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 RU2075634

вітряного двигуна

Ім'я винахідника: Чередниченко Сергій Васильович
Ім'я патентовласника: Чередниченко Сергій Васильович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1994.05.19

Використання: вітродвигун відноситься до вітроенергетики. Суть винаходу: на несучу раму зміцнюються циліндричні кожухи, що складаються з двох частин - верхньої і нижньої з прорізами, в які поміщені вітроколеса з лопатями на горизонтальному валу. Горизонтальні вали вітроколіс об'єднані за допомогою полумуфт, при цьому один кінець об'єднаного вала з'єднаний з генератором, а на іншому кінці розташовані гальмівний пристрій і шків. До несучої рами прикріплена вертикальна вісь з зубчастим колесом вільним кінцем, яка входить у втулку з підшипниками, а та в свою чергу сполучена з опорою. На опорі укріплений електродвигун з редуктором, на валу якого розташоване зубчасте колесо, поєднане з зубчастим колесом вертикальної осі за допомогою ланцюга. Навколо опори розташований жолоб з покладеним силовим кабелем і кабелем управління. У кожному кожусі розташований горизонтальний вал з зубчастими колесами, прикріплений до несучої рами, при цьому один вільний кінець з'єднаний з валом іншого кожуха за допомогою полумуфт, а один з кінців об'єднаного вала з'єднаний з електродвигуном і редуктором. Усередині кожуха на підлогах розташовані 2 групи заслінок, що складаються з окремих пластин, укріплених на несучих рейках, забезпечених обертовими на осі колесами. Заслінки об'єднані з горизонтальним валом з зубчастими колесами за допомогою ланцюга і, просуваючись по полицях, закривають або відкривають або відкривають при необхідності прорізи кожухів. Регулювання повітряним потоком, а й управління рухом ветродвігателем навколо осі виробляються датчиком тиску, багатосекційним перемикачем, кінцевими вмикачами, а й реверсивними магнітними пускателями і кнопковими станціями.

ОПИС ВИНАХОДИ

Пропонований винахід відноситься до вітроенергетики і може бути використано для вироблення електроенергії, а й як привід до необхідного обладнання.

Відомий вітряної двигун (заявка N 4867617/06), в якому барабанне ветроколесо з вигнутими лопатями, укріпленими на горизонтальному валу, поміщено в циліндричний кожух, що містить верхню і нижню частини з прорізами, при цьому до кожної частини укріплений шарнірно розкривається при необхідності щит. Вітродвигун має пристроями для автоматичного регулювання повітряного потоку.

Крім того, запропонований вітродвигун (авторське свідоцтво СРСР N 946776, кл. F 03 D, 3/00, 1981) містить вітряне колесо з вигнутими лопатями, укріпленими на горизонтальному валу, при цьому вітроколесо розташоване в кожусі з керованими щитами, які укріплені за допомогою шарнірів. Управління вітряним потоком проводиться за допомогою флюгера. Незважаючи на багато подібні технічні ознаки, запропоновані в заявці, а й в авторському свідоцтві, такі вітродвигуни доцільно використовувати в стаціонарних умовах для об'єднання вітродвигунів в комплексі вітростанції.

В даний час є необхідність в більш мобільних, більш щільно розташованих один до одного на невеликих ділянках вітродвигуна з повним або напівавтоматичним регулюванням повітряного потоку, спрямованого на лопаті вітроколеса, при цьому збільшується можливість використання вітрової енергії в різних областях його застосування.

Здійснення такого технічного результату може бути досягнуто за умови виготовлення вітродвигуна з пристроями, які виконують прийом (використання) вітряного потоку верхньою частиною вітродвигуна з можливістю обертання його корпусу таким чином, щоб проріз його верхній частині була направлена ​​в сторону, звідки спрямований потік вітру. Такі вітродвигуни можуть встановлюватися на невеликих майданчиках з частою зміною напрямку і сили вітру, при цьому використовується автоматичне і напівавтоматичне регулювання такими потоками вітру.

