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 RU2295649

Вітроустановка

Ім'я винахідника: Карбушев Віктор Федорович (RU); Альошка Іван Миколайович (RU); Збіняков Віктор Дмитрович (RU); Марін Микола Іванович
Ім'я патентовласника: Карбушев Віктор Федорович
Адреса для листування: 656066, Барнаул, Павловський тракт, 112-57, В.Ф. Карбушеву
Дата початку дії патенту: 2005.04.25

Винахід відноситься до вітроенергетики, зокрема до конструкцій вітроенергетичних установок, і може бути використано для вироблення електроенергії в віддаленій від електричних мереж місцевості. Технічний результат полягає в підвищенні надійності, ефективності і спрощення конструкції вітроустановки. Ветроустановка складається з поворотною вертикальної опори зі змонтованим на ній, по крайней мере, одним засобом, що сприймає потік вітру, редуктора і генератора відповідно до винаходу, причому засіб, що сприймає потік вітру, виконано у вигляді двох лопатей, жорстко пов'язаних один з одним і змонтованих на одній горизонтально розташованої поворотною осі по різні боки від вертикальної опори вітроустановки, причому лопаті одного засобу змонтовані по відношенню один до одного під кутом в 85-95 градусів, а кожне наступне засіб змонтовано на вертикальній опорі під кутом в 90 градусів по відношенню до іншого, при цьому кожен засіб забезпечено обмежувачем повороту. Обмежувач повороту кошти, що сприймає потік вітру, жорстко змонтований на осі кожного засобу і контактно пов'язаний з вертикальною опорою вітроустановки.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до вітроенергетики, зокрема до конструкцій вітроенергетичних установок, і може бути використано для вироблення електроенергії в віддаленій від електричних мереж місцевості або в якості приводу до різних механічних пристроїв, в т.ч. до водяних насосів для підйому води з свердловин або для підзарядки блоку акумуляторів.

Відомий вітроагрегат, що містить робоче колесо з вертикальною віссю обертання, на якому встановлені з можливістю повороту навколо вертикальних осей лопаті, які мають індивідуальний механізм повороту, виконаний у вигляді флюгера, кінематично з'єднаний з віссю повороту лопаті (див. Патент РФ 2119094, F 03 D 7 / 06 від 20.09.98 р). Однак зазначена конструкція є досить складною, а зв'язок між флюгером і механізмом повороту лопаті постійно навантажена, що можна віднести до недоліків відомої конструкції.

Відомий вітродвигун, що містить встановлене на вертикальному валу ротор з верхніми і нижніми спицями, між якими на їх кінцях розміщені поворотні балансувальні лопаті, вали яких через муфти пов'язані ланцюговою передачею з загальним флюгером (див. А.с. 1483081 від 30.05.89 р М. кл. F 03 D 3/02). Виконання лопатей поворотними дозволяє оптимально орієнтувати їх у процесі роботи, що забезпечує оптимальну аеродинаміку лопатей при русі по потоку вітру і проти.

Однак загальний механізм повороту лопатей, що представляє собою ланцюгову передачу, яка б пов'язала флюгер з кожної лопатою, складний, що знижує надійність роботи пристрою. Крім того, ланцюгова передача не може бути достатньо жорсткою, що викликає підвищений рівень автоколивань, що в свою чергу є причиною несподіваних відмов у роботі вітродвигуна і низька ефективність самозахисту вітродвигуна від сильних вітрів. Все це і є недоліками відомого вітродвигуна.

Відомий досконаліший вітроагрегат - прототип, що містить робоче колесо з вертикальною віссю обертання, на якій встановлені з можливістю повороту навколо вертикальних осей лопаті, які мають індивідуальний механізм повороту, виконаний у вигляді флюгера, кінематично сполученого з віссю повороту лопаті, причому верхній кінець кожної лопаті виконаний з можливістю відхилення в площині лопаті симетрично щодо вертикальної осі на відстань не більше в / 5,27, де в - максимальне значення ширина лопаті. Кожен флюгер кинематически з'єднаний з віссю повороту лопаті за допомогою механізму розвантаження, який виконаний у вигляді запобіжної муфти (див. Патент Російської Федерації №2193688, М. кл. F 03 D 7/06).

Відома конструкція ветроагрегата - прототипу є досить складною і не запобігає небажаних і нерегульованих коливань лопатей під час роботи установки, що знижує надійність роботи установки, може привести до її руйнування і на що витрачається додаткова енергія, що і можна віднести до недоліків відомого пристрою.

Завданням цього винаходу є усунення недоліків прототипу, зокрема підвищення надійності, ефективності і спрощення конструкції вітроустановки.

