Вітродвигун з еластичними лопатями

Реферат: Вітродвигун з еластичними лопатями містить розташований в зоні дії потоку пристрій, на якому на центральному вертикальному валу закріплено кронштейни з установленими в них та рознесеними по вертикалі горизонтальними лонжеронами, на яких встановлені щонайменше дві коливальні лопаті, які виконані з м'якого еластичного матеріалу, і які мають форму багатокутної просторової фігури з числом кутів щонайменше три, та закріплені щонайменше в двох місцях по вертикалі і/або горизонталі. У формі лопаті її боковими частинами утворені канали наддуву повітря, які призначені для зменшення часу розкриття лопаті і повнішого використання енергії потоку, а самі лопаті, залежно від дії потоку на них змінюють свою форму при русі. Так при русі лопатей назустріч потокові, лопаті складаються і мають найменший переріз відносно напрямку потоку, при русі лопатей за потоком, набігаючий потік змушує лопаті повністю розкритись, і вони мають найбільший переріз. Лопаті передають рухомий момент через лонжерони на кронштейни і через них на вал, з якого обертовий момент може передаватись іншим пристроям, механізмам. UA 100003 U (12) UA 100003 U UA 100003 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області вітроенергетики і може бути використана для перетворення енергії потоку робочого тіла (вітру, рідни, газів) в механічну енергію з можливістю перетворення її в інші види енергії, а також для приводу різного роду пристроїв і виконавчих механізмів. Аналогів використання лопатей, виготовлених з м'якого матеріалу, які можуть змінювати свою форму під дією напрямку потоку на вертикальних вітродвигунах, не знайдено. В основу корисної моделі поставлена задача створення пристрою з вертикальною віссю обертання та лопатями, виконаними із м'якого, еластичного матеріалу, які під дією потоку можуть, змінювати свою форму і трансформуматись із багатокутної площинної фігури в об'ємну і в зворотному напрямі, тобто із об'ємної в площинну, змінюючи при цьому площу поперечного перерізу і об'єму в декілька разів, при цьому для повнішого використання енергії потоку в форму лопатей введено канали наддуву, які утворюються боковими частинами лопаті і які призначенні для зменшення часу розкриття лопаті і використання даного пристрою для перетворення енергії повітряного потоку в електричну або механічну енергію з підвищеним ККД перетворення, а також забезпечення перетворення енергії потоків з різними швидкостями потоку. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій, який містить вертикальний вал 1, що має вертикальну вісь обертання, на якому закріплено кронштейни 2, з установленими в них горизонтальними лонжеронами 3, на яких встановлені еластичні лопаті 4, виготовлені з матеріалу з високим питомим опором на розтяг, розрив, і які мають форму багатокутної просторової фігури з числом кутів щонайменше три, та закріплені щонайменше вдвох місцях по вертикалі і/або горизонталі і які можуть змінювати свою форму під дією потоку, при цьому зміна форми лопаті досягається за рахунок напрямку дії потоку, а величина розкриття лопатей досягається за рахунок їх кінцевої форми, яка розраховується залежно від швидкості потоку і навантаження на вітродвигун, при цьому в форму лопатей введено канали наддуву А фіг. 2, які утворюються боковими частинами лопаті і які призначені для зменшення часу розкриття лопаті, а отже збільшення проміжку руху з повністю розкритими лопатями, що призводить до повнішого використання енергії потоку, при цьому лопаті закріплено на вертикальному валу 5, який закріплений на бокових лонжеронах 6, через які обертове зусилля передається на вал 1, який встановлений в опорі 8 за допомогою підшипникових вузлів. З центрального вала 1, механічна енергія може бути відібрана безпосередньо або за допомогою мультиплікатора, як приклад показано блок 7, що містить мультиплікатор та генератор, що дозволяє підвищити частоту обертання генератора та зменшити його вартість. Механічна енергія обертання центрального вала може бути відібрана для приводу різного роду пристроїв, механізмів або для перетворення в інші види енергії. Суть корисної моделі пояснює креслення. Пристрій працює таким чином. Потік, рухаючись в будь-якому напрямку відносно робочого колеса вітродвигуна, діє на лопаті, виконані з еластичного м'якого матеріалу розрахунково заданої форми, яка під дією потоку може трансформуватись із багатокутної площинної фігури в об'ємну і при дії зустрічного потоку лопать складається, маючи найменший переріз відносно напрямку потоку і найменший аеродинамічний опір, утворюючи при цьому боковими частинами лопаті канали А фіг. 1. фіг. 2, які призначені для утворення каналу наддуву, що призводить до зменшення часу розкриття лопаті при русі за потоком, при цьому збільшується відрізок шляху руху з повністю розкритими лопатями, а отже повніше використання енергії потоку. При повороті робочого колеса більш як на 180° лопаті попадають під дію зустрічного потоку, який, діючи на площини лопатей, закриває їх, зменшуючи робочу площину лопатей в декілька разів, при цьому складена лопать в частинах третьої та четвертої четвертей кола рухається під кутом до напрямку потоку, що дозволяє одержати збільшення обертового зусилля. Для обмеження навантаження на лопаті і вітродвигун застосовано автоматичне зменшення форми лопатей при перевищенні розрахункової швидкості потоку. Якщо в описаному пристрої замість генератора встановити будь-який виконавчий механізм або пристрій, наприклад насос, то енергія вітру може бути перетворена в механічну енергію. У прикладі конкретного виконання описано пристрій для перетворення енергії вітру в електричну енергію. Даний пристрій без зміни сукупності ознак, зазначених у формулі корисної моделі, можливо використовувати для перетворення енергії потоків рідин, газів, сипучих матеріалів як в електричну, так і в механічну енергію. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Вітродвигун з еластичними лопатями, що містить розташований в зоні дії потоку пристрій, на якому на центральному вертикальному валу закріплено кронштейни з установленими в них та 1 UA 100003 U 5 10 рознесеними по вертикалі горизонтальними лонжеронами, на яких встановлені щонайменше дві коливальні лопаті, які виконані з м'якого еластичного матеріалу, і які мають форму багатокутної просторової фігури з числом кутів щонайменше три, та закріплені щонайменше в двох місцях по вертикалі і/або горизонталі, при цьому в формі лопаті її боковими частинами утворені канали наддуву повітря, які призначені для зменшення часу розкриття лопаті і повнішого використання енергії потоку, а самі лопаті, залежно від дії потоку на них, змінюють свою форму при русі, так при русі лопатей назустріч потокові, лопаті складаються і мають найменший переріз відносно напрямку потоку, при русі лопатей за потоком, набігаючий потік змушує лопаті повністю розкритись, і вони мають найбільший переріз, при цьому лопаті передають рухомий момент через лонжерони на кронштейни і через них на вал, з якого обертовий момент може передаватись іншим пристроям, механізмам. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2