Роторний ярусний вітродвигун з вітрилами бражника

1. Роторний ярусний вітродвигун з вітрилами, які зв'язані з валом через нижні та верхні кущі рей, який відрізняється тим, що нижні кущі рей приєднані до вала ротора, виконаного з можливістю. обертатись між нижньою та верхньою опорами, що утримуються розтяжками або упорами, а верхні кущі рей приєднані до кареток чи повзунів з можливістю пересування вздовж вала тросовоблоковою системою з лебідкою без можливості повороту відносно вала, причому верхні рухливі кущі на каретках чи повзунах підвішені на вітрилах до верхньої вільної каретки (повзуна) через верхні блоки. 2. Роторний ярусний вітродвигун з вітрилами за п. 1, який відрізняється тим, що вал вітродвигуна виконано консольним з розміщенням верхньої опори під нижніми кущами радіальних рей. 37608 відхиляються вітром від сітки і пропускають повітряний потік, як пластинчатий ротор. Така конструкція вітрил дає можливість використати систему багатоярусних роторів, враховуючи, що із збільшенням висоти ротора збільшуються швидкості повітряних потоків. Запропоновані конструкції ротора і вітрил націлені на створення роторів з дуже великою площею вітрил для потужних промислових вітростанцій. У І-го аналога еластичне крило із тканого або плівкового матеріалу: вітер відхиляє одночасно всю площу крила від вертикального вала, а після повороту ротора вся площа вітрила провисає, пропускаючи вітер. Причому для цього використовуються один або два вантажі, закріплені на кінцях крил. Ці два фактори є і недоліками конструкції аналога, оскільки при обертанні будуть приводити до сплутування полотнищ і вантажів, та зупинки ротора. Тобто система аналога є ненадійною. У рішенні за винаходом вся площа "Вітрил" ротора також є еластичною: і сітка, і прикріплені з однієї сторони окремі еластичні легкі клапани. В одному напрямку вітер відхиляє кожен окремий клапан від сітки, і проходить через сітку безперешкодно. З протилежному напрямку всі окремі клапани вітром притуляються до сітки, утворюючи єдину площу, яка затримує вітер, тобто конструкція стає вітрилом. Крім цього, висота ротора аналога у всіх випадках є незмінною, а враховуючи, що вітер - фактор змінний - від штилю до урагану, - конструкція аналога не пристосована до відповідного регулювання площ ротора. Конструкція за винаходом спеціально сконструйована для регулювання площ вітрил залежно від сили зітру зменшенням або збільшенням ярусів, аж до повного демонтажу вітрил. Таким чином, конструкція за винаходом забезпечу надійне і безвідмовне обертання ротора в широкому діапазоні вітрів. А при штормовому попередженні дозволяє повністю вивести його з-під удару стихії. В цьому суть і задача запропонованого технічного рішення. Вітродвигун складається з пустотного вала, нижнього і верхнього оголовка, утримуваного тяжами, нижнього куща радіально прикріплених до валу рей та одного або декількох пересувних вздовж вала кущів радіальних рей з прикріпленими вітрилами. Кущі радіальних рей на пересувних каретках чи повзунах утримуються двома тросами, перекинутими через два блоки, які приєднані до валу ротора з протилежних сторін під верхнім оголовком. Всередині вала обидва кінці тросів з'єднані з верхнім кінцем центрального троса, нижній кінець якого через блок закріплений на валу лебідки, приєднаної до низу вала ротора. Обидва троси по висоті приєднуються до кожної каретки чи повзуна з двох сторін на відстанях, рівних висоті ярусів. Це забезпечить підйом і опускання кожного ярусу посекційно, утримуючи верхні вітрила в робочому натягу, бо кожний нижчий ярус з двох сторін підвішений на тросах до верхнього. Довжина обох тросів розраховується такою, щоб після підйому всіх ярусів в робоче положення, верхня каретка чи повзун не доходив до верхніх блоків, а після опускання всіх ярусів, - він опустивсь у нижнє крайнє положення. Верхній ярус ротора виконується трикутним через розтяжки двигуна. Верхні кути вітрил верхнього ярусу кріпляться до верхньої каретки чи повзуна, а низ вітрил - до радіальних рей. Підйом і опускання вітрильної системи виконується при загальмованому