ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2211946
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ
Имя изобретателя: Селезнёв Николай Васильевич
Имя патентообладателя: Селезнёв Николай Васильевич
Адрес для переписки: 123317, Москва, 1-й Красногвардейский пр-д, 20, кв.43, Н.В. Селезнёву
Дата начала действия патента: 2001.09.14
Изобретение относится к ветротехнике и может быть использовано для
строительства ветроэлектростанций. Технический результат, заключающийся в облегчении
конструкции и повышении эффективности ветродвигателя, обеспечивается за счет того,
что в ветродвигателе, содержащем вертикальный вал и присоединенные к нему лопасти,
расположенные парами во взаимно перпендикулярных плоскостях, согласно изобретению
вал выполнен в виде поворотной трубы с прикрепленными к ней снизу коническими роликами,
надетой на трубу меньшего диаметра, нижним концом заглубленную в грунт основания,
причем поворотная труба опирается роликами на кольцо, охватывающее трубу меньшего
диаметра, а лопасти, расположенные на разной высоте, выполнены в виде рам с клапанами,
представляющими собой пластины со стержнями, шарнирно прикрепленными к рамам.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к ветротехнике и может быть использовано для
строительства ветроэлектростанций.
Известен ветродвигатель, содержащий вертикальный вал с верхними и нижними
кронштейнами, между которыми установлены поворотные лопасти и контактирующие с ними
плоские панели (см. RU 2029885 С1, кл. F 03 D 3/06, 27.02.1995) по совокупности существенных признаков
принятый за ближайший аналог (прототип).
Недостатками двигателя являются большой вес сплошного вала и установленных вокруг
него панелей, возникновение дополнительных горизонтальных сил, действующих на вал
вследствие давления ветра не только на лопасти, но и на широкие панели, особенно когда
они поворачиваются под прямым углом к направлению ветра. Кроме того, при расположении
лопастей под косыми углами к направлению ветра, например 45o, ветер давит только на
одну лопасть, которая загораживает находящуюся за ней другую лопасть, из-за чего сила
ветра используется не полностью.
Технический результат, заключающийся в облегчении конструкции и повышении
эффективности ветродвигателя, обеспечивается за счет того, что в ветродвигателе,
содержащем вертикальный вал и присоединенные к нему лопасти, расположенные парами во
взаимно перпендикулярных плоскостях, согласно изобретению вал выполнен в виде
поворотной трубы с прикрепленными к ней снизу коническими роликами, надетой на трубу
меньшего диаметра, нижним концом заглубленную в грунт основания, причем поворотная
труба опирается роликами на кольцо, охватывающее трубу меньшего диаметра, а лопасти,
расположенные на разной высоте, выполнены в виде рам с клапанами, представляющими
собой пластины со стержнями, шарнирно прикрепленными к рамам.
На фиг.1 изображен ветродвигатель (вид сверху), на фиг.2 изображен ветродвигатель (вид с
наветренной стороны).
Ветродвигатель содержит вертикальный вал 1, выполненный в виде поворотной трубы,
имеющей возможность поворачиваться вокруг своей оси. Эта труба 1 надета на другую трубу
2 меньшего диаметра, нижним концом заглубленную в грунт основания. К трубе 1
присоединены лопасти 3 и 4, выполненные в виде рам с клапанами 5, представляющими собой
тонкие пластины с жесткими стержнями 6, шарнирно прикрепленными к рамам с клапанами 5 с
возможностью поворота клапанов 5 вокруг вертикальных осей, проходящих через шарнирные
крепления.
Лопасти 3 и 4 присоединены к трубе 1 на разной высоте с расположением их парами во
взаимно перпендикулярных плоскостях. Каждая лопасть 3, 4 присоединена к трубе 1
непосредственно своим краем, а серединой присоединена к трубе 1 через подкосы 7.
К трубе 2 сверху прикреплен круглый стержень 8, на который надет подшипник 9, а к трубе 1
сверху присоединен патрубок 10, охватывающий подшипник 9 и имеющий крышку 11. На трубу 1
неподвижно надето зубчатое колесо 12, а на трубу 2 - опорное кольцо 13, имеющее плоскую и
коническую поверхности (не показаны). К трубе 1 снизу прикреплены конические ролики 14,
опирающиеся на кольцо 13.
Подземная часть трубы 2 засыпана песком, на котором уложена монолитная бетонная плита
15. На этой плите 15 закреплены винтовой тормоз 16, редуктор 17 и электрогенератор 18. Нижняя
часть ветродвигателя размещена в здании 19, имеющем в его кровле отверстие для трубы 1.
Зазор между краями этого отверстия и трубой 1 для предупреждения проникновения через
него влаги перекрыт присоединенным к трубе 1 круговым козырьком 20.
Все элементы ветродвигателя выполнены из металла и окрашены водостойкой краской.
Ветродвигатель действует следующим образом. При наличии ветра на лопастях 3 и 4,
расположенных с одной стороны от трубы 1, клапаны 5 своими краями прижимаются к стержням
6 соседних клапанов 5, закрывая полностью площади этих лопастей 3, 4, а на лопастях 3 и 4,
расположенных с другой стороны от трубы 1, клапаны 5 отжимаются ветром, устанавливаясь в
флюгерное положение (параллельное направлению ветра). На лопасти 3 и 4 с прижатыми к ним
клапанами 5 действует аэродинамическая сила ветра, а через противоположные лопасти 3 и 4
с клапанами 5, находящимися в флюгерном положении, ветер свободно проходит, не встречая
существенного сопротивления. В результате ветродвигатель получает вращательное
движение, причем в одну и ту же сторону при любом направлении ветра. Наличие подшипника
9 и роликов 14 уменьшает силы трения до минимума. При действии на трубу 1 горизонтальных
сил ролики 14 прижимаются к конической поверхности кольца 13, препятствуя
соприкосновению труб 1 и 2.
Лопасти 3 и 4, двигаясь по круговой траектории, располагаются под разными углами к
направлению ветра. При расположении их под косыми углами они, находясь на разной высоте,
не загораживают друг друга и полностью воспринимают на себя давление ветра. При
расположении лопастей 3 и 4 под прямым углом к направлению ветра он также свободно давит
на них, не встречая никакого сопротивления. В результате сила ветра используется
полностью.
Вращательное движение через зубчатое колесо 12 и редуктор 17, увеличивающий скорость
вращения, передается электрогенератору 18.
При необходимости, ветродвигатель может быть остановлен путем прижатия винтового
тормоза 16 к зубчатому колесу 12.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ветродвигатель, содержащий вертикальный вал и присоединенные к нему
лопасти, расположенные парами во взаимно перпендикулярных плоскостях, отличающийся
тем, что вал выполнен в виде поворотной трубы с прикрепленными к ней снизу
коническими роликами, надетой на трубу меньшего диаметра, нижним концом
заглубленную в грунт основания, причем поворотная труба опирается роликами на
кольцо, охватывающее трубу меньшего диаметра, а лопасти, расположенные на разной
высоте. выполнены в виде рам с клапанами, представляющими собой пластины со
стержнями, шарнирно прикрепленными к рамам.
Версия для печати
Дата публикации 11.01.2007гг
вверх
|
