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 RU2276285

Вітроустановка

Ім'я винахідника: В.Я. Вейнберг
Ім'я патентовласника: ТОВ "ЕКОТЕХКОНСТРУКЦІЯ"
Адреса для листування: 125319, Москва, вул. Усієвича, 1/5, кв.73, В.Я. Вейнберг
Дата початку дії патенту: 2006.05.10

Винахід відноситься до області вітроенергетики. Технічний результат полягає в підвищенні ККД (коефіцієнт корисної дії) за рахунок удосконалення конструкції лопастного ротора. Ветроустановка містить лопатевої ротор, кінематично пов'язаний з навантаженням. Вертикально розташовані лопаті ротора механічно з'єднані з його вертикальним валом з можливістю спільного обертання навколо його вертикальної осі і одночасно одностороннього відхилення від вертикального положення, при цьому ротор містить обмежувачі відхилення, які обумовлюють можливість відхилення лопатей ротора тільки в одну сторону і визначають напрямок обертання валу з лопастями.

ОПИС ВИНАХОДИ

Пристрій відноситься до перетворювачів вітрової енергії в електричну або механічну енергію і може знайти широке застосування в побуті і промисловості.

Відомо енергопреобразующее пристрій, що містить лопатевої ротор, кінематично пов'язаний з валом генератора (див. RU №2079703, кл. F 03 D 3/06, 20.05.1997).

Недоліком відомого пристрою є невисокий ККД (коефіцієнт корисної дії) через недосконалу конструкції лопастного ротора.

Технічний результат, що полягає в підвищенні ККД за рахунок удосконалення конструкції лопастного ротора, забезпечується за рахунок того, що в вітроустановці, що містить лопатевої ротор, кінематично пов'язаний з навантаженням, відповідно до винаходу вертикально розташовані лопаті ротора механічно з'єднані з його вертикальним валом з можливістю спільного обертання навколо його вертикальної осі і одночасно одностороннього відхилення цих лопатей від вертикального положення, при цьому ротор містить обмежувачі відхилення, які обумовлюють можливість відхилення лопатей ротора тільки в одну сторону і визначають напрямок обертання валу з лопастями. При цьому частина лопатей механічно пов'язана з валом навантаження, а частина лопатей механічно пов'язана з корпусом самої навантаження, встановленої з можливістю обертання, при цьому обмежувач відхилення у перших виконаний з протилежного боку щодо його розташування у друге, забезпечуючи обертання валу в протилежну сторону щодо обертання корпусу навантаження.

Ветроустановка пояснюється наступними кресленнями:

	на фіг.1 зображена принципова схема пристрою; на фіг.2 зображено кріпильний вузол; на фіг.3 зображений кріпильний вузол; на фіг.4 зображено пристрій (вид зверху); на фіг.5 зображений приклад виконання лопатей; на фіг.6 зображений приклад виконання лопатей; на фіг.7 зображений приклад виконання лопатей; на фіг.8 зображений приклад виконання лопатей; на фіг.9 зображений приклад виконання лопатей; на фіг.10 зображений приклад виконання пристрою.

Пристрій складається з вертикально розташованих лопатей 1, закріплених своєю верхньою частиною на втулках 2, наприклад приварених до них. Втулки 2 закріплені з можливістю обертання на горизонтальних рейках 3, які встановлені на вертикальному валу 4, наприклад приварені до нього. Вал 4 встановлений на втулці 5 через підшипник 6, у внутрішнє кільце якого він запресований і який зовнішнім своїм кільцем запресований у втулці 5, при цьому вал 4 встановлений з можливістю обертання навколо своєї осі. Втулка 5 закріплена на штативі 7, наприклад приварена до нього. Вал 4 через шестерну конічну передачу 8 пов'язаний з валом 9 навантаження 10, наприклад з валом електрогенератора, або, наприклад, з валом насоса, або, наприклад, з валом компресора. Штатив 7 і навантаження 10 встановлені на підставі 11, яким може бути ділянку будови або транспортного засобу. З одного однаковою у напрямку обертання боку лопатей 1 встановлені їх обмежувачі відхилення 12 в одну сторону, які можуть бути закріплені на валу 4 або рейках 3, наприклад приварені до них, і являти собою прут або кілька прутів, або виконані у вигляді решітки, або інший форми. Над рейками 3 можуть бути встановлені обмежувачі граничного відхилення 13 лопатей 1, які можуть кріпитися безпосередньо на рейках 3, наприклад приварені до них, або на валу 4 і мати форму Г-образного прута. Лопаті 1, закріплені на рейках 3, вал 4, обмежувач відхилення 12 лопатей 1, обмежувач граничного відхилення 13 - всі вони є складовими частинами лопастного ротора, в загальному представляє собою рухливу конструкцію або конструкцію, виконану з можливістю обертання.

