Патент на изобретение №2158848
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ВЕТРЯК
(57) Реферат: Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветродвигателям с вертикальной осью вращения. Технический результат, заключающийся в повышении коэффициента использования энергии ветра, упрощении конструкции и улучшении надежности ветродвигателя, обеспечивается за счет того, что ветряк, содержащий вал с навешенными на него траверсами подвески крыльев, согласно изобретению имеет тяги, управляющие крыльями и генератором, причем крылья ветра навешены на концах осей траверс в точке между передней кромкой крыла и его центром давления и связаны с автоматом перекоса ветряка, состоящим из кольца на валу ветряка, связанного посредством тяг и шарниров на крыле в точке между центром давления крыла и его задней кромкой, и кареток на кольце автомата перекоса, при этом ветряк содержит привод кольца автомата, изменяющий эксцентриситет кольца относительно вала ветряка. 4 з.п.ф-лы, 3 ил. Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветродвигателям с вертикальной осью вращения. Известен ротор ветродвигателя, содержащий вертикальный вал, радиальные траверсы, профилированные поворотные лопасти, осевые шарниры, причем оси шарниров в окружном направлении наклонены в одну сторону, а вал имеет радиус, меньший расстояния от его оси до ближней кромки каждой лопасти в любом из положений последней (см. SU, 1645602 A1, кл. F 03 D 7/06, 30.04.1991). Недостатком предложенной конструкции является небольшая мощность ротора, сложность конструкции и низкая надежность при внезапных порывах ветра из-за большого количества подвижных незащищенных частей. Известен ветродвигатель, содержащий расположенное за головкой ветроколесо с лопастями, установленными на валу с возможностью отклонения от плоскости вращения ветроколеса под действием ветра и снабженными механизмом синхронизации в виде подпружиненной втулки. Причем лопасти объединены в две симметричные относительно диаметральной плоскости группы, каждая из которых снабжена одним полукольцом и шарнирно соединена с тягой, лопасти установлены на валу через общий шарнир и двигатель снабжен механизмом пуска и останова. Недостатком является низкая надежность и сложность конструкции. Известен ветряк, содержащий вал с навешенными на него траверсами подвески крыльев (см. RU, 2042044 C1, кл. F 03 D 3/00, 20.08.1995), принятый за прототип. Недостатками ветряка являются низкая надежность в случае резкого изменения силы ветра, сложность конструкции, а также невозможность изменять крутящий момент на валу генератора при необходимости. Технический результат, заключающийся в повышении коэффициента использования энергии ветра, упрощения конструкции и улучшении надежности ветродвигателя (ветряка) обеспечивается за счет того, что ветряк, содержащий вал с навешенными на него траверсами подвески крыльев, согласно изобретению имеет тяги, управляющие крыльями и генератором, причем крылья ветряка навешены на концах осей траверс в точке между передней кромкой крыла и его центром давления и связаны с автоматом перекоса ветряка, состоящим из кольца на валу ветряка, связанного посредством тяг и шарниров на крыле в точке между центром давления крыла и его задней кромкой, и кареток на кольце автомата перекоса, при этом ветряк содержит привод кольца автомата, изменяющий эксцентриситет кольца относительно вала ветряка. Привод автомата перекоса ветряка дополнительно содержит коромысла для связки тяг крыла с кольцом автомата перекоса, причем кольцо автомата перекоса навешено на вал ветряка с возможностью изменения угла наклона к нему и высоты положения на валу. Траверсы подвески крыльев имеют ось поворота на фланце ветряка. Тяги автомата перекоса связаны с траверсой промежуточными тягами для синхронизации движения вокруг вала ветряка. Фланец насажен на вал ветряка, имеющего резьбу, а кольцо автомата перекоса ветряка находится выше фланца подвески траверс крыльев. На фиг. 1 показан общий вид ветряка с крыльями в рабочем положении и генератором. На фиг. 2 – ветряк с приводом кольца автомата, изменяющим эксцентриситет кольца относительно вала ветряка. На фиг. 3 – ветряк (общий вид) с дополнительными коромыслами и генератором. Ветряк содержит крыло 1, вал 2, траверсы 3 подвески крыльев 1, шарнир 4 подвески, шарнир 5 крыла 1 и тяги 9, каретку 6, кольцо 7 автомата перекоса, привод 8 кольца 7, тягу 9, управляющую крыльями 1 и генератором 10, причем привод 8 кольца 7 автомата, изменяя эксцентриситет кольца 7 относительно вала 2 ветряка, изменяет углы установки крыльев 1 на различные значения и влияет при этом на величину мощности ветряка. Траверсы 3 подвески крыльев 1 имеют ось поворота на фланце 11 вала 2 ветряка. Привод 8 автомата перекоса ветряка дополнительно содержит коромысла 12 для связи тяг 9 крыла 1 с кольцом 7 автомата перекоса, причем кольцо 7 автомата перекоса навешено на вал 2 ветряка с возможностью изменения угла наклона к нему и высоты положения на валу 2. Фланец 11 насажен на вал 2 ветряка, имеющий резьбу 13 и шарнир 14 подвески. Для опоры на земле ветряк имеет ферму 15. Ветряк работает следующим образом. Ветер, воздействуя на крылья 1, приводит их во вращение, которое передается через траверсы 3 подвески крыльев 1 с помощью шарниров 4 на тяги 9 и далее на вал 2 ветряка. Крылья 1 связаны с приводом 8 автомата перекоса ветряка через тяги 9 и каретку 6. Автомат перекоса, меняя эксцентриситет кольца 7, варьирует угол установки крыльев 1 по отношению к ветру, а именно, при увеличении величины эксцентриситета относительно вала 2 ветряка крылья 1, находящиеся с наветренной стороны, разворачиваются по потоку под определенным углом, приводя во вращение вал 2, связанный с генератором 10, и таким образом осуществляется преобразование механической энергии вращения крыльев 1 ветряка в электрическую энергию, вырабатываемую электрогенератором 10, которая идет к потребителю. При этом в случае, когда крылья 1 установлены вдоль потока, т.е. когда угол атаки равен 0, ветряк работает и таким образом он защищен от перегрузок и внезапных сильных порывов ветра. На вал 2 ветряка насажен фланец 11 через резьбу 13. В случае резкого изменения силы ветра фланец 11 движется по резьбе 13 вверх, изменяя углы атаки крыльев 1 ветряка и уменьшая крутящий момент. При обратном движении фланца 11 вниз крутящий момент увеличивается. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 17.12.2004
Извещение опубликовано: 10.12.2005 БИ: 34/2005
|
||||||||||||||||||||||||||
