Вітроколесо з регулятором

1. Ветроколесо с регулятором, содержащее балансиры, закрепленные на поворотных лопастях, махи которых снабжены коническими зубчатыми шестернями, входящими в зацепление с центральным зубчатым колесом, установленным на 28175 регулировки, и такая их компоновка позволяет использовать в ветроколесо различное число лопастей: от одного до шести. Суть изобретения поясняется чертежами, где изображены: на фиг. 1 - схема ветроколеса с регуляторам; на фиг. 2 - вид А ветроколеса на фиг. 1. Ветроколесо с регулятором содержит ступицу 1 в которой с возможностью поворота установлены лопасти 2 с балансирами 3. На махах лопастей 2 (фиг. 1) жестко установлены зубчатые конические шестерни 4, входящие в зацепление с центральным зубчатым колесам 5, которое установлено в полости ступицы 1 на оси 6. Открытый торец ступицы 1 закрыт съемной крышкой 7 (фиг. 2). С центральным зубчатым колесом 5 жестко связаны три радиальные пластины 8, 9, 10 различной жесткости, которые могут входить в контакт с соответствующими тремя упорами 11, 12, 13, расположенными в полости ступицы 1 (фиг. 1). Радиальная пластина 8 выполнена в виде жесткого бруска, а радиальные пластины 9, 10 - в виде пластинчатых пружин из стали (65 Г ГОСТ 105074. Все пластины 8, 9, 10 связаны с центральным зубчатым колесом 5 (фиг. 1) через прокладки винтовыми соединениями, так, что изменяя число прокладок, можно регулировать зазоры и предварительные натяги пластинчатых пружин 9, 10 и пластины 8 относительно упоров 11, 12, 13. Самая мягкая пластинчатая пружина 9, установленная относительно упора 12 с расчетным предварительным натягом, является пусковой, а более жесткая пластинчатая пружина 10, (или пакет тонких пластинчатых пружин), установленная относительно упора 13 с расчетным зазорам, является рабочей. Пластина же 8 является ограничителем поворота лопастей 2. Работает ветроколесо с регулятором следующим образом. При ветре достаточной силы ветроколесо ориентируется на ветер (направление которого показано стрелой на фиг. 2) за сче т собственной парусности или хвостом-флюгером и т.п. Пуск. В пусковом положении ограничитель 8 прижат к упору 11 предварительно реформированной мягкой пусковой пружиной 9, которая упирается в упор 12, а между рабочей пружиной 10 и ее упором 13 выставлен расчетный зазор. Этому положению соответствует большое значение пускового угла установки лопасти 2 - q (фиг. 2), что обеспечивает возникновение на лопастях 2 повышенного пускового аэродинамического момента, разгоняющего ветроколесо. Работа. В процессе разгона ветроколеса на балансиры 3 действуют составляющие F (фиг. 2) от центробежной силы, которые стремятся повернуть балансиры 3 (а вместе с ними и лопасти 2) в плоскость вращения ветроколеса. Во время этого поворота шестерни 4 передают вращение по часовой стрелке центральному зубчатому колесу 5, вместе с которым относительно упоров 11, 12, 13 поворачиваются и пластины 8, 9, 10. Угол установки лопасти q при этом уменьшается с 20°...30° до номинальной величины 0°...3°, что соответствуе т номинальному режиму работы ветроколеса с оптимальной быстроходностью и максимальным значением коэффициента использования энергии ветра. Жесткий ограничитель 8 при этой отходит от упора 11, а мягкая пусковая пружина 9 продолжает деформироваться, в то время как рабочая пружина 10 начинает входить в контакт со своим упором 13. Регулирование скорости вращения. При превышении скорости ветра выше расчетного или при аварийном отключении нагрузки, скорость вращения w ветроколеса начинает превышать расчетную. При этом возрастает величина Г составляющи х от центробежной силы, действующей на балансиры 3, и таким образом возрастает поворотный момент на лопастях 2, под действием которого они продолжают поворачиваться по часовой стрелке до тех пор, пока величина утла установки лопасти q не примет отрицательного значения (q=-3°...-5°). Это состояние соответствует антифлюгерному положению лопасти 2 при котором происходит срыв потока на ее задней кромке, падение крутящего аэродинамического момента ветроколеса, и, как следствие, - притормаживание ветроколеса до номинальной скорости вращения. При этом деформируются обе пластинчатые пружины 9, 10, а зазор между упором 11 и ограничителем 8 - максимален. При дальнейшем снижении скорости ветра, уменьшается крутящий аэродинамический момент ветроколеса, снижается скорость вращения ветроколеса, уменьшаются силы F на балансирах 3 и поворотный момент каждой лопасти 2, вследствие чего пружины 9, 10 отжимают лопасть 2 в исходное положение, увеличивая угол установки лопасти q до пускового значения. Предлагаемую конструкцию ветроколеса с регулятором рационально использовать в быстроходных ветродвигателя х мощностью от 1 до 20 кВт с диаметрами ветроколеса от 4 до 16 м. 2 28175 Фиг. 1 Фиг. 2 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3