Лопаті 1 можуть мати різну конструкцію, наприклад, з метою зниження їх ваги вони можуть містити плівку 14, закріплену з натягом між рамками 15 і 16, одна з яких, рамка 15, закріплена, наприклад приварена, до втулки 2 (фіг.5).

Лопаті 1 можуть жорстко кріпитися на рейці 3, яка в перетині може мати форму прямокутника і може фіксуватися планкою 17, при цьому лопаті виконуються з гнучкого пружною матеріалу, наприклад з фібропластов (фіг.6).

Лопаті 1 можуть кріпиться за допомогою торсиона 18, виконаного, наприклад, із сталевого пружинного дроту, сталевого пружинного троса або сталевого пружинного прута, при цьому лопата 1 закріплена на планці 19, наприклад приварена до неї, до якої приєднана планка 20, а між ними встановлений торсіон 18. Закінчення торсиона 18 встановлені з натягом у втулках 21 і зафіксовані фіксують болтами. До втулкам 21 приварені стрижні 22, протилежні кінці яких приварені до рейок 3 (Фіг.7).

Лопаті 1 можуть кріпитися до рейок 3 за допомогою плоских пружин 23, нижні закінчення яких закріплені на лопатях 1 за допомогою планок 24, тобто затиснуті між ними, а верхні закінчення закріплені на рейках 3 і за допомогою планок 24, тобто затиснуті між ними (Фіг.8).

Лопаті 1 можуть мати різну форму, наприклад односторонньо-опуклу форму, тобто мати в поперечному перерізі форму напівеліпса, або чашкообразно форму, або в загальному напівсферичну форму (Фіг.9).

Рейки 3 можуть безпосередньо кріпитися на валу 9 навантаження 10, наприклад приварені до нього, або приварені до втулки 25, яка запресована на валу 9. Розглянемо дану конструкцію стосовно для електрогенератора. В цьому випадку під лопатями 1 встановлені аналогічної конструкції додаткові лопаті 26, закріплені на втулках 27, які встановлені на рейках 28. Рейки 28 закріплені на обоймі 29 або безпосередньо на корпусі генератора 30, наприклад приварені до них. Обойма 29 закріплена на корпусі електрогенератора 30, наприклад запресована на ньому. На обоймі 29, або на рейках 28, або на втулці 27 встановлені обмежувачі відхилення 31 лопатей; розташовані щодо цих лопатей з протилежного боку по відношенню до їх розташування відносно відповідних верхніх лопатей 1, що забезпечує обертання верхніх лопатей 1 щодо напрямку обертання лопатей 26 від одного і того ж потоку повітря. Обойма 29 або корпус генератора 30 за допомогою фланців 32 закріплені на валу 33, наприклад, фланці 32 приварені до нього. Вал 33 через підшипник 34 встановлено у втулці 35 з можливістю обертання навколо своєї осі, а втулка 35 закріплена на штативі 36, який встановлений на підставу 11, аналогічно прикладу на Фиг.1. На валу 33 можуть бути встановлені кільця 37 електроколлектора, механічно стикаються з щітками 38, кільця 37 проводами 39 через вал 33, який може бути порожнистим, з'єднані з електричним виходом генератора 30, а щітки 38 проводами 40 з'єднані з навантаженням 41, яка може включати в себе акумулятор. В даному прикладі генератор 30, встановлений з можливістю обертання разом з механічно пов'язаними з ним додатковими лопатями 26, є складовою частиною ротора вітроустановки, який є механічно пов'язані з його валом лопаті 1. Таким чином, частина лопатей механічно пов'язана з валом 9, а частина лопатей механічно пов'язана з корпусом 30 навантаження 10, наприклад з корпусом генератора 30 (Фіг.10).

