Вітродвигун

Вітродвигун, що включає вертикальний вал і закріплені на ньому несучі елементи з поворотними робочими лопатями, розташованими рівномірно по колу, який відрізняється тим, що на вертикальному валу встановлено на опорних підшипниках трубчатий вал із закріпленим на ньому зубчатим колесом і з жорстко закріпленими, щонайменше двома горизонтально і паралельно один одному розташованими плитами, на кожній із яких жорстко встановлені дві пари втулок, в кожній з яких зафіксовані несучі елементи, що виконані у вигляді П-подібної рамки, на верхній частині якої розташовано лапи з втулками, в яких на пальцях з можливістю повороту на 90° шарнірно закріплені робочі лопаті, коротка сторона кожної П-подібної рамки забезпечена стояками з Г-подібними лапами і роликами, контактуючими з встановленою жорстко на стояках кільцевою біговою доріжкою, на верхній стороні робочої лопаті закріплена противага із шнуром, перекинутим через блок, а на другому КІНЦІ шнура розміщено вантаж О Винахід відноситься до нетрадиційних джерел та методів одержання електроенергії, а саме до вітроенергетичних пристроїв, які використовують для уловлювання вітру і перетворення його енергії в електричну, яку можливо застосовувати наприклад у сільському господарстві Для сучасних вітроенергетичних пристроїв характерне їх широке використання для автономних споживачів, що віддалені від електромережі, постачання пального до котрих та обслуговування пов'язане з великими витратами ВІДОМІ різні пристрої для одержання електроенергії при використанні вітрової енергії /а с СРСР №1800096 АІ, F03D3/02, приор 06 04 90 Вітродвигун, а с СРСР №1721285, F03D3/04, приор 20 06 89 Вітродвигун, а с СРСР №1687846, F03D3/06, приор 14 09 89 Вітроенергетична установка, а с СРСР №1671952, F03D3/00, приор 28 08 89 Вітросилова установка та інш /, які включають вертикальний вал з закріпленими на ньому несучими елементами, на яких закріплені поворотні робочі лопаті, що розташовані рівномірне по колу з можливістю повороту Найбільше близьким по суттєвим ознакам пристрій по авторському свідоцтву СРСР №1671962, F03D3/00/прототип/ В основу винаходу покладена задача створення вітродвигуна, до складу якого входить вертикальний вал і закріплені на ньому несучі елементи з поворотними робочими лопатями, що розташовані рівномірно по колу, за рахунок цього досягнуто підвищення потужності, надійності та спрощення конструкції, внаслідок чого значно знижується металомісткість, енергоємність та собівартість усієї конструкції вітродвигуна Поставлена задача вирішується тим, що у вітродвигуні, який включає вертикальний вал и закріплені на ньому несучі елементі з поворотними робочими лопатями, розташованими рівномірно по колу, на вертикальному валу встановлено на опорних підшипниках трубчастий вал із закріпленим на ньому зубчастим колесом і з жорстко закріпленими що наименьше двома горизонтально і паралельно один одному розташованими плитами, на кожній із яких жорстко встановлені дві пари втулок, в кожній з яких зафіксовані несучі елементи, що виконані у вигляді П-образної рамки, на верхній частині якої розташовано лапи з втулками, в яких на пальцях з можливістю поворота на 90 л шарнірне закріплені робочі лопаті, коротка сторона кожної П-образ-ної рамки забезпечена стойками з Гобразними лапами і роликами, контактуючими з 00 со о (О 60389 встановленою жорстко на стойках кільцевою біговою доріжкою, на верхній стороні робочої лопаті закріплена противага з шнуром, перекинутим через блок, а на другому КІНЦІ шнуру розміщено вантаж Таким чином, наявність ВІДМІННИХ ознак об'єкту винаходу у сукупності ознак і сама сукупність суттєвих ознак знаходяться у причинно-послідовному зв'язку з досягнутим технічним результатом, а саме, за рахунок виконання несучих елементів у вигляді П-образної рамки, забезпеченої лапами з втулками, в яких на пальцях з можливістю поворота на 90° шарнірно закріплені робочі лопаті, коротка сторона кожної П-образної рамки забезпечена стойками з Г-образними лапами і роликами, контактуючими з кільцевою біговою доріжкою, досягається надійність та збільшується потужність вітродвигуна, спрощується конструкція у порівнянні з відомими конструкціями вітродвигунів Вітродвигун для використання енергії вітру зображено на кресленнях, де на фіг 1 показана загальна схема, вигляд збоку, на фіг 2 - вигляд пристрій зверху, на фіг 3 - вигляд А на фіг 4, на фіг 4 вигляд Б на фіг 3, на фіг 5 показано П-образний елемент Вітродвигун включає вертикальний вал 1, жорстко встановлений на лапах 2, на