початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2290533

Ветродвігатель для вітряків

Ім'я винахідника: Чебоксаров Валерій Вікуловіч (RU); Чебоксаров Віктор Валерійович
Ім'я патентовласника: Далекосхідний державний технічний університет
Адреса для листування: 690950, м.Владивосток, МСП, вул. Пушкінська, 10, ДВГТУ, Патентний відділ
Дата початку дії патенту: 2005.06.27

Винахід відноситься до області вітроенергетики. Технічний результат полягає в створенні конструкції лопатей, здатних керовано змінювати свою геометрію в процесі роботи, і забезпечується за рахунок того, що в вітродвигунів, що містить ротор, встановлений з можливістю обертання щодо вертикальної осі, лопаті, закріплені асиметрично на корпусі ротора з можливістю повороту під дією вітру щодо їх вертикальних осей, і обмежувачі повороту лопатей, відповідно до винаходу кожна лопать виконана у вигляді предкрилка, її центральної частини і закрилки, разом утворюють слабовипуклоє профіль лопаті, симетричний щодо його хорди, що з'єднує найбільш віддалені одна від одної точки профілю. Предкрилок і закрилок шарнірно з'єднані з центральною частиною лопаті на зазначеній хорді профілю. Кожна лопать оснащена механізмом узгодженого повороту предкрилка і закрилки в протилежних напрямках щодо центральної частини лопаті і диференціальним механізмом повороту предкрилка, наприклад планетарним, де вали предкрилка і центральній частині лопаті співвісно приєднані до двох центральних колесам диференціального механізму повороту предкрилка, а водило предкрилка прикріплено до корпусу ротора .

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до області вітроенергетики.

Відомі вітрові двигуни, наприклад, типу установок Дарині, що містять ротор, що обертається навколо вертикальної осі, лопаті, закріплені на корпусі ротора вертикально, причому їх поворот навколо вертикальної осі здійснюється в процесі проектування і виготовлення і не змінюється в процесі роботи двигуна (см. Технико- економічні основи прискореного розвитку вітроенергетики. Оглядова інформація / Лятхер В.М. - М .: Інформенерго, 1990. - 68 с., с.15-26).

Основний недолік таких установок полягає в необхідності попередньо розкручувати двигун до робочої швидкості.

Відомий і вітродвигун, в якому ротор з вертикальною віссю обертання містить лопаті, закріплені асиметрично на корпусі ротора з можливістю повороту щодо їх вертикальних осей під дією вітру, а й обмежувачі повороту лопатей (див. Патент РФ №2253038, Бюл. №15, 2005 р .).

Ця конструкція вітродвигуна найближче збігається за більшістю ознак з пропонованим технічним рішенням і використана в якості прототипу.

Недоліком прототипу є необхідність мати пружні лопаті для досягнення їх оптимальної геометрії в процесі роботи, важко управляти величиною прогину таких лопатей.

Завданням заявляється є створення конструкції лопатей, здатних керовано змінювати свою геометрію в процесі роботи.

Технічний результат, який досягається при вирішенні поставленого завдання, виражається в тому, що лопаті виконані з жорстких складових частин, пов'язаних між собою механізмом узгодженого повороту, і при вільному повороті лопатей під дією вітру їх геометрія змінюється відповідно до кута повороту щодо корпусу ротора і сили вітру .

Поставлена ​​задача досягається тим, що вітродвигун, що містить ротор, встановлений з можливістю обертання щодо вертикальної осі, лопаті, закріплені асиметрично на корпусі ротора з можливістю повороту під дією вітру щодо їх вертикальних осей, а й обмежувачі повороту лопатей, відрізняється тим, що кожна лопать виконана у вигляді предкрилка, її центральної частини і закрилки, разом утворюють слабовипуклоє профіль лопаті, симетричний щодо його хорди, що з'єднує найбільш віддалені одна від одної точки профілю, причому предкрилок і закрилок шарнірно з'єднані з центральною частиною лопаті на зазначеній хорді профілю, кожна лопать оснащена механізмом узгодженого повороту предкрилка і закрилки в протилежних напрямках щодо центральної частини лопаті і диференціальним механізмом повороту предкрилка, наприклад планетарним, де вали предкрилка і центральній частині лопаті співвісно приєднані до двох центральних колесам диференціального механізму повороту предкрилка, а водило диференціального механізму повороту предкрилка прикріплено до корпусу ротора.

