Ветродвигатель

(51) 03 7/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ многоугольной призмы, на боковых гранях которой ступенями и по диагонали жестко установлены поперечные пластины с шарнирно закрепленными на них и подпружиненными поворотными лопастями, а внутренняя поверхность боковых граней многоугольной призмы соединена со ступицей ребрами жесткости, с образованием сквозного канала. Технический результат. Повышение коэффициента полезного действия, возможность регулирования частоты вращения при изменении величины ветрового потока. Повышение надежности работы и снижение трудоемкости изготовления.(57) Полезная модель относится к ветроэнергетике,а именно к ветродвигателям с горизонтальным расположением вала. Сущность изобретения заключается в том, что в ветродвигателе, содержащем ветроколесо со ступицей, размещенной на горизонтальном валу,поворотные лопасти шарнирно установлены на стержнях, характеризующееся тем, что обод ветроколеса выполнен в виде правильной 381 Полезная модель относится к ветроэнергетике и может быть использована в ветродвигателях с горизонтальным положением вала. Известен ветродвигатель, содержащий вертикальную мачту, установленную с возможностью вращения на растяжках и радиально-упорных подшипниках в опорном узле, и закрепленные на горизонтальной траверсе мачты крылья ротора,размещенные на вертикальных валах вокруг мачты и снабженные поворотными цапфами, характеризующимися тем, что крылья ротора попарно насажены передними кромками на вертикальные валы, параллельные осям цапф внутренних крыльев ротора, закрепленных на торцах трубчатой траверсы, проходящей через соответствующие отверстия в этих крыльях, а аналогичные цапфы наружных крыльев снабжены кривошипами,установленными в обоймах на концах связующего стержня, проходящего по прямолинейной направляющей внутри трубчатой траверсы с буферными пружинами, которые упираются в обоймы кривошипов наружных крыльев ротора (см. Патент России 2269028 кл 03 Д 3/00 Опубл. 27.01.06 г). Основными недостатками данного изобретения является конструктивная сложность и большая трудоемкость при изготовлении, а также сложность управления при эксплуатации, помимо этого данная конструкция предусматривает работу только при вертикальном расположении вала. Непрерывность работы данного ветродвигателя обеспечивается тем, что левая пара крыльев двигается по направлению ветра, а правая - против ветра и за счет флюгерного эффекта последняя складывается вдоль ветра, уменьшая лобовое сопротивление, тогда как левая пара крыльев увеличивает парусность за счет их развертывания. Описываемая операция выполняется при любой скорости ветра благодаря действию связующего стержня и пружин, которые требуют затраты некоторой части полезной работы энергии ветра,что непременно приводит к понижению КПД агрегата. Известен ветродвигатель, содержащий вал и установленный на нем перпендикулярно оси крестообразный стержневой каркас, на концах которого шарнирно установлены лопасти, характеризующиеся тем, что каждая лопасть выполнена в виде пластины, шарнирно установленной на концах двух крестообразных стержнях каркаса, которые жестко соединены между собой стержнями,параллельными оси вала, образуя единый крестообразный стержневой каркас и упор лопасти в рабочем положении, перпендикулярно упору на крестообразном стержневом каркасе установлены ограничители вращения каждой лопасти, свободной от шарнира, отклонены на угол а в разные стороны,причем дальний от оси вала угол отклонен в сторону упора (см. предварительный патент Республики Казахстан 11119, ветродвигатель класса 7 03 Д 3/00. Опубликованный 15.01.02 года Бюл. 1). Однако это устройство не позволяет получить максимальный коэффициент использования энергии ветра, так как из 4 лопастей только одна совершает полезную 2 работу, остальные три бездействуют, не внося ни положительного, ни отрицательного вклада во вращение колеса. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является ветродвигатель,содержащий ветроколесо со ступицей, размещенное на валу, на котором установлена с возможностью перемещения относительно последнего подпружиненная муфта с тангенциальными пазами,кинематически связанная с поворотными лопастями,имеющими хвостовики, при этом ветродвигатель снабжен направляющими стержнями, установленными на ступице, и размещенными в пазах муфты, а кинематическая связь выполнена в виде шарниров, каждый из которых размещен на муфте и соединен с лопастью на хвостовике ее хвостовой части (см. А.