Поставлена ​​винаходом завдання досягається тим, що засіб, що сприймає потік вітру, виконано у вигляді двох лопатей, жорстко пов'язаних один з одним і змонтованих на одній горизонтально розташованої поворотною осі по різні боки від вертикальної опори вітроустановки, причому лопаті одного засобу, змонтовані по відношенню один до одного під кутом в 85-95 градусів, а кожне наступне засіб змонтовано на вертикальній опорі під кутом в 90 градусів по відношенню до іншого, при цьому кожен засіб забезпечено обмежувачем повороту.

Обмежувач повороту кошти, що сприймає потік вітру, жорстко змонтований на горизонтальній осі повороту кожного засобу і контактно пов'язаний з вертикальною опорою вітроустановки.

Обмежувач повороту виконаний у вигляді пружного важеля.

Ознаки того, що засіб, що сприймає потік вітру, виконано у вигляді двох лопатей, жорстко пов'язаних один з одним і змонтованих на одній горизонтально розташованої поворотною осі по різні боки від вертикальної опори вітроустановки, причому лопаті одного засобу змонтовані по відношенню один до одного під кутом в 85-95 градусів, а кожне наступне засіб змонтовано на вертикальній опорі під кутом в 90 градусів по відношенню до іншого, при цьому кожен засіб забезпечено обмежувачем повороту, є ознаками істотними, неочевидними, несподіваними, необхідними і достатніми для досягнення поставленої винаходом завдання. Так, виконання лопатей, що сприймають потік вітру під різними кутами - одна з випередженням на 85-95 градусів по відношенню до іншої кожного засобу, що сприймає потік вітру, дозволяє поперемінно і повністю сприймати потік вітру однієї лопатою кошти, а інша лопать при цьому, що знаходиться по іншу сторону поворотної опори вітроустановки, своєю площиною розташована уздовж потоку вітру, не надаючи опору. Розташування на поворотній опорі одного засобу по відношенню до іншого під кутом в 90 градусів дозволяє забезпечити рівномірність обертання опори вітроустановки і максимально використовувати зусилля потоку вітру.

Відсутність невизначено і непередбачувано, хто вагається при сприйнятті потоку вітру частин вітроустановки забезпечує надійність і довговічність її роботи.

Наявність обмежувача повороту кошти, що сприймає потік вітру, жорстко пов'язаного з горизонтальною віссю повороту кожного засобу і контактно пов'язаного з вертикальною опорою вітроустановки, дозволяє точно встановити одну поверхню лопаті кошти, що сприймає напір вітрового потоку у фронтальній площині, а іншу в горизонтальній площині і добитися цим самим максимально можливих зусиль повороту вертикальної осі вітроустановки при даному напорі вітру.

Виконання обмежувача повороту у вигляді пружного важеля дозволяє плавно без стукотів в міру збільшення кута повороту лопаті встановити поверхню лопаті сприймає потік вітру у фронтальній площині.

На фіг.1 схематично представлена ​​пропонована ветроустановка в момент сприйняття потоку вітру лопатями лівого боку.

На фіг.2 представлено положення лопатей кошти, що сприймає потік вітру.

Ветроустановка складається з поворотної опори 1, що утримується у вертикальному положенні декількома бічними стяжками 2, і підстави 3. По висоті опори 1 змонтований, по крайней мере, один ряд спарених по дві лопаті 4 і 5 засобів 6, сприймають потік вітру, причому лопать 4 кожного засоби 6, сприймає потік вітру по відношенню до лопаті 5, змонтована під кутом в 85-95 градусів. Упор 7 жорстко пов'язаний з поворотною горизонтальною віссю 8 кожної пари лопатей 4, 5 кожногозасоби 6, сприймає потік вітру, і контактно пов'язаний із зовнішньою поверхнею поворотної опори 1. У нижній частині поворотної опори 1 змонтований привід 9 з провідним диском 10 редуктором 11 і генератором 12. У центрі опорного підшипника 13 поворотної опори 1 встановлений вал 14, пов'язаний за допомогою фланця 15 з опорою 1. На валу 14 закріплена куліса 16 для зняття механічних зусиль і їх передачі різних пристроїв, наприклад водяного насосу 17. У верхній частині поворотної опори 1 вітроустановки на підшипнику 18 змонтована хрестовина 19. Стяжки 2 утримують поворотну опору 1 в вертикальному положенні.

ПРОПОНОВАНА Вітроустановка працює наступним чином

У вихідному положенні при відсутності вітру лопаті кожного засобу 6, сприймає потік вітру, зі спареними лопатями 4, 5 по відношенню до вертикальної опорі 1 знаходяться під кутом в 45 градусів.

