ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ВЕТРЯНОЙ ДВИГАТЕЛЬ Советский патент 1927 года по МПК F03D3/00 

На фиг. 1 схематически изображен вид спереди полной установки горизонтального ветряного двигателя; на фиг. 2 - боковой вид той же установки; фиг. 3 - вид установки в плане; на фиг. 4-5 изображен ветряк в двух проекциях; на фиг. 6 - перспективный вид приспособления для укрепления осей ветряков; на фиг. 7 - продольный разрез левой половины по оси ветряка того же приспособления; на фиг. 8 - боковой вид приспособления для автоматического регулирования ветряков и на фиг. 9 - деталь.

Предлагаемый ветряный двигатель (фиг. 1, 2-3) устанавливается, как обычно, на вышке 1, поддерживающей вертикальный рабочий вал 2, передающий работу двигателя по назначению. На верхнем конце вала расположено рабочее колесо А (фиг. 1, 2), которое состоит из нескольких (на чертеже изображено шесть) ветряков, представляющих собою махи 3 с лопастями 4, 4, укрепленными по концам в плоскостях взаимно перпендикулярных. Махи 3 ветряков расположены вдоль вала 2 по винтовой линии (фиг. 1-3), удерживаются на валу при помощи хомутов 5 (фиг. 4 и 5), охватывающих полуцилиндрическими поверхностями (фиг. 9) рабочий вал 2, и сцепленные с ним при помощи горизонтальных прорезов 21 на полуцилиндрической поверхности хомутов и штырей, расположенных по винтовой линии на валу 2. Длина прорезов 21 у разных махов рассчитана так, чтобы в крайнем нерабочем сдвиге их на штырях все махи располагались в одной вертикальной плоскости.

Боковые стенки хомутов образуют щеки 6 (фиг. 4-9), стянутые болтами 7. удерживающими фланцы 8 с патрубками 9 (фиг. 7), служащими подшипниками для махов. На патрубки 9 свободно одеты патрубки 10 с фланцами 11, имеющими секторальное вырезы 12, служащие для установки лопастей 4 махов при помощи штифтов 14 (фиг. 4-6). Поворот патрубков 10 производится при помощи канатов 15, обвивающих патрубки в два оборота и передвигаемых вверх и вниз (фиг. 6) при помощи регулирующей трубы 16, свободно одетой на верхний конец рабочего вала 2 и несущей муфты 17 служащей для укрепления концов канатов. Перемещение трубы 16 вызывает поворот патрубков 10 и изменение расположения вырезов 12 фланцев, благодаря чему достигается изменение наклона лопастей махов в зависимости от силы ветра.

Для управления поворотом лопастей махов в зависимости от силы ветра или для полного выключения из работы ветряного двигателя применена регулирующая труба 16, одетая свободно на верхний конец рабочего нала 2 и снабженная окнами 18 для пропуска щек хомутов 5 (фиг. 6). Окна в трубе расположены также по винтовой линии и снабжены одной вертикальной стенкой и другой стенкой, вырезанной по винтовой линии. Таким образом, при передвижении регулирующей трубы вдоль вала 2 происходит двойная регулировка с одной стороны, передвижением канатов 15 изменяется расположение вырезов 12 и с ними изменение наклона лопастей двигателя, а с другой, вследствие наклона стенок окон 18, поворачиваются хомуты 5 вокруг рабочего вала 2 и все махи двигателя, перемещаясь против ветра, устанавливаются в одной плоскости, параллельной направлению движения ветра. Этим достигается выключение двигателя из работы.

Передвижение регулирующей трубы 16 вдоль рабочего вала 2 производится или вручную, или автоматически действием ветра.

Для ручной регулировки действуют на рычаг 10 (фиг. 1, 2), передвигающий тали 20, перекинутые через блоки 22 и служащие для передвижении вдоль рабочего вала фланца 23, связанною с регулирующей трубой 16.

Автоматическая регулировка производится при помощи бокового руля 24 жестко скрепленного с муфтой 25, насаженной свободно на. валу 2 в нижней части рабочего колеса (фиг. 8). Над муфтой 25 на том же валу свободно насажена муфта 26, поддерживающая главный руль двигателя 27, располагающийся по направлению движения ветра. К муфте 25 прикреплен конец каната 28, перекинутого через ролики 29 и 30, укрепленные на ферме руля 27; другой конец каната 28 прикреплен к двуплечему рычагу 31, имеющему ось вращения 32 и противовес 33. Средняя раздвоенная часть рычага охватывает муфту 34, одетую на валу 2 и сцепленную с регулирующей трубой 16. Боковой руль всегда располагается перпендикулярно направлению главного руля двигателя и удерживается в этом положении действием противовеса 33 и нажима трубы 16. При усилении напора ветра боковой руль 24 отклоняется от нормального положения, муфта 25 наматывает канат 28 и поворотом рычага 31 поднимает муфту 34, а с ней вместе и регулирующую трубу 16, под′ем которой вызывает наклонную к направлению ветра постановку лопастей двигателя и, благодаря этому, уменьшение рабочей плоскости лопастей, а затем с дальнейшем увеличением силы ветра наступает перемещение хомутов и приведение махов двигателя в одну плоскость параллельную движению ветра, вследствие чего рабочее колесо двигателя прекращает вращение и вся установка становится бурестойкой.

При прекращении бури противовес 33 опускает регулирующую трубу, вследствие чего махи двигателя перемещаются в нормальное расположение по винтовой линии вокруг рабочего вала, а лопасти махов устанавливаются под напор ветра.

В двигателе, работающем под напором ветра, установка лопастей махов из рабочего положения в нерабочее производится автоматически действием ветра. Так как в работе двигателя всегда участвуют несколько лопастей (фиг. 3 правая сторона), удерживаемых в рабочем положений упором штифта 14 о стенку выреза 12, то при переходе рабочей лопасти а′ (фиг. 3) через диаметр двигателя параллельный направлению ветра - ветер, ударом в лопасть, поворачивает ее, ставя в нерабочее положение, тогда как лопасть b′, сидящая на том же махе, переходит в положение перпендикулярное движению воздуха и вступает в работу.

Горизонтальным ветряный двигатель с диаметрально противоположными поворотными лопастями, расположенные в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, характеризующихся применением регулирующего устройства для нескольких, расположенных в различных горизонтальных и вертикальных плоскостях ветряком (фиг. 1-3), состоящего из поворотно установленных на рабочем валу хомутов 2 (фиг. 4-6) с соответственной формы прорезами для штифтов, ограничивающих поворот хомутов, в которых поворотным образом устанавливаются махи для связываемых ими лопастей, вращающиеся и закрепленных в хомутах-втулках 8, несущих на себе втулки с фланцами 11, снабженными вырезами для штырей 12, ограничивающими поворот лопастей, изменение наклона коих, с целью регулирования двигателя, производится вращением указанных втулок с фланцами 11 с помощью обхватывающих канатов 15, концами прикрепленных к муфтам 17, установленным на трубах 16, свободно обхватывающих рабочий вал и в вертикальном направлении перемещаемых или вручную рычагом 19, при помощи канатов 20, обхватывающих блоки 22 (фиг. 1, 2) или автоматически боковым рулем 24 (фиг. 2 и 8), перемещающим трубы 16 посредствам канатной передачи, поворачивающей связанный с трубами рычаг 31, каковыми перемещениями труб 16 можно достигнуть такого поворота лопастей, при котором начнется вращение ветряков в обратную сторону, вызывающее поворот вышеуказанных хомутов 2 вместе с махами и выключение двигателя при сильном ветре.