Прикладом такого використання може служити спеціальний майданчик на кораблях далекого плавання сухогрузах, танкерах, на шірокопалубних судах, де встановлені вітродвигуни для вироблення електроенергії або інших цілей. Крім того, такі вітродвигуни можуть бути встановлені на нафтовидобувних майданчиках, на маяках.

Сутність даної пропозиції в тому, що один або кілька циліндричних кожухів, що складаються з двох частин верхньої і нижньої з прорізами і торцевими стінками укріплені до несучої рами один за одним, з зазором між собою, при цьому в кожному кожусі розташоване ветроколесо з вигнутими, лопатями укріпленими на горизонтальному валу.

Горизонтальний вал вітроколеса, розташований на опорних підшипниках, з'єднаний з допомогою полумуфт з іншим горизонтальному валом, при цьому один з кінців об'єднаного вала з'єднаний за допомогою полумуфт з електрогенератором, а на іншому кінці розташовані гальмівний пристрій і шків.

В середині несучої рами розташована платформа, до якої укріплена вертикальна вісь з зубчастим колесом, вільним кінцем поміщена в отвір втулки з підшипниками.

Муфта з підшипниками укріплена до опори.

На опорі розташований електродвигун з редуктором, на валу якого укріплено зубчасте колесо, поєднане за допомогою ланцюга з зубчастим колесом вертикальної осі.

Навколо опори розташований жолоб з укріпленими кінцевими вимикачами, в якому знаходяться силовий кабель і кабель управління, з'єднані один з одним.

До несучої рами прикріплений кронштейн, до якого прикріплені силовий і кабель управління, при цьому до кронштейну прикріплена лапка, яка відключає при максимальному градусі (360 ^o) повороту вертикальної осі один або інший кінцевий вимикач.

Верхня і нижня частини кожуха, що мають прорізи і торцеві стінки з'єднані з одного боку шарнірно, а з іншого боку-за допомогою кріпильних з'єднань.

Між стінками кожуха і лопатями вітроколеса розташовані на полицях 2 групи заслінок.

Заслінки складаються з окремих пластин, прикріплених до несучих рейок, при цьому з боків рейок прикріплені обертових колеса.

Ось обертового колеса, прикріпленого до несучої рейці, є з'єднанням між двома сегментами ланцюга, яка з однієї й іншої сторін об'єднує 2 групи пластин з відстанню між собою, рівним майже четверту частину довжини периметра циліндричного кожуха.

Полиці, на яких розташовані заслінки, прикріплені всередині циліндричного кожуха до торцевих стінок.

Усередині циліндричного кожуха розташований горизонтальний вал з зубчастими колесами, прикріплений на підшипниках до несучої рами і з'єднаний за допомогою полумуфт з валом електродвигуна і редуктором.

Один з виступаючих кінців вала з'єднаний з горизонтальним валом іншого кожуха за допомогою полумуфт.

Електродвигун з редуктором має подовжений вал і пристосування для обертання за допомогою маховика.

Заслінки, розташовані на полицях, і горизонтальний вал з зубчастими колесами об'єднані ланцюгом з двох сторін.

На несучій рамі з двох сторін укріплені кронштейни з отворами.

Вітродвигун забезпечений стійками, до яких прикріплені кронштейни з отворами.

Система управління ветродвігателем забезпечена кінцевими вимикачами, датчиком тиску, багатосекційним перемикачем, а й реверсивними магнітними пускателями і кнопковими станціями.

Сутність передбачуваного винаходу пояснюється на кресленнях, де

На фіг. 1 зображений вітряної двигун, (вид збоку). На фіг.2, 3 зображений вітродвигун, вид зверху.

На фіг.4 зображена частина заслінки, об'єднана з горизонтальним валом з одному
і з другої сторони ланцюгом, вид зверху.

На фіг.5 зображені кінцеві вимикачі і кронштейн з лапкою, вид спереду. На фіг.6 зображені вузол кріплення полиць до кожуха, кріплення кінцевого вимикача, установка несучої рейки з колесами на полиці, кріплення прапорця відрізняє кінцевий вимикач, вид спереду. На фіг.7 зображений датчик тиску, вид збоку. На фіг.8 зображений датчик тиску, показаний з розрізом, вид спереду.