При напорі вітру і його впливі на поверхні лопатей кошти 6, сприймає потік, кожна з лопатей 4, 5 прагне відхилитися під натиском вітру у напрямку потоку вітру. При цьому одна, наприклад ліва, лопать 4, повертаючись щодо горизонтальній осі 8, сприймає потік вітру зі збільшенням поверхні сприйняття потоку, а права лопать 5 за цей же час через сильний вітер встановлюється в горизонтальне положення і не сприймає потік вітру і не чинить опору повороту опори 1 вітроустановки. При сталому напорі потоку вітру на лопаті кошти, що сприймає потік, кожен раз ліва лопать 4 встановлюється у фронтальній площині і максимально сприймає потік вітру, а права лопать 4 відхиляється назад і встановлюється в горизонтальній площині. Напір вітру, впливаючи на ліву сторону лопатей 4 вітроустановки, починає її повертати щодо вертикальної осі обертання. Як тільки права лопать 5 встановиться навпроти вертикальної осі опори, її площину з горизонтального положення у міру повороту послідовно переходить по відношенню до поворотній опорі 1 вітроустановки спочатку під кутом в 45 градусів і далі, поступово повертаючись, переходить на ліву сторону вітроустановки і починає сприймати потік з збільшенням поверхні сприйняття вітрового потоку, а площину 4, яка була з лівого боку опори 1, і поступово у міру повороту вертикальної опори 1 вітроустановки повертається на другий бік опори 1 і переходить в горизонтальне положення в горизонтальну площину з мінімальним опором обертанню опори і потоку вітру.

Таким чином, напір вітрового потоку постійно впливає на ліву сторону вітроустановки і обертає її. При цьому обертання вітроустановки, якщо на неї дивитися зверху, здійснюється за годинниковою стрілкою незалежно від напрямку вітру. Передане генератору 12 через провідний диск 10 і редуктор 11 обертання опори 1 вітроустановки забезпечує вироблення електроенергії і дозволяє знімати з обертової куліси 16 приводу механічну енергію, наприклад, до насоса 17 хрестовина 19, змонтована на підшипнику 18 опори 1, забезпечує вільне обертання опори 1.

Діюча модель пропонованої вітроустановки авторами була виготовлена ​​і були проведені досвідчені випробування. Ветроустановка з площею поверхні на одній стороні опори 1, що сприймає вітрової потік в 6 м ² і швидкістю вітру 7 м / сек успішно через редуктор приводила в дію автомобільний генератор і виробляла електричну енергію близько 200 Вт / год, якої вистачало на роботу телевізора, однієї лампи освітлення потужністю в 40 Вт і на підзарядку акумуляторів.

При з'єднанні поворотною куліси 16 через систему важелів з насосом ветроустановка забезпечувала перекачку води з однієї ємності в іншу продуктивністю близько 200 літрів на годину. Вважаємо, що з'єднання вітроустановки з насосом свердловини забезпечить при перекачуванні води не меншу продуктивність.

В даний час в стадії виготовлення знаходиться ветроустановка пропонованої конструкції з робочою поверхнею, з одного боку сприймає потік вітру в 10 м ^2, яка буде встановлена в Гірському Алтаї на пасовище фермера для вироблення електроенергії для освітлення, роботи радіоприймача і підігріву води для худоби.

Вважаємо, що пропонована ветроустановка знайде широке застосування в фермерських господарствах, товариства, що займаються вирощуванням овочів і фруктів, при поливах лісопосадок і розплідників, а й може бути використана для створення резервуарів води для зрошення лісосмуг і гасіння пожеж, на стоянках чабанів, у синоптиків, лісників , в мисливських господарствах і т.д., особливо в місцях, де відсутня електроенергія.

Ветроустановка проста по конструкції і надійна в роботі.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Ветроустановка, що складається з вертикальної опори зі змонтованим на ній, по крайней мере, одним засобом, що сприймає потік вітру, редуктора і генератора, що відрізняється тим, що засіб, що сприймає потік вітру, виконано у вигляді двох лопатей, жорстко пов'язаних один з одним і змонтованих на одній горизонтально розташованої поворотною осі по різні боки від вертикальної опори вітроустановки, причому лопаті одного засобу змонтовані по відношенню один до одного під кутом в 85-95 °, а кожне наступне засіб змонтовано на вертикальній опорі під кутом в 90 ° по відношенню до іншого , при цьому кожен засіб, що сприймає потік вітру, забезпечено обмежувачем повороту, виконаним у вигляді жорстко змонтованого на горизонтальній осі кожного засобу важеля, контактно пов'язаного з вертикальною опорою вітроустановки.

2. Ветроустановка по п.1, що відрізняється тим, що обмежувач повороту виконаний у вигляді пружного важеля.

Версія для друку
Дата публікації 30.03.2007гг

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