Ветроустановка працює наступним чином. Під впливом потоку вітру, напрямок якого показано стрілками, лопать 1, у якій обмежувач відхилення 12 розташований з боку потоку, почне обертатися з втулками 2 навколо рейок 3, змінюючи прямий кут щодо горизонталі на гострий. Лопать 1 в залежності від сили вітру прагне до горизонтального положення, тим самим опір потоку повітря з боку цієї лопаті зменшується, вона як би пропускає його потік (Фиг.2). Якщо обмежувач відхилення 12 по відношенню до напрямку потоку вітру знаходиться за лопатою 1, то ця лопать почне притискатися вітром до обмежувача її відхилення 12, який практично не дає вітрі змінити її первісне вертикальне положення, забезпечуючи найбільший опір цій лопаті 1 потоку вітру (Фіг.3 ). Таким чином, тиск вітру на площу лопаті 1 в першому випадку буде менше, ніж тиск його на її площа в другому випадку. Це можна розглянути на прикладі. Якщо потік повітря буде йти від глядача на лопать, розташовану від глядача зліва, то вона відхилиться, пропускаючи його від того ж потоку, лопать 1, розташована від глядача справа, притулиться до обмежувача відхилення 12, розташованого за нею, і лопаті 1 з рейками 3 і валом 4 почнуть обертатися проти годинникової стрілки. Так, розташування обмежувачів відхилення по відношенню до лопат 1 визначає напрямок обертання ротора вітроустановки.

Якщо лопаті 1 виконані з гнучкого матеріалу і жорстко закріплені на рейках 3, то від потоку повітря вони згинаються, пропускаючи повітря, якщо обмежувач відхилення розташований перед потоком повітря щодо цих лопатей або якщо цей обмежувач відхилення розташований після лопатей, то він не дає можливість згинатися їм , далі принцип роботи збігається з попереднім прикладом.

Аналогічно працюють і лопаті 1, встановлені на торсіони 18 і пружинах 23, в першому випадку вони від вітру скручують торсіон 18, відхиляючись, якщо немає за ними обмежувача відхилення 12, а в другому випадку лопаті 1 під впливом вітру згинають пружини 23 і відхиляються, пропускаючи його потік, якщо за ними немає обмежувача відхилення потоку.

При виконанні лопатей 1 односторонньо випуклої форми обмежувач відхилення 12 розташовується з боку їх опуклості, в цьому випадку не тільки відхилення цих лопатей від потоку повітря зменшує опір йому, але опукла, обтічна їх форма і сприяє зменшенню опору потоку повітря, якщо він дме з боку їх опуклості.

При виконанні додаткових лопатей 26, механічно з'єднаних з навантаженням 10, наприклад з електрогенератором 30, яка встановлена ​​на штативі 36 з можливістю обертання, обмежувачі відхилення 12 у верхніх лопатей 1 розташовані з протилежного боку по відношенню до розташування обмежувачів відхилення 31 у відповідних лопатей 26, що забезпечує обертання верхніх лопатей 1 в протилежну сторону по відношенню до напрямку обертання нижніх лопатей від одного і того ж потоку повітря. З огляду на, що верхні лопаті 1 механічно з'єднані з валом 9 навантаження, тобто в даному випадку з валом електрогенератора, а нижні лопаті 26 механічно пов'язані з навантаженням 10, в даному випадку з електрогенератором 30, то вал 9 і електрогенератор 30 обертатимуться в протилежні сторони відносно один одного від одного і того ж потоку повітря, що значно збільшує ККД електрогенератора, що виробляється електричний струм якого через колекторну передачу кільця 37 - щітки 38 по проводах 40 передають навантаженні, наприклад лампам або електронагрівача.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Ветроустановка, що містить лопатевої ротор, кінематично пов'язаний з навантаженням, що відрізняється тим, що вертикально розташовані лопаті ротора механічно з'єднані з його вертикальним валом з можливістю спільного обертання навколо його вертикальної осі і одночасно одностороннього відхилення цих лопатей від вертикального положення, при цьому ротор містить обмежувачі відхилення, що обумовлюють можливість відхилення лопатей ротора тільки в одну сторону і визначають напрямок обертання валу з лопастями.

2. Ветроустановка по п.1, що відрізняється тим, що частина лопатей механічно пов'язана з валом навантаження, а частина лопатей механічно пов'язана з корпусом самої навантаження, встановленої з можливістю обертання, при цьому обмежувач відхилення у перших виконаний з протилежного боку щодо його розташування у друге , забезпечуючи обертання валу в протилежну сторону щодо обертання корпусу навантаження.

Версія для друку
Дата публікації 02.02.2007гг

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