Горизонтальное ветроколесо

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ А 8 ТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(54) (57) ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ ВЕТРОКОЛЕСО, содержащее ступицу, установленную на вертикальном валу, и закрепленные на ней лопасти, изогнутые по дуге окружности в продольном сечении и связанные с механизмом изменения углов установки, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, диаметрально расположенные лопасти попарно соединены между собой при помощи скобы, шарнирно установленной на ступице, а механизм изменения углов установки лопастей снабжен толкателями по числу пар лопастей, шарнирно соединенными со скобами.1Изобретение относится к ветротехникеи может быть использовано в ветродвигателях с вертикальной осью вращения ветроколеса.Известно горизонтальное ветроколесо,содержащее ступицу, установленную на вертикальном валу, и закрепленные на ней лопасти, изогнутые по дуге окружности в продольном сечении и связанные с механизмомизменения углов установки 1.Однако такое ветроколесо имеет распо пложенные на концах жестко закрепленныхлопастей управляемые дистанционным путем стабилизаторы, что усложняет конструкцию лопастей и ветроколеса в целом.Целью изобретения является упрощениеконструкции горизонтального ветроколеса.Поставленная цель достигается тем, чтоу горизонтального ветроколеса, содержащегоступицу, установленную на вертикальномвалу, и закрепленные на ней лопасти, изо.гнутые по дуге окружности в продольном )сечении и связанные с механизмом изменения углов установки, диаметрально расположенные лопасти попарно соединены между собой при помощи скобы, шарнирно установленной на ступице, а механизм изменения углов установки лопастей снабжен тол кателями по числу пар лопастей, шарнирносоединенными со скобами.На фиг. 1 представлена схема ветроколеса, вид сверху; на фиг. 2 - - то же, в аксо.нометрической проекции.Горизонтальное ветроколесо содержитЗОступицу 1, установленную на вертикальномвалу 2, и закрепленные на ней лопасти 3,изогнутые по дуге окружности в продольном сечении и связанные с механизмом 4изменения углов установки, диаметральнорасположенные лопасти 3 соединены междусобой при помощи скобы 5, шарнирно установленной на ступице 1, а механизм 4 изменения углов установки лопастей 3 снабжен толкателями 6 по числу пар лопастей 3,шарнирно соединенными со скобами 5, 4 оМеханизм 4 укреплен на опоре 7 и имеетневращающуюся обойму 8, установленнуюна опоре 7 с помощью карданной подвески9, дающей возможность обойме 8 поворачиваться вокруг горизонтальной оси на угол Р, 45задающий амплитуду перекоса и вокруг вертикальной оси - на фазовый угол. Оба поворота задаются сервомоторами 10 (по углу перекоса) и 11 (по фазе).Внутри обоймы 8 с помощью шариковойобоймы (не показана) укреплена свободно 50вращающаяся плата 12 перекоса, имеющаяшарнирно связанные с ней толкатели 6 (показан олин).Ветроколесо работает следующим образом,При наличии ветра достаточной скоростипуск ветроколеса в работу осуществляют,устанавливая максимальнук амплитуду перекоса платы 12, что обеспечивает большой пусковой момент. Ветроколссо начинает вращаться, а лопасти 3 через толкатели 6 заставляют плату 12 вращаться в обойме 8. Поскольку последняя перекошена, она вынуждает плату 12 синусоидально колебаться, заставляя в свою очередь толкатель периодически ходить вверх-вниз, каждый со сдвигом по фазе на 120 (при трех парах лопастей) относительно предыдущего (аналогично работает автомат-перекос вертолета). При этом каждая пара лопастей 3 выполняет циклический перекос с амплитудой, заданной наклоном платы 12 в обойме 8.Амплитуда перекоса и фазовый угол задаются сервомоторами 10 и 11, которые отрабатывают оба угла по сигналам микропроцессора, обрабатывающего данные о направлении и скорости потока и частоты вращения вала от соответствующих датчиков (не показаны).При изменении направления потока обой ма 8 под действием механизма 4 поворачивается, отслеживая фазу перекоса.По мере разгона ветроколеса амплитуда перекоса уменьшается, а по фазе вводится небольшое опережение, необходимое для компенсации инерционности пе. рекоса.Для реверсирования направления врагцения ветроколеса достаточно изменить знак угла наклона обоймы 8. Наклон вправо- влево соответствует врагцению по часовой стрелке или против.Ветроколесо может также служить ротором с валом, вращаемым от первичного двигателя, и работать как нагнетатель с направлением потока, задаваемым установкой фазы перекоса, и силой, определяемой амплитудой перекоса.Аналогичным образом ветроколесо можно использовать как судовой движитель с направлением тяги, перпендикулярным направлению вращения вала. В этом случае величина и направление силы тяги задаются установкой параметров перекоса, как и в предыдущем случае.Эффективность предложенного горизонтального ветроколеса заключается в упрощении конструкции и технологии изготовления лопастей, на которых не размещены устройства управления в виде стабилизаторов. Кроме того, при шарнирной установке лопастей ветроколеса лопасти не работают на кручение, что повышает их срок службы. Наличие автомата-перекоса упрощенной конструкции позволяет использовать ветроколесо как движитель в транспортных средствах, что расширяет возможности его использования.1086208 Рие Г Редактор Т. Веселова Заказ 2216/35 Составитель В.Мосалев Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов Тираж 465 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4