Ветродвигатель

 

Использование: получение электроэнергии для привода насосов, мельниц. Сущность: воздушный поток попадает на лопасти между барабаном вала и колеей по максимальному расстоянию между ними, происходит поворот барабана с валом. После прохождения лопастями максимального расстояния начинается складывание лопастей в виде колена и таким образом выходят на минимальное расстояние между взлом и колеей. Далее за счет инерционных сил, вихревого потока воздуха и тянущей силы поворота вала с барабаном, вращаемых таким же образом другой части лопастей, проходят эту зону отражательного щита. Лопасти вновь попадают в воздушный поток, подхватываются им, раскрываются и рабочий цикл повторяется. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((() (st)s F 03 0 3/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ упорами фиг.2 — сечение А-А на фиг.1.

Ветродвигатель состоит из основания l, на котором на катках 2 установлена горизонтальная круговая платформа 2 с кольцевой колеей (или рельсами) 4. Платформа 3 снабжена сквозным вертикальным валом 5 с опоркой пятой 6 на основании 1, При этом вал 5 установлен относительно кольцевой колеи (рельса) 4 платформы 3 с эксцентриситетом их осей. На валу 5 над платформой

3 закреплен барабан 7, на нем равномерно (21) 4872668/06 (22) 12.10.90 (46) 30.11.92. Бюл. М 44. (71) Башкирский сельскохозяйственный институт сq (72) О.И. Прокопов (56) Заявка Франции N 2483533, кл. F 03 О 3/06, опублик,1981, (54) ВЕТРОДВИГАТЕЛ Ь (57) Использование: получение электроэнергии для привода насосов, мельниц.

Сущность: воздушный поток попадает на лопасти между барабаном вала и колеей по

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для промышленного и частного использования с целью получения электроэнергии, привода насосов, мельниц и т.д.

Известен ветродвигатель, содержащий размещенное в каркасе ветроколеср 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.

Недостатком известного ветродвигателя является недостаточная мощность.

Цель изобретения — повышение мощности.

Цель достигается тем, что каждая лрпасть выполнена в аиде двух связанных шарнирами частей, имеющих профили противоположной кривизны, при этом сумма хорд профилей каждой лопасти больше макмаксимальному расстоянию между ними, происходит поворот барабана с валом. После прохождения лопастями максимального расстояния начинается складывание попастей в виде колена и таким образом выходят на минимальное расстояние между валом и колеей. Далее за счет инерционных сил, вихревого потока воздуха и тянущей силы поворота вала с барабаном, вращаемых таким же образом другой части лопастей, проходят эту зону отражательного щита, Лопасти вновь попадают в воздушный r.îòoê, подхватываются им, раскрываются и рабочий цикл повторяется, 2 ил, симального расстояния от оси вала до кольцевой колеи, а профили имеют радиусы, величина которых определяется из соотношения

Rg < Впр < Rg где Rg,Rïð,йк — радиусы соответственно вала, профиля, колеи; направляющий аппарат выполнен в виде шарнирно установленных створок, снабженных механизмом их принудительного открывания и закрывания с ограничительными

На фиг.1 показано горизонтальное сечение предлагаемого ветродвигателя; на

1778356 по периметру шарнирно закреплены вертикальные трубы 8 с лопастями 9 дугообраэного профиля. Таким образом барабан 7 является валом этих лопастей 9. Последние снабжены по концам вертикальными шарнирами 10 с обратными профилями дугообразными лопастями 11, которые на своих концах снабжены вертикальными трубами

12 с катками 13, входящими в кольцевые направляющие качения колеи (или пары рельс) 4. Обратные профили дуги лопастей

9 выполнены дугами встречно направлению ветра по максимальному расстоянию между валом 5 и колеей 4, а лопасти 11 — обратно.

Примерное рекомендуемое отношение лопастей 11 к лопастям 9 порядка 2:1, а сумма хорд их профилей должна превышать максимальное расстояние.от оси вала 9 до кольцевой колеи 4. При этом радиусы их дуг принимаются между радиусами кольцевой колеи (рельса) 4 и барабана (вала) 7, величина которых определяется из соотношения

Яв < Кпр < R», где R>,Rïp,R» — соответственно радиусы вала 5 (7), профиля лопаток 9 и 11 и колеи 4.

Вертикальные шарниры 10 также снабжены катками 14, которые расположены в дополнительной кольцевой колее 15 на . платформе 3, выполненной с эксцентриситетом осей с валом 5 и колеей 4. Таким образом на платформе 3 выполнена колея 4 по большой окружности и колея 15 по малой окружности эксцентрично с валом 5 и между собой.

При ином выполнении лопастей 9 и 11 ветрадвигатель не работоспособен.

