Вітроколесо вітрогенератора

Вітроколесо вітрогенератора, що складене з головного вала, жорстко приєднаних до нього чотирьох однакового перерізу обертових трубчастих 3 ми жорсткості, циліндричних кілець зі спіральними пружинами і елементами кріплення до них, обертові трубчасті вали жорстко приєднані своєю основою до головного валу з можливістю вільного прогинання верхівок, секції лопатей виконані трапецієвидної форми з безперервним зменшенням ширини секцій від основи до верхівки лопатей, при цьому крутка профілю секцій лопатей визначена розрахунком, а зовнішній діаметр обертових трубчастих валів прийнятий ступінчасте зменшуваним від основи до верхівки лопатей. Між суттєвими ознаками і задачею корисної моделі існує наступний причинно-наслідковий зв’язок. На відміну від прототипу, у якому за оптимальні кути атаки секцій лопатей на обох їх кінцях прийняті відповідно 20 і 10 , у замовленій корисній моделі ці кути становлять після уточнення розрахунком в межах 18 -20 і 1 -3 , що забезпечує суттєве підвищення ккд установки. На відміну від прототипу, у якому секції лопатей у плані мають прямокутну форму і за розміром не відрізняються один від одного, у замовленій корисній моделі вони зменшуються за розміром з ширини від основи до верхівки і виконані у формі трапецій, що забезпечує зниження гальмуючих сил пропорційно збільшенню кільцевої швидкості вітроколеса, а тому дозволяє підвищити ккд установки. На відміну від прототипу, у якому кут атаки секцій лопатей здійснений ступінчасте в межах кожної секції, у замовленій корисній моделі він виконаний безперервно змінюваним, тобто прямолінійним, чим досягається підвищення ккд установки. На відміну від прототипу, у якому застосований однаковий зовнішній діаметр трубчастих обертових валів по всій довжині, а їх рівноміцність досягнена за рахунок зміни товщини їх стінок, у замовленій корисній моделі застосований перемінний, зменшуваний від основи до верхівки зовнішній діаметр трубчастих обертових валів при однаковій товщині стінок, а це вирівнює силову напругу у них і крім того забезпечує економію металу. На відміну від прототипу, у якому до кожної секції лопатей застосовані однакові за розміром і іншими параметрами циліндричні кільця і спіральні пружини без узгодження їх з параметрами обертових валів і, зокрема, його діаметром, у замовленій корисній моделі ці параметри узгоджені, що поліпшує роботоспроможність вітроколеса і підвищує його ккд. На відміну від прототипу, у якому застосована двохпролітна нерозрізна схема конструкції трубчастих обертових валів до лопатей, у замовленій корисній моделі застосована консольна розрахункова схема, в якій за рахунок застосування перемінного зовнішнього діаметру обертових валів дещо зменшені згинаючі моменти, тобто досягнена економія матеріалу і трудовитрат. На відміну від прототипу, у якому до головного валу приєднаний трубчастий стрижень, на який 17283 4 обперті зв’язки з натягувальними пристроями, у замовленій корисній моделі ці деталі відсутні, а це дещо зменшує опір вітропотоку, а тому сприяє підвищенню ккд установки. Таким чином, застосовані суттєві конструктивні удосконалення вітроколеса і його окремих деталей забезпечують поліпшення їх аеродинамічних і технічних характеристик і внаслідок підвищиться коефіцієнт корисної дії вітроколеса. Зазначені суттєві ознаки і особливості конструкції окремих елементів вітроколеса вітроагрегату пояснюються наведеними кресленнями, на яких зображено: На Фіг.1 - вид вітрогенератору в плані; На Фіг.2 - вид вітрогенератору збоку; На Фіг.3 - вузол А; На Фіг.4 - переріз 3-3; На Фіг.5 - вузол В; На Фіг.6 - епюра навантаження «q» і згинаючого моменту „м”, що діє на секції лопатей від вітру. Замовлена корисна модель складена з наступних матеріальних об’єктів: вітрогенератора 1, головного валу 2, обертового пристрою 3, чотирьох трубчастих обертових валів 4, циліндричних кілець 5, стопорних гвинтів 6 до циліндричних кілець 5, спіральних пружин 7, відігнутих кінців 8 у спіральних пружинах 7, стопорних гвинтів 9 до відігнутих кінців 8, прямолінійних відрізків дроту 10 у пружинах 7, секцій лопатей 11, ребер жорсткості 12 з елементами їх кріплення 13. Конструювання і монтаж вітроколеса вітрогенератора здійснений наступним чином: Вітрогенератор 1, що вміщує головний вал 2 монтують на обертовому пристрої 3, встановленому на вежі. До головного валу 2 жорстко прикріплені чотири трубчасті обертові вали 4 змінного перерізу, складені з окремих частин труб і з’єднаних за допомогою зварних швів. Зварювання труб здійснене за допомогою стикового зварного шву, або в нахліст, якщо цьому сприяє діючий сортамент. Місце розміщення стиків узгоджують з даними згинаючого моменту і моменту опору. Розміщення ребер жорсткості 12 на секціях лопатей 11 здійснене зростаючим від верхівки лопатей до основи, зважаючи на зростаючий тиск вітру пропорційно збільшенню площі лопатей. Циліндричні кільця 5 вільно насаджують на трубчасті вали 4 і закріплюють на них за допомогою стопорних гвинтів 6; спіральні пружини 7 виготовляють з відігнутими кінцями 8, які запасовують у отвори, утворені у циліндричних кільцях 5 і жорстко закріплюють гвинтами кріплення 9. Кожне ребро жорсткості 12 жорстко закріплюють двома, або трьома елементами кріплення 13 в залежності від ширини секцій лопатей. Реалізація корисної моделі в будівництві забезпечить досягнення наступних показників: Коефіцієнт корисної дії вітроагрегату підвищиться на 6-8%. Продуктивність праці з його монтажу підвищиться на 8-9%. Економія металу становитиме біля 6%. 5 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 17283 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601