Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(73) Патентообладатели Панков Александр Демидович, Молчин Игорь Исаевич, Хомич Виктор Иванович, Шапин Валентин Яковлевич(57) 1. Ветродвигатель, содержащий вертикальную неподвижную ось, ветровое колесо, выполненное в виде установленной на оси карусели, на радиальных консолях которой с возможностью ограниченного поворота установлены траверсы, на которых закреплены своей нижней частью парусные лопасти, а также повышающую передачу, ведущее звено которой связано с каруселью, отличающийся тем, что в верхней части парусные лопасти закреплены поворотно в каретке, установленной с возможностью вращения относительно вертикальной оси на опорной втулке, которая установлена на вертикальной оси подвижно в осевом направлении и связана с устройством подъема и натяжения парусных лопастей, при этом оси поворота парусных лопастей наклонены, а центры тяжести и площадь паруса смещены относительно осей поворота парусных лопастей к вертикальной неподвижной оси. 2. Ветродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что устройство подъема и натяжения парусных лопастей выполнено в виде системы тросов, пропущенных внутри неподвижной вертикальной оси и связанных с механизмом натяжения. 3. Ветродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что траверсы выполнены упругими. 3956 1 Ветродвигатель относится к области ветроэнергетики и может быть использован для преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию вращательного движения, которая может быть использована для привода различных механизмов или преобразована в электрическую энергию. Известна вертикальная ветровая турбина с парусными лопастями 1, содержащая вертикальный вал, на котором на радиальных растяжках установлены парусные лопасти. Растяжки могут изменять угловое положение под действием центробежных грузов. Парусные лопасти провисают к оси вращения при отсутствии нагрузки при движении лопасти против ветра и выгибаются наружу при движении по ветру под действием центробежных сил. Существенным недостатком этой турбины является наличие высокого вращающегося вала,консольно закрепленного на подшипниках в основании, и большие неуравновешенные нагрузки от центробежных сил лопастей и грузов, а также повышенная шумность работы из-за провисания и натяжения парусных лопастей. Известен ротор турбины или компрессора 2, содержащий вертикальную ось, ветровое колесо, выполненное в виде установленной на оси карусели, на радиальных консолях которой установлены поворотные траверсы, на которых закреплены парусные лопасти. Для уменьшения сопротивления вращению ротор снабжен приводом принудительного вращения лопастей со скоростью в два раза меньшей, чем скорость вращения ротора. Недостатками этого ротора являются наличие высокого вращающегося вала, привода вращения лопастей, что усложняет конструкцию, монтаж и обслуживание. Задачей заявляемого ветродвигателя является устранение отмеченных недостатков, упрощение конструкции и монтажа посредством закрепления верхней части парусных лопастей поворотно в каретке, установленной с возможностью вращения относительно вертикальной оси на опорной втулке, которая установлена на верхней части оси подвижно в осевом направлении и связана с устройством подъема и натяжения парусных лопастей. Самоориентация парусных лопастей на ветер и их флюгирование обеспечены тем, что их оси поворота наклонены, а центры тяжести и площадь паруса парусных лопастей смещены относительно осей поворота лопастей к вертикальной неподвижной оси. Наличие устройства подъема и натяжения парусных лопастей, выполнено в виде связанных с опорной втулкой тросов, пропущенных внутри полой вертикальной оси и связанных с механизмом натяжения, упрощает монтаж и обслуживание ветродвигателя. На фиг. 1 показан общий вид ветродвигателя на фиг. 2 - верхняя подвеска лопастей на каретке, вид А на фиг. 3 - ограниченно поворотный шарнир, фиг. 4 - разрез по В-В на фиг. 3 на фиг. 5 - схема работы ветродвигателя. Ветродвигатель содержит вертикальную неподвижную ось 1 (фиг. 1), ветровое колесо, выполненное в виде установленной на оси карусели 2, на радиальных