ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2211947
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ ВЕТРЯКА
Имя изобретателя: Чудиков Н.Н.; Голова Г.А.
Имя патентообладателя: Пятигорская государственная фармацевтическая академия
Адрес для переписки: 357533, Ставропольский край, г. Пятигорск, пр. Калинина, 11, ПятГФА, пат. отдел
Дата начала действия патента: 2001.12.17
Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к
ветродвигателям с вертикальным валом. Технический результат, заключающийся в
повышении мощности и кпд ветродвигателя, обеспечивается за счет того, что в
ветродвигателе, состоящем из вертикально расположенного вала и двух прямоугольных
лопастей, способных вращаться вокруг своих осей, параллельных оси вала, с угловой
скоростью, в два раза меньшей угловой скорости вращения вала, и в сторону,
противоположную вращению вала, согласно изобретению каждая лопасть имеет по бокам два
одинаковых закрылка, способных ограниченно поворачиваться вокруг осей, параллельных
оси вращения лопасти, на угол предпочтительно +30o относительно плоскости лопасти
под воздействием кинематически связанного с закрылками через шатуны эксцентрика,
закрепленного на водиле соосно с осью вращения лопасти с эксцентриситетом,
направленным вдоль водила.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к
ветродвигателям с вертикальным валом.
Известны ветродвигатели с вертикальным валом: ЕП 0003590 от 01.09.1978 г. , патент Германии 3534997
А-1 от 01.10.1985 г., эти ветродвигатели имеют громоздкую конструкцию и малый кпд.
Известен также ветродвигатель по патенту РФ 2164624 от 27.03.01 г. Такой ветродвигатель,
обладая значительной эффективностью и являясь экономически целесообразным, имеет
недостаточно высокий кпд.
Целью данного изобретения является повышение мощности и кпд ветродвигателя.
Эта цель достигается тем, что каждая лопасть ветродвигателя имеет по бокам два
одинаковых закрылка, способных ограниченно поворачиваться вокруг осей, параллельных
оси вращения лопасти, на угол предпочтительно +30o относительно плоскости лопасти
под воздействием кинематически связанного с закрылками через шатуны эксцентрика,
закрепленного на водиле соосно оси лопасти с эксцентриситетом, направленным вдоль
водила, а с обеих торцов лопасти и закрылков перпендикулярно оси лопасти, закреплены
пластины, причем общая ширина лопасти вместе с закрылками больше удвоенного
расстояния от кромки вала до оси вращения лопасти и равна предпочтительно ширине пяти
закрылкам.
|
|
|
|
|
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен ветродвигатель, вид
спереди; на фиг.2 - разрез А-А; на фиг.3 - разрез Б-Б. Данный двухлопастной ветродвигатель
состоит из вертикально расположенного в опоре 1 вала 2 с закрепленными на нем водилами 3
и 4, на концах которых установлены две прямоугольные лопасти 5, способные вращаться
вокруг своих осей 6 (фиг. 1), параллельных оси вала, с угловой скоростью, в два раза
меньшей угловой скорости вращения вала, и в сторону, противоположную вращению вала.
Лопасти кинематически связаны с флюгером 7 через дышло 8 и цепную передачу 9. По бокам
каждой лопасти установлены два одинаковых закрылка 10, способных одновременно
поворачиваться вокруг своих осей 11, параллельных оси вращения лопасти, в обе стороны от
лопасти, в обе стороны от плоскости лопасти на угол ±30o.
На обеих торцах (сверху и снизу) лопасти и закрылков закреплены пластины 12 и 13 в
положении, перпендикулярном оси вращения лопасти. На водилах 4 соосно осям лопастей
закреплены неподвижно эксцентрики 14 с эксцентриситетом, направленным вдоль водил, и
оси лопастей проходят через эксценрики. На закрылках также закреплены рычаги 15,
которые соединены осями 16 с шатунами 17 и 18, сидящими на эксцентриках (фиг.2). Шатун 18
является подвесным и соединен с шатуном 17 осью 19. Такое соединение закрылков с
эксцентриком возможно с обеих сторон (снизу и сверху) лопасти. Общая ширина лопасти
вместе с закрылками больше удвоенного расстояния от кромки вала до оси вращения
лопасти и равна предпочтительно ширине пяти закрылков.
|
Ветродвигатель работает следующим образом. При наличии ветра, как показано стрелками (фиг.
3), флюгер 7 поворачивается через цепную передачу 9 лопасти в рабочее положение на ветер (фиг.1
и 3). Под воздействием ветра на лопасти ветродвигатель будет вращаться. В начале оборота,
когда лопасть перпендикулярна ветру, она принимает чашеобразную форму, образованную
пластинами 12 и 13 и отклоненными в сторону против ветра закрылками благодаря
эксцентрику и шатунам. При дальнейшем вращении ветродвигателя глубина чаши лопасти
уменьшается, и при повороте ветродвигателя на 180o плоскости закрылков совпадают с
плоскостью лопасти, принимая удобообтекаемую форму (фиг.3). При каждом обороте
ветродвигателя лопасти поворачиваются к ветру другой стороной, поэтому закрылки
всегда отклоняются навстречу ветру. Таким образом, принимая чашеобразную форму,
лопасть воспринимает на себя и передает на вал не только силу прямого удара ветра, но и
то дополнительное давление, которое он создает внутри чаши на ее стенки. И в других
положениях лопасть с закрылками, обладая парусностью, способна улавливать большую
часть энергии ветра и передавать на вал большую мощность. Тем самым данным
ветродвигателем улавливается большая часть энергии ветра, что увеличивает его
мощность и кпд. При использовании трех подобных лопастей мощность и кпд такого
ветродвигателя еще более увеличиваются.
Существенным отличительным признаком предлагаемого изобретения является то, что
лопасти имеют закрылки, кинематически связанные через шатуны с эксцентриками,
закрепленными на водилах, а на торцах лопастей и закрылков закреплены пластины.
Преимуществом предлагаемой конструкции является значительное повышение мощности и
кпд ветродвигателя.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Ветродвигатель, состоящий из вертикально расположенного вала и двух прямоугольных
лопастей, способных вращаться вокруг своих осей, параллельных оси вала, с угловой
скоростью, в два раза меньшей угловой скорости вращения вала, и в сторону,
противоположную вращению вала, отличающийся тем, что каждая лопасть имеет по бокам два
одинаковых закрылка, способных ограниченно поворачиваться вокруг осей, параллельных
оси вращения лопасти, на угол предпочтительно +30o относительно плоскости лопасти
под воздействием кинематически связанного с закрылками через шатуны эксцентрика,
закрепленного на водиле соосно с осью вращения лопасти с эксцентриситетом,
направленным вдоль водила.
2. Ветродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что на обоих торцах лопасти и закрылков
закреплены пластины в положении перпендикулярном оси вращения лопасти, причем общая
ширина лопасти вместе с закрылками больше удвоенного расстояния от кромки вала до оси
вращения лопасти и равна предпочтительно ширине пяти закрылков.
Версия для печати
Дата публикации 31.01.2007гг
вверх
|
