Рабочее колесо двигателя, использующего энергию текучей среды

 

Использование: преобразование энергии текучей среды (поток воды или воздуха) в механическую энергию вращающегося колеса . Сущность изобретения: рабочее колесо содержит вал 1 и размещенные на нем радиальные лопатки, установленные с наклоном по направлению потока среды и выполненные составными из внутренней и наружной частей 4, 5 с поперечным разъемом , расположенным под углом к оси лопатки Внутренние части 4 лопаток прикреплены к валу под углом к поверхности вращения, обе части 4, 5 лопаток жестко скреплены одна с другой, а их наружные части 5 более гибкие, чем внутренние, выполнены из композитного материала, с изменяющейся по длине плотностью. При вращении колеса меняется угол установа лопаток по длине. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 03 В 13/12, 13/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4762050/29 (22) 23.11.89 (46) 23.06,92, Бюл. М 23 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) В,И,Валенко (53) 621.224(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1368477, кл. F 03 В 13/12, 1986. (54) РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ДВИГАТЕЛЯ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО ЭНЕРГИЮ ТЕКУЧЕЙ

СРЕДЫ (57) Использование: преобразование энергии текучей среды (поток воды или воздуха) в механическую энергию вращающегося колеса. Сущность изобретения: рабочее коле, Ы „„1742505 А1 со содержит вал 1 и размещенные на нем радиальные лопатки, установленные с наклоном по направлению потока среды и выполненные составными из внутренней и наружной частей 4, 5 с поперечным разьемом, расположенным под углом к оси лопатки. Внутренние части 4 лопаток прикреплены к валу под углом к поверхности вращения, обе части 4, 5 лопаток жестко скреплены одна с другой, а их наружные части 5 более гибкие, чем внутренние, выполнены из композитного материала, с изменяющейся по длине плотностью. При вращении колеса меняется угол установа лопаток по длине. 2 з.п. ф-лы. 3 ил.

1742505

Изобретение относится к двигателям, использующим энергию текучей среды, и предназначено для преобразования энергии волн, течений и ветра, Известно рабочее колесо двигателя, ис- 5 пользующего энергию текучей среды, содержащее вал, ступицу и расположенные на ней лопатки, наклоненные по направлению потока среды и состоящие из внутренних и наружных частей, соединенных между со- 10 бой по разъему, расположенному под углом к оси лопатки, Недостатком известного колеса является то, что усложняется конструкция и увеличивается материалоемкость вследствие 15 соединения внутренней и наружной частей лопаток пружинной связью, кроме того, уменьшается КПД в связи с одинаковым углом заклинения по длине наружной части лопаток, во время работы рабочего колеса. 20

Известно рабочее колесо двигателя, использующего энергию текучей среды. содержащее вал и расположенные на нем радиальные лопатки, установленные с наклоном по направлению потока среды и вы- 25 полненные составными из внутренней и наружной частей с поперечным разъемом, расположенным под углом к оси лопатки.

Недостатком известного колеса является наличие громоздкой пружинной связи, 30 что увеличивает материалоемкость и усложняет конструкцию, а также отсутствие во время работы винтовой крутки лопатки. что уменьшает КПД рабочего колеса.

Целью изобретения является повыше- 35 ние КПД.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что в рабочем колесе двигателя, использующего энергию текучей среды, содержащем вал и расположенные на нем ра- 40 диальные лопатки. установленные с наклоном по направлению потока среды и выполненные составными из внутренней и наружной частей с поперечным разъемом, расположенным под углом к оси лопатки, 45 внутренние части лопаток прикреплены к валу под углом к поверхности вращения. обе части лопаток жестко скреплены одна с другой, а их наружные части выполнены более гибкими, чем внутренние. Наружные части 50 лопаток выполнены из композитного материала с изменяющейся по длине плотностью.

На фиг,1 — 2 показано рабочее колесо, общий вид; на фиг.3 — разрез А — А на фиг. 55

Рабочее колесо двигателя, использующего энергию текучей среды, состоит из вала 1, ступицы 2, к которой жестко прикреплены радиальные лопатки 3 с наклоном по направлению потока среды. Радиальные лопатки 3 состоят из внутренней

4 и наружной 5 частей, Внутренняя часть 4 менее гибкая, чем наружная часть 5. Наклон внутренней части лопатки 3 по направлению движения потока и пусковой угол ее установа осуществляется изгибом внутренней части 4 по линии а. К концу части 4, по поперечному разъему б, расположенному под углом к оси лопатки, жестко прикреплена более гибкая наружная часть 5, выполненная, например, из стеклотекстолита.

Наружная часть 5 имеет аэродинамическую форму и переменную плотность по длине лопатки 3;

Рабочее колесо двигателя, использующего энергию текучей среды, работает следующим образом.

Вал 1 устанавливают по направлению движения текучей среды, которая, воздействуя на лопатки 3, и благодаря их пусковому углу установа начинает вращать вал 1. При увеличении угловой скорости увеличатся и центробежные силы на лопатки 3, которые стремятся поставить наружные части 5 перпендикулярно оси вращения. При этом угол установа лопаток 3 по их длине уменьшается, что приведет к дальнейшему увеличению угловой скорости. Кроме того, наружная часть 5 лопаток 3, благодаря ее упругости стремится занять положение, при котором ее плоскость была бы параллельна плоскости вращения, что в свою очередь будет изменять угол установа лопатки по ее длине.

При этом благодаря тому, что масса лопатки к ее свободному концу уменьшается, уменьшае-ся и угол ее поворота, т.е. обеспечивэе .ñÿ винтовая крутка лопатки 3 во время ее работы, что повышает КПД преобразования энергии потока, Шаг винтовой крутки мо>кно изменять опытным путем, изменяя плотность материала лопатки 3 по ее длине или изменяя концентрацию материалов, входящих в композит.

Формула изобретения

1. Рабочее колесо двигателя. использующего энергию текучей среды, содер>кащее вал и расположенные на нем радиальные лоп тки, установленные с наклоном по направлению потока среды и выполненные составными из внутренней и наружной частей с поперечным разьемом, расположенным

rод углом к оси лопатки, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения КПД, внутренние части лопаток прикреплены к валу под углом к поверхности вращения, обе части лопаток жестко скреплены одна с другой, а их наружные части выполнены более гибкими, чем внутренние, 1742505

Составитель В, Валенко

Техред М.Моргентал Корректор М. Колодий

Редактор Н, Гунько

Заказ 2270 Тираж Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

2. Колесо по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что наружные части лопаток выполнены из композитного материала.

3, Колесо по пп.1 и 2, о тл и ч а ю щ е ес я тем, что наружные части лопаток выполнены с изменяющейся по длине плотностью.