Изобретение относится к приспособлениям для регулирования горизонтальных ветродвигателей с принудительно поворачиваемыми лопастями при посредстве конических зубчатых колес.
В предлагаемом приспособлении для изменения угла атаки рабочих лопастей, эксцентрично установленных на осях, для выключения лопастей ветродвигателя при очень сильном ветре, а также и для остановки его служит рычажная система, перемещаемая грузом, отклоняемым под влиянием центробежной силы при изменении числа оборотов ветродвигателя, воздействующая на хвостовой руль для его поворота и связанная с центральной сцепной муфтой и сцепными муфтами на осях лопастей.
На схематическом чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез приспособления для регулирования горизонтальных ветродвигателей с принудительно поворачиваемыми лопастями; фиг. 2 - вид его сверху; фиг. 3 - горизонтальный разрез по ВС фиг. 1.
Водила 3 сидят на валу 23 на шпонке, а оси 4 лопастей сидят в отверстиях водил, как в подшипниках. Шестерня 9 насажена на ось 4 свободно и передает вращение оси, а вместе с ней и сидящим на ней лопастям, посредством сцепной кулачной муфты 11, которая насажена на оси 4 на направляющей шпонке. Если муфту 11 выключить, то шестерня 9 может вращаться независимо от валика 8. Коронное зубчатое колесо 6 надето на цилиндрическую часть подпятника 2 на башне 1 и может свободно поворачиваться на ней как на направляющей, но от вращения оно удерживается связанным с ней хвостовым рулем 16, который автоматически устанавливается по ветру, поворачиваясь на направляющих роликах 17 на башне 1. При направлении ветра по стрелке А (фиг. 2) сила давления ветра на лопасти даст крутящий момент, который повернет водила и рабочий вал по стрелке D. При этом, в виду того, что зубчатое колесо 6 не вращается, произойдет поворот шестерен 7, а следовательно и шестерен 10 и 9, и, если кулачная муфта 11 включена, то и лопастей 5, как это показано стрелкой Е. Число зубьев шестерен 9, 10, 6 и 7 подбирается таким образом, чтобы при одном обороте водила лопасть повернулась вокруг своей оси на полоборота. Это как раз соответствует максимальному крутящему моменту на рабочем валу. Регулировка числа оборотов осуществляется посредством приспособления, состоящего из рычага 15 с грузом, тормозного диска 22 и колодки с пружиной 21. Рычаг 15 с грузом установлены под таким наклоном, что при малом числе оборотов посредством рычажной системы способствуют включению муфты 11. При возрастании же числа оборотов двигателя центробежная сила груза создает момент, больший, чем сила тяжести этого же груза. Под влиянием этого момента грузовой рычаг 15 поворачивается, не переходя при этом через пересекающую его ось вращения вертикаль, и производит сжатие пружины 21, вследствие чего происходит притормаживание колодками диска 22, а следовательно валиков 8 с шестернями 7. Это повлечет за собою поворот зубчатого колеса 6 вместе с хвостовым рулем 16 на некоторый угол, пока не установится равновесие между тормозным моментом и моментом от силы давления ветра на хвостовой руль. Вследствие поворота на некоторый угол зубчатого колеса 6 будет изменен угол атаки рабочих лопастей на менее выгодный, в результате чего крутящий момент на рабочем валу уменьшится и произойдет падение числа оборотов. Это повлечет уменьшение центробежной силы регуляторного груза и поворот рычажной системы 15, 20, 24 и 25 в обратном направлении и вызовет все вытекающие отсюда последствия.
При очень большой силе ветра отклонение грузового рычага 15 окажется настолько значительным, что произойдет выключение муфт 11, а следовательно и рабочих лопастей 5. Одновременно с поворотом грузового рычага 15 происходит перемещение вниз по валу подвижной муфты 19, связанной с рычагом 15 посредством коленчатого рычага 24 и тяги 20, а вместе с ней и тяги центральной отводки 18. При выключении муфты 11 и 19 тяга отводка 18 внизу автоматически защелкивается и воспрепятствует самовключению. Останов двигателя по желанию производится воздействием на тягу 18 вниз до ее защелкивания.
Чтобы уменьшить ветровую нагрузку на лопасти и башню в выключенном положении ветряка (что особенно важно при буре), лопасти 5 посажены на оси 4 эксцентрично, так что как только произойдет выключение лопастей, то они моментально повернутся по ветру и окажут минимальное сопротивление. Для пуска двигателя в ход необходимо сначала освободить внизу из защелки тягу-отводку 18 и тогда центральная муфта 19 под влиянием веса грузов рычагов 15 переместится вверх; в это же время муфты 11, освобожденные от поддержки рычагом 25, под влиянием собственного веса опустятся вниз. Если бы в это время кулачки муфт 11 совпадали с направлением впадин шестерен 9, то сейчас же произошло бы включение, но так как совпадения кулачков может и не произойти, то для совмещения необходимо провернуть вал двигателя на один оборот.
Для облегчения проворота необходимо отъединить сначала потребитель, как это делается, например, у автомобиля, и тогда проворот вала 23 на 360° не представит затруднений. С поворотом вала 23 будет поворачиваться шестерня 9 с кулачками на ее ступице, между тем как муфта 11 вместе с осью 4 будет удерживаться от поворота благодаря эксцентрично посаженной лопасти, которая благодаря эксцентриситету будет все время как флюгер, направлена по ветру, пока не произойдет включение. Так как это включение может произойти не одновременно у всех муфт, то вильчатый рычаг 25 должен нажимать на шарнир муфты 11 только снизу вверх, сверху же вниз муфта 11 перемещается под влиянием собственного веса.
1. Приспособление для регулирования горизонтальных ветродвигателей с принудительно поворачиваемыми лопастями при посредстве конических зубчатых колес, отличающееся применением рычажной системы 15, 20, 24, 25, перемещаемой грузом, отклоняемым под влиянием центробежной силы при изменении числа оборотов ветродвигателя и предназначенной для изменения угла атаки рабочих лопастей 5 путем воздействия на руль 16 для его поворота, и для выключения лопастей ветродвигателя при очень сильном ветре - путем расцепления кулачных муфт 11, а также для остановки его - расцеплением центральной муфты 19 на валу 23, каковые лопасти-5 установлены эксцентрично на осях 4.
2. Форма выполнения приспособления по п. 1, отличающаяся тем, что нагруженными выполнены рычаги 15, шарнирно связанные при посредстве тяг 20, коленчатых рычагов 24 и рычагов 25 со сцепными муфтами 19, 11 и при посредстве пружин 21 с тормозными колодками для воздействия на диски 22, с целью затормаживания осей 8 конических зубчатых колес 7, сцепляющихся с зубчатым колесом 6, удерживаемым от вращения хвостовым рулем.
3. Применение при приспособлении по п. 1 тяги-отводки 18, защелкиваемой нижним концом и предназначенной для сцепления и расцепления муфты 19, при воздействии на нее вручную, с целью пуска в ход и остановки ветродвигателя.