Крім того, обмежувачі повороту кожної лопаті виконані у вигляді двох упорів, закріплених на корпусі ротора так, що кутові зазори між ними і суміжними наполегливими поверхнями лопаті при її русі назустріч вітру складають по 45 градусів.

При цьому упори виконані пружними.

Крім того, предкрилок кожної лопаті приєднаний до відповідного центрального колесу диференціального механізму за допомогою пружного зв'язку.

При цьому пружний зв'язок виконана у вигляді валу-торсиона, розташованого на осі повороту предкрилка, причому один кінець торсиона закріплений на центральному колесі диференціального механізму, а другий на верхньому кінці предкрилка.

Причому довжина предкрилка становить 0,15 ... 0,25 від максимальної хорди профілю лопаті.

Порівняльний аналіз істотних ознак пропонованого рішення, аналогів і прототипу свідчить про його відповідність критерію "новизна".

При цьому відмітні ознаки формули винаходу вирішують такі функціональні завдання.

Ознаки "... кожна лопать виконана у вигляді предкрилка, її центральної частини і закрилки, разом утворюють слабовипуклоє профіль лопаті, симетричний щодо його хорди, що з'єднує найбільш віддалені одна від одної точки профілю, причому предкрилок і закрилок шарнірно з'єднані з центральною частиною лопаті на зазначеній хорді профілю ... "- дозволяють реалізувати в конструкції, що складається з твердих частинок, здатність змінювати геометрію лопаті.

Ознака "... лопать оснащена механізмом узгодженого повороту предкрилка і закрилки в протилежних напрямках щодо центральної частини лопаті ..." - дозволяє забезпечити задану зміну геометрії лопаті.

Ознака "... лопать оснащена ... диференціальним механізмом повороту предкрилка, наприклад планетарним, де вали предкрилка і центральній частині лопаті співвісно приєднані до двох центральних колесам диференціального механізму, а водило диференціального механізму повороту предкрилка прикріплено до корпусу ротора" - дозволяє забезпечити узгоджений поворот предкрилка і центральній частині щодо корпусу ротора.

Ознака "... обмежувачі повороту кожної лопаті виконані у вигляді двох упорів, закріплених на корпусі ротора так, що кутові зазори між ними і суміжними наполегливими поверхнями лопаті при її русі назустріч вітру складають по 45 градусів" - гарантує оптимальний поворот лопатей для забезпечення найкращих тягових характеристик вітродвигуна.

Ознака "... упори виконані пружними" - дозволяє при посиленні вітру збільшувати кут повороту лопатей і збільшувати тягу ротора вітродвигуна.

Ознака "... предкрилок ... приєднаний до відповідного центрального колесу диференціального механізму за допомогою пружної зв'язку" - дозволяє реалізувати можливість додатково змінити кут повороту предкрилка під дією сили вітру.

Ознака "... пружна зв'язок виконана у вигляді валу-торсиона, розташованого на осі повороту предкрилка, причому один кінець торсиона закріплений на центральному колесі диференціального механізму, а другий на верхньому кінці предкрилка" - дозволяє реалізувати зазначену пружний зв'язок найбільш просто і надійно.

Ознака "... довжина кожного предкрилка становить 0,15 ... 0,25 від максимальної хорди профілю лопаті" - дозволяє забезпечити оптимальні характеристики лопаті.

	Суть винаходу пояснюється кресленнями. На фіг.1 показаний вид зверху на вітродвигун. На фіг.2 показана конструкція лопаті з механізмом узгодженого повороту предкрилка і закрилки і диференціальним механізмом. На Фіг.3 показано розташування обмежувальних упорів на корпусі ротора.