На фіг. 9, 10 зображена схема автоматичного і ручного управління вітродвигуна.

На фіг. 11 зображений подовжений вал електродвигуна з укріпленим на ньому маховиком, вид збоку. На фіг.12 зображена стійка зі скобою, вид спереду.

Пристрій вітряного двигуна містить в собі один або кілька циліндричних кожухів (1) фіг.1, 2, що складаються з двох частин верхньої і нижньої, з прорізами і торцевими стінками, прикріплених до несучої рами (2) з зазором між собою, при цьому в кожному кожусі розташоване ветроколесо з вигнутими лопатями (3), укріпленими на горизонтальному валу (4). Верхня і нижня частини кожуха з'єднаних за допомогою шарнірів, а з іншого боку, за допомогою кріпильних пристроїв. В середині несучої рами (2) - розташована платформа (5), до якої укріплена вертикальна вісь (6) з зубчастим колесом (7). Вільним своїм кінцем вертикальна вісь (6) входить в отвір втулки (8) з підшипниками. Втулка (8) прикріплена за допомогою фланців і кріпильних пристроїв до опори (9). На опорі (9) розташований електродвигун з редуктором (10), на валу якого укріплено зубчасте колесо (11). Зубчасте колесо вертикальної осі (6) і зубчасте колесо (11) з'єднані за допомогою ланцюга (12). Навколо опори (9) розташований жолоб (13), в якому знаходяться силовий кабель і кабель управління (14). До жолобу (13) прикріплені кінцеві вимикачі (15). До несучої рами (2) прикріплений кронштейн (16) з лапкою (17), до якого кріпляться силовий кабель і кабель управління (14). Горизонтальний вал (4), укріплений на несучій рамі (2) за допомогою опорних підшипників (18), з'єднаний з іншим валом за допомогою полумуфт (19), при цьому один з кінців об'єднаного вала з'єднаний через полумуфт (20) з електрогенератором (21) , а на іншому кінці розташовані гальмівний пристрій (22) і шків (23). Усередині кожуха (1) його стінками і лопатями вітроколеса розташоване горизонтальний вал (24) з зубчастими колесами (25), укріплений на несучій рамі (2) за допомогою опорних підшипників (26). Горизонтальний вал (24) з'єднаний з іншим валом за допомогою полумуфт (27), при цьому один з кінців об'єднаного вала з'єднаний за допомогою полумуфт з електродвигуном і редуктором (28). Електродвигун (10), а й електродвигун (28) в задній їх частини мають подовжений вал (29) з багатогранним профілем і пристосовані для обертання їх за допомогою маховика (30). До торцевих стінках кожуха укріплені полки (31) фіг.4, фіг.6, на яких розташовані заслінки, що складаються з окремих пластин (32), прикріплених до несучих рейок (33), при цьому з боків несучих рейок прикріплені обертових колеса ( 34). Ось обертового колеса (34) є з'єднанням між двома сегментами ланцюга (35), яка з однієї й іншої сторін об'єднує 2 групи пластин з відстанню між собою, рівним майже четверту частину довжини периметра циліндричного кожуха. Заслінки, розташовані на полицях (31), і горизонтальний вал (24) з зубчастими колесами об'єднані ланцюгом з двох сторін. До торцевих сторонах несучої рами (2) прикріплені кронштейни (36) з отворами. Вітродвигун забезпечений стійками (37) з укріпленими кронштейнами, з отворами, а й скобами. Система управління ветродвігателем забезпечена датчиком тиску (38) (фіг.7, фіг.8) з уловлювачем повітряного потоку (39). Датчик тиску складається з корпусу (40), чутливого елемента (41) сильфонного типу, настроювальної пружини (42), що фіксує шайби (43), маховичка (44), втулки (45), прикріпленою до мікроперемикачами (46), пружини (47) , страхувальної гайки (48). Для підключення в електричний ланцюг датчика тиску передбачені три дроти (49), виведені через сальникове ущільнення (50). До воронці уловлювач (39) прикріплений порожній вигнутий стрижень (51), а той, у свою чергу, прикріплений до датчика тиску (38). Крім того, система управління ветродвігателем забезпечена багатосекційним перемикачем (52), кінцевими вимикачами (53), розташованими на торцевій стінці кожуха, прапорцями (54), прикріпленими на початку і в кінці заслінки до несучих рейок (33), фіг. 6, а і реверсивними магнітними пускателями і кнопковими станціями відповідно до електричної схеми фіг. 8. Напрям вітру визначається флюгером, який встановлюється на видному для оператора місці.

Вітряний двигун використовується наступним чином

Визначивши місце для установки вітродвигуна, зміцнюється опора (9) (фіг. 1) до основи, а потім і жолоб (13) разом з кінцевими вимикачами (15). Після цього встановлюється і зміцнюється втулка (8) з підшипниками разом з вертикальною віссю і несучою рамою (2) з вітродвигуни до опори (9). Після налагоджувальних робіт і підготовчих, при підключенні електроенергії (аварійного освітлення) до системи управління, включається електродвигун (10) (фіг. 1), який створює свої зусилля через редуктор за допомогою ланцюга (12) і зубчастих коліс (7) і (11) на вертикальну вісь (6), яка повертається разом з несучою рамою (2) і вітродвигуни таким чином, щоб верхня частина кожуха (1) була спрямована в бік, звідки спрямований потік вітру. Потім за допомогою багатосекційного перемикача (52) проводиться включення роботи заслінок на автоматичний режим управління відповідно до зі схемою фіг. 9, 10. В результаті включається електродвигун (28), фіг. 1, фіг. 2, 3, відкриваючи заслінки як у верхній, так і в нижній частинах кожуха за допомогою горизонтального вала (24) з зубчастими колесами (25) і ланцюги (35). Після повного відкриття заслінок кінцевий вимикач (53), розташований в нижній частині кожуха, за допомогою прапорця (54) розімкнеться ланцюг управління. Розімкнеться ланцюг котушки 1КВ фіг. 9, 10. В результаті розмикається сердечник магнітного пускача з силовими контактами 1КВ і електродвигун зупиняється. У цей час повітряний потік вітру проникає через проріз верхній частині кожуха, надходить до лопат (3) вітроколеса, створюючи при цьому свої зусилля. Захоплюється повітряним потоком лопаті вітроколеса, обертаючись по горизонтальному валу (4), передають своє обертальний рух через напівмуфти (20) електрогенератори. У разі посилення вітру до значень, що перевищують норму, відбувається закриття прорізів заслінками, при цьому повітряний потік, потрапляючи в воронку- уловлювач (39) через порожнистий вигнутий стрижень (51), створює свої зусилля на чутливий елемент (41) датчика тиску (38) , настроювальну пружини (12) і кнопку мікровимикача (46), який розмикає ланцюг котушки 1КВ (фіг. 9, 10).

Далі клема мікровимикача (46), рухаючись вище, замикає верхні контакти. У цьому випадку електричний струм проходить через дану клему, через багатосекційний перемикач (52), через кінцевий вимикач (53), розташований у верхній частині кожуха, через теплове реле пускача і його котушку 1кН, де, зустрічаючись з нульовим робочим проводом, створюється магнітне поле , яке притягує сердечник магнітного пускача з рухомими контактами, в результаті чого електродвигун (28) включається в зворотну сторону, закриваючи прорізи кожухів заслінки. У цей момент кінцевий вимикач (53), розташований в нижній частині кожуха, замикає ланцюг для котушки 1КВ, створюючи готовність для її включення. Крім того, в разі ослаблення вітрового потоку, під час закриття заслінок, верхні контакти мікроперемикача (46) розмикаються і електродвигун (28) зупиняється, при цьому проріз кожуха знаходиться в напівзакритому стані, а клема мікроперемикача (46) розташовується в цей час між верхніми і нижніми контактами. При стійкому посилення вітру верхні клеми знову замикаються, сполучаючи електричний ланцюг котушок 1 КН, при цьому електродвигун (28) вимикається, закриваючи прорізи заслінки. При повному закриванні прорізів кінцевий вимикач (53), розташований у верхній частині кожуха, розмикає ланцюг котушки 1кН, внаслідок чого рухливі силові контакти пускача розмикаються і електродвигун зупиняється. При ослабленні вітру до нормальних значень клема мікроперемикача (46) опускається вниз і замикає ланцюг котушки 1КВ, при цьому електродвигун включається, звільняючи прорізи від заслінок прапори.

Для найбільш сприятливою швидкості вітроколеса відбувається налаштування датчиків тиску. Для цього за допомогою маховичка (44) фіксує шайби (43) страхувальної гайки (48) Притискають або відпускають настроювальну пружину (42) чутливого елемента (41) з тим, щоб уповільнити або прискорити процес перемикання датчика тиску (38). Якщо, наприклад, притиснути настроювальну пружину (42), що момент включення на закриття прорізів кожухів сповільниться, при цьому вітроколеса використовуватимуть більш високу швидкість вітру.

У разі зміни напрямку вітру (в зв'язку зі зміною, наприклад, курсу корабля) проводиться коригування обраного положення вітродвигуна. З цією метою використовується неавтоматическое (ручне) регулювання ветродвігателем поворотом його на вертикальній осі (9) то в одну, то в іншу сторону. У зв'язку з цим для того щоб, розгорнути вітродвигун навколо осі в необхідному напрямку, натискається кнопка управління "Вперед", фіг. 9, 10. Ця кнопка пов'язана з системою управління електродвигуном (10) (фазним проводом), що проходить через кнопку "Стоп", а й замкнутим блокуючим контактом кнопки "Назад". У момент натискання кнопки "Вперед" електричний струм проходить через клеми даної кнопки, кінцевий вимикач (15), розташований на жолобі (13), через теплове реле пускача котушку 2 КВ, де, зустрічаючись з нульовим робочим проводом, створюється магнітне поле, яке притягує сердечник магнітного пускача разом з рухомими контактами 2КВ реверсивного магнітного пускача, при цьому електродвигун (10) включається, повертаючи вітродвигун на опорі (9) в необхідне положення. Якщо віджати (відпустити) кнопку "Вперед", то контакти даної кнопки розімкнуться. Розімкнеться і ланцюг електричної котушки 2 КВ, в результаті чого розімкнеться сердечник з силовими контактами 2КВ і електродвигун (10) зупиниться. Якщо при повороті в цьому напрямку лапка (17) (фіг. 4) кронштейна (16) натисне на важіль і відключить кінцевий вимикач (15), то електродвигун зупиниться в зв'язку з тим, що розімкнеться ланцюг котушки 2КВ (фіг. 9, 10) . Тому необхідно натиснути на кнопку "Назад", щоб задіяти систему управління котушки 2 КН, включивши електродвигун (10) в зворотному напрямку, визначаючи відповідно до розташування флюгера необхідне для вітродвигуна положення. Поворот в одному напрямку наближається до 360 ^o, після чого кінцевий вимикач (15) за допомогою лапки (17) розмикає ланцюг управління котушки 2КВ або котушки 2кн пускача і відключає електродвигун (10).

Крім того, передбачено неавтоматическое (ручне) управління електродвигуном (28), яке проводиться в разі ремонту датчика тиску або ж в разі перевірки роботи будь-якої деталі заслінки після ремонту. У зв'язку з цим для того, щоб звільнити шлях можливого потоку від заслінок, натискається кнопка "Вперед" кнопкової станції (фіг. 9, 10).