с. СССР 1490316, класс МПК 03 Д 7/04. Опубликованный 30.06.89 г. Бюл.24). Недостатком данного устройства является сложность конструкции и трудоемкость в изготовлении,а также то, что оно не позволяет получить максимальный КПД энергии ветра, так как во флюгерном положении ветроколесо останавливается. Технические возможности данного агрегата ограничены, ибо он может быть использован лишь в ветродвигателях небольшой мощности. Задачей полезной модели является устранение вышеуказанных недостатков, а также создание такого устройства, которое обеспечило бы получение следующего технического результата. Повышение коэффициента полезного действия,возможность автоматического регулирования, скорости вращения ветроколеса, при изменении величины ветрового потока. Повышение надежности работы и снижение трудоемкости изготовления. Сущность полезной модели заключается в том,что предлагается выполнить обод ветроколеса в виде правильной многоугольной призмы с различным числом граней (от 3 и выше, но может быть и двухлопастным) и закрепить на них ступенями и по диагонали поперечные пластины с шарнирно закрепленными на них поворотными лопастями, а внутреннюю поверхность обода боковых граней многоугольной призмы соединить со ступицей ребрами жесткости с образованием сквозных каналов для прохождения воздушного потока и воздействия его на ветроулавливающее устройство (флюгер). Сущность полезной модели поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 изображен ветродвигатель, общий вид (в качестве примера показан 4 шестиугольный обод) фиг. 2 - показан вид сверху по стрелке Л на фиг. 3 -показан элемент шарнирного соединения. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал 1,на котором закреплена ступица 2, связанная ребрами жесткости 3 с внутренними гранями многоугольного обода 4, с образованием сквозных каналов 5. На наружных гранях многоугольного обода 4 жестко закреплены поперечные пластины 6 и крайние пластины 7 и 8 (выполнены в виде угольника). 381 На поперечных пластинах 6 и крайней пластине 7 посредством шарниров 9 с головкой закреплены поворотные лопасти 10, подпружиненные пружинами 11. На поперечных пластинах 6 и крайней пластине 8, выполнены упоры 12. Работа ветродвигателя осуществляется следующим образом. При возникновении воздушного потока и воздействии его на ветронаправляющее устройство(флюгер) и разворота поворотной головки (флюгер и поворотная головка на чертеже не показаны) ветродвигатель занимает определенное положение. Воздушный поток, проходя через сквозные каналы 5, обеспечивает необходимое положение ветродвигателя. Воздушный поток, воздействуя на крайние пластины 7, 8 и лопасти 10, разрежает за ними воздух и сгущает его перед ними и за счет создавшейся разности давления, обеспечивает вращение ветродвигателя и горизонтального вала 1 через ступицу 2 и ребро жесткости 3. При увеличении ветрового потока поворотные лопасти 10, преодолевая сопротивление пружины 11, поворачиваются вокруг шарниров 9 и обеспечивают прохождение воздушного потока между пластинами 6, 7, 8, тем самым снижается крутящий момент ветродвигателя и регулируется частота вращения. Упоры 12 обеспечивают фиксацию поворотных лопастей. Опытный образец предлагаемого ветродвигателя был изготовлен и испытан (фото прилагается). ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ Ветродвигатель, содержащий ветроколесо со ступицей, размешенной на валу, поворотные лопасти шарнирно установлены на направляющих стержнях,отличающийся тем,что обод ветроколеса выполнен в виде правильной многоугольной призмы, на боковых гранях которой ступенями жестко установлены поперечные пластины, с закрепленными на них посредством шарниров поворотными лопастями подпружиненных относительно поперечных пластин, при этом концевые (крайние) пластины выполнены в виде угольника, внутренняя поверхность боковых граней многоугольной призмы соединена со ступицей посредством ребер жесткости, с образованием сквозного канала, для прохождения воздушного потока. 2. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем,что поперечные пластины снабжены упором.