площадке. установлена сплошная вертикальная ось 41, около которой вращается зубчатое колесо 42; над последним, в свою очередь, помещена ось 43, которая служит для соединения с. шаровым центробежным регулятором 44, участвующем во вращательном движении конического колеса 42. Означенный регулятор снабжен муфтою 45, в кольцевом желобе которой установлен бугель 46. К последнему сбоку присоединены два стержня 47, которые пропущены вниз через два отверстия, просверленные в верхней стенке 48 мостика. Эти стержни могут перемещаться, не участвуя во вращательном движении регулятора 44, и приводят в действие два симметричных коленчатых рычага 49, которые установлены шарнирно на горизонтальных цапфах 50. Последние прикреплены к раскосинам 51, которые соединяют мостик с балками 9. Плечи каждого коленчатого рычага 49 оканчиваются с одной стороны скользящей направляющей, в которой движется управляющий, рычагом кулак, захватывающий конец соответствующего стержня 47. С другой стороны плечи оканчиваются вилками 52, захватывающими палец болт с шплинтом 53, которым снабжен „каждый из стержней 33. Неподвижно соединенное с валом 14 коническое зубчатое колесо 17 сцепляется с коническим зубчатым колесом 42, которое приводит во вращение ось регулятора.

При нормальной скорости вращения лопасти находятся в более или менее, наклонном положении относительно направления ветра. При увеличении скорости, шары регулятора разойдутся и поднимутся кверху, увлекая за собою муфту 45 и бугель 46, а вместе с ними и стержни 47. Вследствие этого, угловые рычаги 49 поворачиваются и передают своими вилками усилие на болт 53 стержней 33, которые, в свою очередь, оттягивают назад обойму 32; муфта 27 и тяги 26 производят при этом поворот лопастей. Таким образом, при увеличении скорости выше предельной лопасти колеса автоматически поворачиваются от ветра, подставляя ему все более и более уменьшающуюся площадь, которая, в крайнем случае, ограничивается продельным ребром лопастей. Если скорость ветра уменьшается, то скорость вращения шаров регулятора, а вместе с тем их расстояние от оси вращения уменьшается, бугель опускается, действуя на стержни, и освобождает коленчатые рычаги. В то же время пружины 28 сжимаются и перемещают муфту 27 вперед, так что угол наклона лопастей снова увеличивается и одновременно увеличиваются площади, подвергающиеся действию ветра; в результате, скорость вращения ветряного двигателя опять возрастает. Таким образом, постоянно происходит регулирование скорости вращения соответственно временной силе ветра, а следовательно, обеспечивается и разномер-работа вала для передачи силы.

Флюгер состоит из железного остова 55, который с одной стороны прикреплен к балкам 9 тележки посредством винтов 56 и 57, а с другой стороны к верхней части мостика посредством винта 58. Этот остов покрыт вертикально установленными листами жести. Действие ветра на него вызывает движение тележки, поддерживающей весь аппарат, вращает ее вокруг полого вала 2 и устанавливает, таким образом, ветряное колесо с лопастями в надлежащее положение.

Регулирующее приспособление для ветряных двигателей, характеризующееся применением центробежного регулятора 44 (фиг. 1, 2, 3 и 4), приводимого во вращение валом 14 ветряка при помощи зубчатой передачи и муфтою 45 связанного при посредстве серег 47 с двумя поворотными коленчатыми рычагами 49, перемещающими при помощи стержней 33 пружинную муфту 27, скользящую по валу 14 и при посредстве соответствующих связей поворачивающую трубы 22, удерживаемые спицами или махами 19 и соединенные с лопастями 23 ветряка, при чем поворот лопастей может быть производим и вручную - при помощи муфты 34 с кольцом 35 (фиг. 5), связанным плечами 35′ со стержнями 36 и канатами 37, прикрепленными к пальцам 53 вышеуказанных стержней 33, перемещающих муфту 27.