Конструкція вітродвигуна містить ротор 1, на корпусі якого встановлені лопаті, що складаються з предкрилка 2, центральній частині 3, закрилки 4, валу 5 предкрилка 2, вала 6 закрилка 4, валу 7 центральній частині. У конструкції вітродвигуна є диференційний механізм, що складається з першого центрального колеса 8, другого центрального колеса 9 і водила 10, закріпленого на корпусі ротора 1. На водію 10 розташовані колеса 11 з можливістю вільного обертання, що зв'язують обидва центральних колеса 8 і 9. Механізм узгодженого повороту предкрилка 2 і закрилки 4 складається з двох однакових кривошипів 12 і 13. кривошип 12 насаджений на валу 5 предкрилка 2, а кривошип 13 знаходиться в підшипнику 14 на центральній частині 3 лопаті. Кривошипи 12 і 13 пов'язані шатуном 15. Вал 6 закрилка 4 пов'язаний з кривошипом 13 за допомогою двох однакових коліс 16 і 17. На корпусі ротора 1 розташовані підпружинені упори 18 і 19, а на центральному колесі 9 закріплений сектор 20.

Положення лопатей на фіг.1 позначені латинськими буквами від "а" до "h".

Кути між упорами 18 і 19 і сектором 20 позначені на фіг.3 - і .

Конструкція працює наступним чином.

Під дією вітру все лопаті повертаються на валах 7 і автоматично набувають геометрію, показану на фіг.1 латинськими буквами буквами від "а" до "h". Це відбувається через асиметричного розташування вала 7 в конструкції лопаті. При цьому повертається центральне колесо 9 у межах кутів і між сектором 20 і упорами 18 і 19. Одночасно через колеса 11 повертається центральне колесо 8 і пов'язаний з ним вал 5 з предкрилки 2, який закріплений на верхньому кінці цього валу, і кривошип 12. Через шатун 15 рух передається кривошипа 13, колесам 16 і 17, валу 6 з закрилком 4, який отримує узгоджений поворот, протилежний повороту предкрилка 2. При посиленні вітру центральна частина 3 лопаті має можливість стиснути пружини упорів 18 і 19 і збільшити кут повороту, а предкрилок 2 - закрутити вал-торсіон 5, що призводить і до узгодженого зміни положення закрилка 4.

Таким чином, конструкція лопаті, що складається з твердих частинок, може вести себе аналогічно пружною лопаті, але при цьому геометричні параметри стають керованими.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. вітрових турбін, що містить ротор, встановлений з можливістю обертання щодо вертикальної осі, лопаті, закріплені асиметрично на корпусі ротора з можливістю повороту під дією вітру щодо їх вертикальних осей, а й обмежувачі повороту лопатей, що відрізняється тим, що кожна лопать виконана у вигляді предкрилка, її центральній частині і закрилки, разом утворюють слабовипуклоє профіль лопаті, симетричний щодо його хорди, що з'єднує найбільш віддалені одна від одної точки профілю, причому предкрилок і закрилок шарнірно з'єднані з центральною частиною лопаті на зазначеній хорді профілю, кожна лопать оснащена механізмом узгодженого повороту предкрилка і закрилки в протилежних напрямках щодо центральної частини лопаті і диференціальним механізмом повороту предкрилка, наприклад, планетарним, де вали предкрилка і центральній частині лопаті співвісно приєднані до двох центральних колесам диференціального механізму повороту предкрилка, а водило диференціального механізму повороту предкрилка прикріплено до корпусу ротора.

2. Ветродвігатель по п.1, що відрізняється тим, що обмежувачі повороту кожної лопаті виконані у вигляді двох упорів, закріплених на корпусі ротора так, що кутові зазори між ними і суміжними наполегливими поверхнями лопаті при її русі назустріч вітру складають по 45 °.

3. вітрових по п.1 або 2, який відрізняється тим, що упори виконані пружними.

4. вітрових по п.1, що відрізняється тим, що предкрилок кожної лопаті приєднаний до відповідного центрального колесу диференціального механізму за допомогою пружного зв'язку.

5. вітрових по п.1 або 4, який відрізняється тим, що пружна зв'язок виконана у вигляді валу-торсиона, розташованого на осі повороту предкрилка, причому один кінець торсиона закріплений на центральному колесі диференціального механізму, а другий - на верхньому кінці предкрилка.

6. вітрових по п.1, що відрізняється тим, що довжина кожного предкрилка становить 0,15 ÷ 0,25 від максимальної хорди профілю лопаті.

Версія для друку
Дата публікації 31.01.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів