ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2245455
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ ДЛЯ ВЕТРЯКА
Имя изобретателя: Ульянеев Евгений Николаевич
Имя патентообладателя: Ульянеев Евгений Николаевич
Адрес для переписки: 129594, Москва, Сущевский вал, 63, кв.26, Е.Н. Ульянееву
Дата начала действия патента: 2003.06.03
Изобретение относится к ветроэнергетике. Технический результат заключается в
увеличении критической скорости разрушения и срока службы ветродвигателя.
Ветродвигатель содержит поворотную каретку - раму с горизонтальным валом, кронштейны и
паруса-щиты, вращающиеся при помощи механизма управления, из 24 и 48-зубых звездочек с
цепями - в 2 раза медленнее горизонтального вала, в верхнем положении работающие на
полный напор ветра, а в остальных положениях галсами; для ориентации на ветер в задней
части рамы подвешен закрылок - флюгер, от которого при помощи тросов наклоняются
аэродинамические обтекатели, установленные в лобовой наклонной части рамы, с
возвратными пружинами и сбрасывающие воздушный поток выше парусов-щитов и главной оси
и стабилизирующие оборот главного вала.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области ветроэнергетики.
Известен ветродвигатель парусного типа, содержащий поворотную вокруг
вертикальной оси и ориентированную по ветру закрылком-флюгером каретку-раму, на
боковых стойках которой подвешен горизонтальный вал, приводимый в движение через
кронштейны посредством парусов-щитов, и механизм управления (см. RU 2095620 С1, кл. F 03 D 3/02,
10.11.1997), принятый по совокупности существенных признаков за прототип.
Недостатками ветродвигателя являются низкий КПД (коэффициент полезного действия) и
невысокие надежность и срок службы ветродвигателя.
Технический результат, заключающийся в увеличении критической скорости разрушения и
срока службы ветродвигателя, обеспечивается за счет того, что в ветродвигателе
парусного типа, содержащем поворотную вокруг вертикальной оси и ориентированную по
ветру закрылком-флюгером каретку-раму, на боковых стойках которой подвешен
горизонтальный вал, приводимый в движение через кронштейны посредством парусов-щитов,
и механизм управления, согласно изобретению, в лобовой наклонной части рамы
установлены аэродинамические обтекатели, сбрасывающие воздушный поток выше парусов-щитов,
причем обтекатели приводятся в действие закрылком-флюгером через тросы и возвратные
пружины.
При этом паруса-щиты выполнены без жесткой оси из профильного материала, а их
периметр симметрично с обеих сторон усилен пирамидальными стяжками. Механизм
управления парусов-щитов выполнен из 48- и 24-зубых звездочек с цепями, а горизонтальный
вал изготовлен из трех сегментов с тросовой растяжкой.
На фиг.1 изображен общий вид ветродвигателя; на фиг.2 изображен вид паруса-щита
ветродвигателя, вид спереди; на фиг.3 изображен вид паруса-щита с ребра; на фиг.4
изображен вид паруса-щита с торца; на фиг.5 изображен механизм управления парусами-щитами;
на фиг.6 изображен горизонтальный вал с тросовой растяжкой, вид с торца.
Ветродвигатель содержит поворотную вокруг вертикальной оси каретку-раму 1, на
боковых стойках (не показаны) которой подвешен горизонтальный трехсегментный с
тросовыми растяжками вал 2 вместе с кронштейнами 3, 4, усиленными пирамидальными
стяжками с обеих сторон, паруса-щиты 5, 6, 7, механизм управления из 24- и 48-зубых звездочек
с цепями 8, механизм ориентации по ветру закрылок - флюгер 9 в хвостовой части, от
которого через тросы 10, 11 в носовой наклонной части поворачиваются аэродинамические
обтекатели в форме двух плоскостей 12, 13 с возвратными пружинами 14, 15.
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
Напор воздушного потока давит на закрылок-флюгер 9 и каретка-рама 1 поворачивается по
ветру. При скорости ветра 1,5 м/с паруса-щиты 5, 6, 7 начинают вращаться в верхнем положении
в полную силу, а в промежуточных положениях - галсами, приводят в движение через
кронштейны 3, 4 горизонтальный вал 2 с кольцевым генератором (не показан). Сами паруса-щиты
5, 6, 7 через механизм управления 8 вращаются вокруг своих осей в 2 раза медленнее вала 2. В
механизме управления 8 три 48-зубые звездочки парусов-щитов 5, 6, 7 своими цепями двигаются
по 24-зубым звездочкам, установленным на кронштейнах 3, 4, от которых 48-зубые звездочки
через центральную цепь меняют свою циркуляцию вокруг центральной 48-зубой звездочки,
установленной на боковой стойке. При скорости ветра более 4 м/с от закрылка-флюгера 9
через тросы 10, 11 наклоняются аэродинамические обтекатели 12, 13 и все выше парусов-щитов
сбрасывают воздушный поток. Наклон обтекателей 12, 13 пропорционален размерам закрылка-флюгера
9 и обратно пропорционален усилию возвратных пружин 14, 15. Под действием порывов ветра
более 13 м/с обтекатели 12, 13 прижимаются к обрезиненной каретке-раме 1, а при большем
ветре сбрасывают воздушный поток выше парусов-щитов 5, 6, 7, предотвращая разрушение
ветродвигателя. Уплотнение воздуха выше обтекателей 12, 13 просматривается во время
снежной метели, мелкого косого дождя и задымления воздуха (аналогично обтекателям
ходового мостика торпедного катера). Таким образом, при ветре более 4 м/с обороты
ветродвигателя стабилизируется, а подвеска вала 2 на пружинах 14, 15 увеличивает срок
службы ветродвигателя.
Эффективная парусность парусов-щитов 5, 6, 7 на валу 2, смещенном за центр каретки-рамы 1 (аналогично
паруснику, двигающемуся навстречу ветру галсами со скользящим носовым парусом) с
закрылком-флюгером 9 больше, чем эффективная парусность обтекателей 12, 13, обеспечивает
работу ветродвигателя до скорости среднестатистического урагана с простоем менее 50%
при среднем воздушном потоке 2 м/с.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Ветродвигатель парусного типа, содержащий поворотную вокруг вертикальной оси и
ориентированную по ветру закрылком-флюгером каретку-раму, на боковых стойках которой
подвешен горизонтальный вал, приводимый в движение через кронштейны посредством
парусов-щитов, и механизм управления, отличающийся тем, что в лобовой наклонной части
рамы установлены аэродинамические обтекатели, сбрасывающие воздушный поток выше
парусов-щитов, причем обтекатели приводятся в действие закрылком-флюгером через тросы
и возвратные пружины.
2. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что паруса-щиты выполнены без жесткой оси из
профильного материала, а их периметр симметрично с обеих сторон усилен пирамидальными
стяжками.
3. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что механизм управления парусов-щитов
выполнен из 48- и 24-зубых звездочек с цепями.
4. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что горизонтальный вал изготовлен из трех
сегментов с тросовой растяжкой.
Версия для печати
Дата публикации 31.01.2007гг
вверх
|