С наветренной стороны на величину минимального расстояния между осью вала 5 и кольцевой колеи 4, по периметру последнего установлен отражательный щит 16. С обратной подветренной стороны платформа 3 снабжена двумя параллельными флюгерными стабилизаторами 17 с успокоительными пластинами 18 между ними. Над лопастями 9 и 11 с соответствующими устройствами их жестко закреплено горизонтальное перекрытие 19, выполненное ответно платформе 3, т.е. с теми же колеями

4 и 15 и узлом установки вала 5, образуя общий каркас.

Нижний конец вала 5 под платформой 3 снабжен ведущей шестерней 20, непосредственно или через редуктор связанной с шестерней 21 привода генератора 22 электрической энергии, установленного соосно оси кольцевой колеи 4, Вал 5 может быть снабжен известными тормозными устройствами ручного или с центробежным механизмом регулирования скорости, а также может быть соединен с иным другим механизмом использования механической энергии, например с приводом мельницы или насоса, С наветренной стороны на платформе 3

5 могут быть установлены направляющий аппарат в виде жестко или шарнирно закрепленных створок 23 на конце отражательного щита 16 и 24 в плоскости противоположного стабилизатора 17. 8 случае шарнирной их

10 установки они снабжаются ограничительными упорами 25 и лебедками, связанными с ними тросами.

Ветродвигатель работает следующим образом.

15 Под действием ветра флюгерные стабилизаторы 17 устанавливаются по ветру и разворачивают за собой платформу 3, которая поворачивается по оси вала 5, обкатываясь на катках 2 на основании 1 вокруг

20 него..При этом при всех дальнейших поворотах при изменении направления ветра его шестерня 20 находится в постоянном контакте с шестерней 21.т.к. их взаимное положение не изменяется.

25 Воздушный поток набегает между раскрытыми створками 23 и 24 и направляется ими на лопасти 9 и 11 между барабаном 7, вала 5 и кольцевой колеей 4 по их максимальному расстоянию между собой. С на30 ветренной стороны на лопастях 9 и 11 ветровой воздушный поток создает повышенное давление, а за ними между стабилизаторами 17 — пониженное давление.

Лопасти 9 и 11 на своих катках 13 и 14

35 обкатываются в кольцевых колеях 4 и 15.

Происходит поворот барабана 7 с валом 5.

После прохождения лопастей 9 и 11 максимального расстояния между валом 5 и колеи

4 по кольцевым колеям 4 и 15 начинается

40 сближение их концов. Лопасти 9 и 11 складываются на шарнирах 10 в виде колена и таким образом выходят на минимальное расстояние между валом 5 и колеей 4. Далее за счет инерционных сил; вихревого потока

45 воздуха и тянущей силы поворота вала 5 с барабаном 7, вращаемых таким же образом другой части лопаток 11 и 9, проходят эту зону отражательного щита 16, Вновь попадают в воздушный поток между створками

50 23 и 24, подхватываются им как парусы, раскрываются в шарнирах 10 и далее совершают работу описанным образом. Вращаясь, вал 5 через шестерни (зубчатые колеса) 20 и 21 приводит в работу генератор

55 22, который выдает электрическую энергию или иной потребитель механической энергии.

Возможные боковые порывы ветра,.дей- ствуя на стабилизаторы 17, могут приводить в колебательное движение платформу 3, но

1778356 т.к. последняя совершает колебательные движения вокруг вала 5, эти колебания не передаются на него и его ведущую шестерню 20 и тем самым исключаются толчки на потребитель его механической энергии. При этом успокоительные пластины 18, находясь в изолированном пространстве от ветра между стабилизаторами 17, демпфируют колебания платформы 3.

Посредством лебедок с ручным или дистанционным приводом тросами возможна принудительная установка створок 23 и 24 от максимального их раскрытия вплоть до полного закрытия их проходного просвета в зависимости от скорости ветра от слабого до штормового. Крайние положения створок 23 и 24 фиксируются ограничительными упорами 25. При штормовом ветре створки

23 и 24 частично или полностью закрывают, чем частично или полностью снимают ветровую нагрузку с ветроколеса.

Таким образом, предложенный ветродвигатель обеспечивает повышение мощно5 сти при общей простоте и надежности конструкции.

Формула изобретения

5 Ветродвигатель, содержащий размещенные в каркасе ветроколесо с подвижными лопастями, одни концы которых связаны свертикальным валом,,а на других концах укреплены катки, взаимодействующие с

10 кольцевой колеей, расположенной эксцентрично относительно вала, поворотный направляющий аппарат. связанный с флюгером, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности, каждая ло15 пасть выполнена в виде двух связанных шарнирами частей, имеющих профили противоположной кривизны, при этом сумма хорд профилей каждой лопасти больше максимального расстояния OT оси вала до коль20 цевой колеи, а профили имеют радиусы, . величина которых определяется из соотношения Вв < Rnp < Вк, где Кв,напр,йк — радиусы соответственно вала, профиля, колеи.

1778356

Составитель О. Прокопов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор H. Гунько

Редактор

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

Заказ 4174 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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