механізмі обертання ротора лебідкою із прямим та зворотним ходом. Така система дозволить збільшувати або зменшувати кількість ярусів внизу щоб регулювати обертальний момент двигуна, або зовсім знімати вітрила на ремонт чи перед штормом, що збільшує надійність і практичність такої системи. Передача обертального моменту від вала ротора може бути виконана будь-яким відомим способом: зубчатою, ланцюговою чи ремінною передачею; нижній оголовок може бути мультиплікатором або ротором електрогенератора. Конструкція вітрил складається із робочої сітки з малими вічками і легкими стрічками, приєднаної до каркасної сітки з великими вічками, яка сумарний напор з усієї площі вітрила передає на горизонтальні реї ротора. Тому каркасна сітка виконується з міцного матеріалу, наприклад, із спального троса, робоча сітка - наприклад, із штучного волокна, а еластичні стрічки, - наприклад, із тканого або плівкового матеріалу. В другому варіанті вітрило складається із робочої сітки з горизонтальними та вертикальними лініями плетива, яка має по всій площі безліч легких еластичних стрічок, приєднаних горизонтальними рядами за один свій край до плетива сітки так, що в робочому положенні ротора стрічки притуляються вітром до сітки не провалюючись, і вільно відхиляються від неї зворотним потоком після повороту ротора; та вертикальні канатні або тросові струни чи тяжі з кінцевими петлями, приєднані до сітки з протилежної від стрічок сторони. Вертикальні струни призначаються для сприйняття зусиль від площі вітрила і передачі на peї та натягування вітрил. Для надійності вітрила кріпляться до рей петлями за гаки з відомими пристроями, які запобігають самовідчеплюванню вітрил в роботі на висоті. Суть технічних рішень пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 показано схематичний розріз вітродвигуна; на фіг. 2 показано деталь верхнього оголовка вітродвигуна у збільшеному масштабі; на фіг. 3 показано деталь нижнього оголовка у збільшеному масштабі; на фіг. 4 показано конструкцію вітрила з каркасною сіткою; на фіг. 5 показано конструкцію вітрила з тросовими струнами; на фіг. 6, 7 показано варіанти трикутної форми перерізу вала ротора; на фіг. 8, 9 показано варіанти чотирикутної форми перерізу вала ротора. На нижній опорі 1, верхній опорі 2 з розтяжками 3 до вертикального вал 4 приєднано нерухомо кущ рей 5. По валу 4 можуть пересуватись без можливості повороту каретки або повзуни 6, до яких приєднані радіальні кущі рей 7, на які навішені вітрила 8. До верхньої каретки чи повзуна 9 приєднані вітрила 10 своїми верхніми кутами 11. 2 37608 Вся система пересувних кареток чи повзунів 6 та 9 з реями 7, вітрилами 8 та 10 з'єднана двома (трьома) тросами 12 через блоки 13 з центральним тросом 14 у вузлі 18 всередині вала 4. Центральний трос 14 через блок 15 з'єднаний з валом 16 лебідки 17. Реї 5 та 7 кожного ярусу з'єднуються між собою тросами 19 для рівномірного розподілу обертального моменту між реями. У першому варіанті робочий орган – вітрило 8 складається із каркасної сітки 20 з петлями або кільцями 21, яка приєднана до робочої сітки 22 з еластичними стрічками 23, прикріпленими зa верхні краї горизонтальними рядами по всій площі сітки 22, які в робочому положенні притуляються вітром до сітки 22, а в протилежному відхиляються, пропускаючи повітряний потік. Фіг. 1 В другому варіанті вітрило 8 складається із сітки 24 з горизонтальними лініями плетива 25 і вертикальними лініями 26 та приєднаними горизонтальними рядами за верхній край еластичними стрічками 27 по всій площі сітки 24. З другої сторони до сітки 24 приєднано вертикальні канатні або тросові струни 28 з кінцевими петлями 29 для кріплення до рей 5 та 7. Трикутне вітрило 10 верхнього ярусу складається з каркасної сітки 30, з петлями або кільцями 31, приєднаної до робочої сітки 32, яка по всій площі має прикріплені горизонтальними рядами за верхні краї еластичні стрічки 33, які затримують вітер в робочому напрямку і пропускають в протилежному. Фіг. 2 Фіг. 4 Фіг. 3 Фіг. 5 Фіг. 6 Фіг. 7 3 37608 Фіг. 8 Фіг. 9 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4