консолях которой в шарнирах 3 с возможностью ограниченного поворота установлены траверсы 4, на которых закреплены своей нижней частью парусные лопасти 5. Карусель 2 связана с ведущим звеном повышающей передачи 6, выходное звено которой связано со шкивом 7 клиноременной передачи. В верхней части парусные лопасти закреплены поворотно в каретке посредством тросовых расчалок 9,растяжек 10, соединенных с соями 11, установленными на подшипниках 12. Каретка 8 установлена на подшипнике 13 на опорной втулке 14, которая установлена подвижно в осевом направлении на оси 1. Опорная втулка 14 связана с устройством подъема и натяжения 15 парусных лопастей 5 посредством системы тросов 16,пропущенных внутри полой оси 1 и связанных с механизмом натяжения 17. Оси поворота 18 парусных лопастей 5 наклонены, а центры тяжести и площади парусов парусных лопастей смещены относительно осей поворота 18 к вертикальной оси 1 для самоориентации на ветер и флюгирования при движении лопастей 5 навстречу ветровому потоку. Парусные лопасти 5, закрепленные нижней частью на траверсах 4 посредством тросов 19, могут поворачиваться под действием ветрового потока ограниченно в пределах углав шарнирах 3. Для этого шарнир 3 выполнен в виде установленной на подшипниках 20 втулки 21 с фланцем, который снабжен упорами 22, входящими в пазы корпусной части шарнира 3, которые ограничивают поворот втулки. Для предотвращения поломок ветродвигателя при буревых скоростях ветра посредством разворота лопастей 5 по ветру траверсы 4 закреплены на фланцах осей 23, установленных повторно во втулках 21. На обращенных друг к другу торцах фланцев оси 23 и втулки 21 выполнены зубья, которыми они входят в зацепление, при этом фланцы прижаты друг к другу пружиной 24. Для равномерного натяжения парусов траверсы 4 выполнены упругими. Вертикальная ось 1 в нижней части снабжена фланцем 25 для крепления. Ветродвигатель работает следующим образом. При фронтальном направлении ветрового потока левая парусная лопасть 5 воспринимает ветровую нагрузку (фиг. 1, 5), упор 22 (фиг. 3, 4) воздействует на торец паза шарнира 3, удерживая лопасть от разворота, при этом крутящий момент передается через шарнир 3 на карусель 2. При этом правая лопасть 5, благодаря смещению площади паруса относительно оси поворота 18,поворачивается в пределах угла , занимая флюгирующее положение. Задняя лопасть при этом под действием потока меняет свое угловое положение, точка 1 переходит в точку а 2, точка в 1 переходит в в 2. Передняя лопасть занимает флюгирующее положение. Таким образом лопасти, находящиеся слева от оси 1, воспринимают ветровую нагрузку и создают крутящий момент на карусели 2, а лопасти справа от оси занимают флюгирующее положение и оказывают минимальное сопротивление вращению ветрового колеса, что повы 2 3956 1 шает коэффициент полезного действия ветродвигателя. Наклон осей поворота 18 парусных лопастей 5 и смещение их центра тяжести к оси 1 обеспечивает самовозврат лопастей в исходное радиальное положение при отсутствии ветра и самоориентацию на ветер. Закрепление верхних частей парусных лопастей 5 поворотно в каретке 8, свободно вращающейся на подшипнике 13 относительно опорной втулки 14, которая установлена подвижно в осевом направлении на оси 1, позволяет ось выполнить неподвижной, пропустить внутри ее тросовую систему устройства подъема и натяжения парусных лопастей. Это существенно упростило конструкцию, монтаж и обслуживание ветродвигателя. В нижней части вертикальной оси 1 установлен повышающий редуктор 6 и связанный с ним шкив 7 клиноременной передачи, с которого производится отбор мощности ветродвигателя. Для более эффективного использования ветровой энергии ветродвигатель может устанавливаться на крышах жилых и промышленных зданий благодаря своей малой массе и простоте монтажа и обслуживания, при этом мощность его увеличится в 2-3 раза. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.

МПК / Метки

МПК: F03D 3/00, F03D 7/06

Метки: ветродвигатель

Код ссылки

<a href="https://bypatents.com/3-3956-vetrodvigatel.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Ветродвигатель</a>

Похожие патенты