якому на опорних підшипниках /на кресленні не показані/ встановлено трубчастий вал 3 з зубчастим колесом 4 і з жорстко закріпленими двома горизонтально і паралельно один одного розташованими плитами 5, на кожній з плит 5 жорстко встановлені дві пари втулок 6, які призначені для кріплення П-образних рамок 7, виконуючих роль несучих елементів, на кожній стороні біля втулки 6 і на КІНЦІ сторони закріплено дві лапи 8 з втулками 9, в яких шарнірно на пальцях закріплена робоча лопать 10 Пальці її закріплені на робочій лопаті 10 на відстані 2/3 частини від и нижнього з двох сторін на лапах 12 /фіг 1,3/ 3 другої сторони лопаті 10 на відстані від верхнього краю 1/3 частини закріплена на середині поверхні на лапах 13 противага 14 Лапа 12 закріплена за допомогою болтів 15 Стійки 16 з двома роликами 17 і Г-образними лапами 18 жорстко змонтовані на короткій стороні П-образної рамки 7 /фіг 1,4/ Для рівномірного розподілу навантаження з лопатей 10 та П-образних елементів 7 передбачена кільцева бігова доріжка 19, яка встановлена жорстко на стійках 2 0 / ф і г 4/ Бігова доріжка 19, по якій котяться ролики 17 з Г-образними лапами 18 саме дозволяє збільшити потужність вітродвигуна у кілька разів Для пом'якшення удару лопаті 10 по Побразній рамці 7 передбачено гумові подушки 2 1 , встановлені на П-образних рамках 7 на верхній і нижній сторонах/фіг 1/ Противаги 14 на кінцях мають отвори 22 для кріплення шнурів 23 гайками 24, на яких розміщено вантажі 25 /фіг З/ Шнури 23 проходять через шківи 26, які обертаються на осях, закріплених на кінцях стержнів 27, приварених до П-образиих рамок 7 /фіг З/ Жорсткість усієї системи забезпечують за до помогою прутків 28, яки жорстко кріплять на коротких сторонах П-образних рамок 7 по всьому периметру вітродвигуна, таким чином забезпечується жорсткість по вертикалі та горизонталі, а вертикальний вал 1 закріпляють до лап 2 за допомогою косинок 29 Вітродвигун працює таким чином При складанні усіх вузлів та деталей вітродвигуна робочі лопаті 10 за допомогою шнурів 23 та вантажів 25, зв'язаних з противагами 14, знаходяться в неробочому становищі, при цьому усі лопаті 10 знаходяться в горизонтальном положенні і сила вітру не діє на них Після знімання вантажів 25, лопаті 10 з противагами 14 займають положення під кутом 20-25° відносно П-образних рамок 7 Під ДІЄЮ СИЛИ вітру, вітродвигун мимовільно без наявності флюгера приймає таке положення, коли одна робоча лопать 10 з усіма своїми елементами стає своєю поверхнею перпендикулярно проти вітру, а друга лопать 10 - паралельно вітровому потоку /фіг 1,2/, при цьому бокові лопаті 10 знаходяться в опущеному положенні і їх ребра направлені проти потоку вітру Таким чином, на одну лопать 10 діє максимальна сила вітру, а на другу проти неї - мінімальна У зв'язку з цим на валу 3 виникає максимальний крутний момент, який залежить від площі поверхні лопаті 10, сили вітру/швидкості/1 від плеча розміщення лопаті 10 відносно вала З Наявність кругової бігової доріжки 19 дозволяє подовжити лопаті 10 з несучими елементами - Побразнйми рамками 7, наприклад через кожні 5-6м від вала 3 можливо прокласти бігову доріжку 19 один, два і т д разів, а також можливо взяти на довжині 2м декілька лопатей 10 і пропорційно розподілити по усій довжині П-образной рамки 7 з усіма своїми необхідними елементами Надійність в роботі вітродвигуна забезпечують за допомогою стойки 16, роликів 17 і Г-образних лап 18 При обертанні роликів 17 по біговій доріжці 19 можливо виникнення ударів та стрибків при сильному вітрі /швидкість вітру 20-26м/сек і вище/ Г-образні лани 18 забезпечують синхронну роботу роликів 17 при контактуванні з поверхнею бігової доріжки 19 /фіг 4/ Поли лопаті 10 здійснюють перехід із вертикального положення в горизонтальне, то для пом'якшення ударів використовують гумові подушки 21 Зубчасте колесо 4, насаджене на вал 3, дає можливість перетворювати механічну енергію обертання вала 3 в електричну Економічними, екологічними та доцільними в теперешний час і в перспективі є слідуючі галузі використання вітродвигунів, піднімання води із свердловини та постачання м на сільськогосподарських об'єкти і для побутових потреб індивідуальних споживачів, що розташовані в важко доступних місцях, а також для наповнення ємностей для накопичення води, електро- або теплозабезпечення автономних споживачів на основі використання вітродвигунів в комбінації з другими пристроями 60389 ФІГ. І 19 60389 Комп'ютерна верстка Т Чепелєва Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119