На фіг. 9, 10 багатосекційний перемикач (59) переключено на неавтоматичний режим управління. Ця кнопка з'єднана з системою управління (фазним проводом), що проходить через кнопку "Стоп", а й через замкнуті блокують контакти кнопки "Назад". У момент натискання кнопки "Вперед" електричний струм проходить через клеми даної кнопки, замкнуті контакти багатосекційного перемикача (52), кінцевого вимикача (53), через теплове реле пускача і його котушку 1КВ, де, зустрічаючись з нульовим проводом, створюється магнітне поле, яке притягує сердечник магнітного пускача разом з рухомими силовими контактами 1КВ, при цьому електродвигун (28) включається, обертаючи вал (24) з зубчастими колесами (25). Вал з зубчастими колесами з'єднаний з заслінками ланцюгом (35), захоплює їх, і вони, рухаючись по периметру на колесах (34) по полицях (31), звільняють шлях вітряному потоку. При повному розкритті прорізів кінцевий вимикач (53) за допомогою фланки (54) відключає систему управління електродвигуном (28) і він зупиняється. Закриття прорізів проводиться натисненням кнопки "Назад", при цьому електродвигун (28) обертається в зворотну сторону. При віджиманні цієї кнопки електродвигун зупиняється, припиняючи рух заслінок, тим самим вибирається необхідна швидкість обертання лопатей (3) вітродвигуна. При повному відключенні аварійного освітлення, необхідного для системи управління електродвигунами (10), (28), фіг. 1, обертання в ту чи іншу сторону ветродвігателем навколо осі (6), а й закриття або відкриття прорізів виробляються за допомогою маховичка (30), надягнутого на подовжений вал (29) задньої частини електродвигунів фіг. 11. При насувається штормовий погоді вітродвигуни, якщо їх декілька, мають у своєму розпорядженні в одну лінію і за допомогою кронштейнів (36) і стійок (37) зміцнюють їх за допомогою скоб або інших пристосувань. Якщо використовується тільки один вітродвигун, то кріплення виробляється з однієї й іншої його сторонами до стійок (37) фіг. 12.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Вітряний двигун, що містить вітряне колесо з вигнутими лопатями, укріпленими на горизонтальному валу, розташоване в циліндричному кожусі з шарнірно встановленими керованими щитами, що відрізняється тим, що циліндричні кожухи з поміщеними в них вітроколесами і об'єднані між собою за допомогою полумуфт встановлені на несучу раму з зазором між собою, при цьому до несучої рами прикріплена вертикальна вісь з зубчастим колесом, вільним кінцем входить у втулку з підшипниками і поєднана з опорою.

2. Двигун по п.1, що відрізняється тим, що на опорі розташований електродвигун з редуктором, на валу якого укріплено зубчасте колесо, поєднане за допомогою ланцюга з зубчастим колесом вертикальної осі.

3. Двигун по п.1, що відрізняється тим, що навколо опори розташований жолоб, в якому поміщені силовий кабель і кабель управління.

4. Двигун по п. 1, який відрізняється тим, що до несучої рами прикріплений кронштейн з лапкою, який при її повороті навколо осі в одну сторону на 360 ^o відключить електродвигун за допомогою одного з двох кінцевих вимикачів, укріплених на жолобі.

5. Двигун по п.1, що відрізняється тим, що між лопатями вітроколеса і стінками кожуха розташований горизонтальний вал з зубчастими колесами, укріплений на несучій рамі на підшипниках, при цьому один з виступаючих його кінців з'єднаний з горизонтальним валом іншого кожуха за допомогою полумуфт, а один з кінців об'єднаного вала з'єднаний з електродвигуном і редуктором, причому вал електродвигуна в задній його частині подовжений і має пристосування для обертання його за допомогою маховика.

6. Двигун по п. 1, який відрізняється тим, що до торцевих стінок усередині кожуха прикріплені полиці, на яких розташовані заслінки, що складаються з окремих пластин, прикріплених до несучих рейок, забезпеченим обертовими колесами на осі, при цьому заслінки і вал з зубчастими колесами об'єднані з двох сторін ланцюгом.

7. Двигун по п.1, що відрізняється тим, що система управління забезпечена датчиком тиску з уловлювачем повітряного потоку, кінцевими вимикачами, багатосекційним перемикачем, реверсивними магнітними пускателями і кнопковими станціями.

Версія для друку
Дата публікації 02.04.2007гг

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