Ветродвигатель

(51)5 1= 03 О 3/04 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ кду ними, алом. Помального ние лопаазом они ие между рционных тянущей , вращаетью лопаоздушный ываются и скохозяйственный инИ. 2483533,ик,1981.Ь учение злектроов, мельниц.попадает нала и колеей по да насос й поток аном ва ст с опорвал 5колеиситето ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР.(57) Использованиеэнергии для привоСущность: воздушньлопасти между бараб Изобретение относится к ветрознергетике 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 ветроколесо 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 мощноЦель достигается тем, что каждая лопасть выполнена в виде двух связанных шарнирами частей, имеющих профили противоположной кривизны, при этом сумма хорд профилей каждой лопасти больше максимального расстояния от оси вала до кольмаксимальному расстоянию ме; происходит поворот барабана с в сле прохождения лопастями макс расстояния начинается складыва стей в виде колена и таким обр выходят на минимальное расстая валом и колеей, Далее за счет ине сил, вихревого потока воздуха и силы поворота вала с бэрабано 1 мых таким же образом другой час стей, лопасти вновь попадают в в поток, подхватываются им, раскр рабочий цикл повторяется, 2 ил. цевой колеи. а профили име.от радиусы, величина которых определяется иэ соотношения ВвВпр14 где Вв Япр, 1 к радиусысоответственно вала, профиля, колеи; онснабжен дополнительной колеей, а каждаялопасть - дополнительным катком, расположенным на шарнире и взаимодействующим сдополнительной колеей, направляющий аппарат выполнен в виде шарнирно установ-ленных створок, снабженных механизмомих принудительного открывания и закрывания с ограничительными упорами,На фиг.1 показан предлагаемый ветродвигатель, горизонтальное сечение; нафиг.2 - сечение А - А на фиг.1,Ветродвигатель состои г из основания 1,на котором нэ катках 2 установлена горизонтальная круговая платфор.1 а 3 с кольцевой колеей (или рельсами) 4. Глатформа 3снабжена сквозным вертикальным валом 5ной г 1 ятой 6 на основании 1. Г 1 ри этОмустановлен относительно кольцевойрельса) 4 платформы 3 с зксцентрим их осей, На валу 5 нэд платформой3 закреплен барабан 7, на нем равномернопо периметру шарнирно закреплены вертикальные трубы 8 с лопастями 9 дугообразного профиля. Таким образом барабан 7является 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 кольцевыенаправляющие качения колеи (или пары рельс) 4. Обратные профили дуги лопастей 9 выполнены дугами встречно направлению ветра по максимальному расстоянию междувалом 5 и колеей 4, а лопасти 11 - обратно. Примерное рекомендуемое отношение лопастей 11 к лопастям 8 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 ЯвЯпрЯк где ЯоЯпр,Як соответственнорадиусы вала 5(7), профиля лопаток 9 и 11 иколеи 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 междусобой.При ином выполнении лопастей 9 и 11 ветродвигатель не работоспособен.С наветренной стороны на величину минимального расстояния между осью вала 5и 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. Надлопастями 9 и 11 с соответствующими устройствами их жестко закреплено горизонтальное перекрытие 19, выполненное ответно платформе 3, т.е, с теми же колеями4 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 сшестерней 21 привода генератора 22 электрической энер.ии, установленного сооснооси кольцевой колеи 4. Вал 5 может быть снабжен известнымитормозными устройствами ручного или с центробежным механизмом регулирования скорости, а также может быть соединен синым другим механизмом использованиямеханической энергии, например с приводом мельницы или насоса,5 С наветренной стороны на платформе 3могут быть установлены направляющийаппарат в виде жестко или шарнирно закрепленных створок 23, на конце отражательного щита 16, и 24 в плоскости10 противоположного стабилизатора 17, В случае шарнирной их установки они снабжаются ограничительными упорами 25 илебедками 26, связанными с ними тросами27,15 Ветродвигатель работает следующимобразом.Под действием ветра флюгерные стабилизаторы 17 устанавливаются по ветру иразворачивают за собой платформу 3, кото 20 рая поворачивается по оси вала 5, обкатываясь на катках 2 на основании 1 вокругнего,При этом при всех дальнейших поворотах при изменении направления ветра его25 шестерня 20 находится в постоянном контакте с шестерней 21, т.к. их взаимное положение не изменяется.Воздушный поток набегает между раскрытыми створками 23 и 24 и направляется30 ими на лопасти 9 и 11 между барабаном 7вала 5 и кольцевой колеей 4 по их максимальному расстоянию между собой, С наветренной стороны на лопастях 9 и 11ветровой воздушный поток создает повы 35 шенное давление, а за ними между стабилизаторами 17 - пониженное давление.Лопасти 9 и 11 на своих катках 13 и 14обкатываются в кольцевых колеях 4 и 15.Происходит поворот барабана 7 с валом 5.40 После прохождения лопастей 9 и 11 максимального расстояния между валом 5 и колеи4 по кольцевым колеям 4 и 15 начинаетсясближение их концов, Лопасти 9 и 11 складываются на шарнирах 10 в виде колена и45 таким образом выходят на минимальноерасстояние между валом 5 и колеей 4. Далееза счет инерционных сил,. вихревого потокавоздуха и тянущей силы поворота вала 5 сбарабаном 7, вращаемых таким же образом50 другой частью лопастей 11 и 9, проходятэту зону отражательного щита 16. Вновьпопадают в воздушный поток между створками 23 и 24, подхватываются им как парусы, раскрываются в шарнирах.30 и далее55. совершают работу описанным образом.Вращаясь, вал 5 через шестерни (зубчатыеколеса) 20 и 21 приводит в работу генератор22, который выдает электрическую энергиюили иной потребитель механической энергии.Возможные боковые порывы ветра, действуя на стабилизаторы 17, могут приводить в колебательное движение платформу 3, но 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 26 с ручным или дистанционным приводом тросами 27 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 мощности при общей простоте и надежность конструкции. Формула изобретения 5 Ветродвигатель, содержащий размещенные в каркасе ветроколесо с подвижными лопастями, одни концы которых связаны с вертикальным валом, а на других концах укреплены катки, взаимодействующие с 10 кольцевой колеей, расположенной эксцентрично относительно вала, поворотный направляющий аппарат, связанный с флюгером, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения мощности, он снабжен 15 дополнительно кольцевой колеей, каждаялопасть снабжена дополнительным катком и выполнена в виде двух связанных шарнирами частей, имеющих профили противоположной кривизны, при этом сумма хорд 20 профилей каждой лопасти больше максимального расстояния от вала до кольцевой колеи, профили имеют радиусы, величина которых определяется из соотношения ВвВпр ( Вк, где Вв,Влр Вк радиусы соответст венно вала, профиля, колеи, а дополнительный каток расположен на шарнире и взаимодействует с дополнительной колеей,1778357 Составитель О. КулагинаТехред М.Моргентал Корректор Реда кт уньк изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагар 0 Заказ 4174 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5