Вітродвигун

1 Вітродвигун, який містить вітроколесо з рухомими лопатями, перетворювач вітрової енергії, редуктор, вал керування і механізм стабілізації частоти обертання вітроколеса, який розміщено на його лопатях, при цьому вал керування з'єднано конічною зубчастою передачею з лопатями вітроколеса з можливістю взаємодії з пружиною, яку закріплено на маточині вітроколеса, а перетворювач вітрової енергії і редуктор кінематично з'єдна но з маточиною вітроколеса, який відрізняється тим, що редуктор і вал керування споряджено з'єднувальними елементами, з можливістю взаємодії між ними, при цьому з'єднувальний елемент редуктора закріплено на його валу рухомо в осьовому напрямку 2 Вітродвигун за п 1, який відрізняється тим, що на з'єднувальних елементах виконано виступи, з можливістю взаємодії між ними, при цьому на валу керування виконано опорну поверхню, на якій закріплено фрикційний елемент, а з'єднувальний елемент вала керування виконано підпружиненим, установлено рухомо й обперто на фрикційний елемент 3 Вітродвигун за п 1, який відрізняється тим, що редуктор споряджено приводом переміщення з'єднувального елемента і відцентровим механізмом, який закріплено на валу редуктора і встановлено з можливістю взаємодії зі з єднувальним елементом редуктора Пристрій, що заявляється відноситься до вітроенергетики, а саме до вітродвигунів, котрі орієнтовано на індивідуального споживача З відомих пристроїв аналогічного призначення і подібних по сукупності суттєвих ознак найбільш близькими до пристрою, що заявляється є вітродвигуни по а с СРСР №1346847 (МКВ 4F03D7/02, БВ №42, 1988р) і а с СРСР №1216415 (МКВ 4F03D1/00, БВ№9 1986р) Вітродвигун по а с № 1346847 містить вітроколесо з рухомими лопатями, редуктор, перетворювач вітрової енергії (електрогенератор), механізм повороту лопатей і відцентровий регулятор кута повороту лопатей, при цьому перетворювач вітрової енергії з'єднано з маточиною вітроколеса через редуктор, а відцентровий регулятор з'єднано з механізмом повороту лопатей У розглянутому вітродвигуні ознаками, що збігаються з суттєвими ознаками пристрою, котрий заявляється, є наявність вітроколеса з рухомими лопатями, редуктора і перетворювача вітрової енергії і з єднання маточини вітроколеса з редуктором Головними причинами, що перешкоджають одержанню у вітродвигуні по а с №1346847 технічного результату пристрою, котрий заявляється, є необхідність застосування додаткового пристрою для гальмування вітроколеса і збільшення обертового моменту, який передається вітром на вітроколесо при його гальмуванні, котре обумовлено поворотом лопатей унаслідок дії відцентрового регулятора при зниженні швидкості обертання вітроколеса Вітродвигун по а с №1216415 містить вітроколесо з рухомими лопатями, перетворювач вітрової енергії, редуктор, вал керування, механізм стабілізації частоти обертання вітроколеса, котрий розміщено на його лопатях і пристрій гальмування вітроколеса, при цьому вал керування з'єднано зубчастою конічною передачею з лопатями вітроколеса і він взаємодіє з пружиною, яку закріплено на маточині вітроколеса, перетворювач вітрової О ю о (О 62025 навантажень, які сприймають лопаті при їх зупинці енергії і редуктор кінематично з єднано з маточиу флюгерному положенні, і забезпечення автоманою вітроколеса, а пристрій гальмування взаємотичної зупинки вітроколеса при перевищенні придіє гальмовими колодками з маточиною вітроколепустимої швидкості його обертання са і валом керування Суттєвими ознаками, що характеризують приУ даному вітродвигуні ознаками, що збігаютьстрій, котрий заявляється, є наявність вітроколеса ся з суттєвими ознаками пристрою, котрий заявляз рухомими лопатями, перетворювача вітрової ється, є наявність вітроколеса з рухомими лопаенергії, редуктора, вала керування, механізму статями, перетворювача вітрової енергії, редуктора, білізації частоти обертання вітроколеса і з'єднувавала керування і механізму стабілізації частоти льних елементів, розміщення механізму стабілізаобертання вітроколеса, розміщення механізму ції частоти обертання вітроколеса на його лопатях, стабілізації частоти обертання вітроколеса на його з'єднання вала керування за допомогою конічної лопатях, з'єднання вала керування конічною зузубчастої передачі з лопатями вітроколеса і його бчастою передачею з лопатями вітроколеса і його взаємодія з пружиною, яку закріплено на маточині взаємодія з пружиною, яку закріплено на маточині вітроколеса, кінематичне з'єднання перетворювавітроколеса, а також кінематичне з'єднання переча вітрової енергії і редуктора з маточиною вітротворювача вітрової енергії і редуктора з маточиколеса, закріплення з'єднувальних елементів на ною вітроколеса валу керування і валу редуктора, їхня взаємодія Головною причиною, що перешкоджає одерміж собою і при цьому закріплення з'єднувального жанню у вітродвигуні по а с №1216415 технічного елемента на валу редуктора рухомо в осьовому результату пристрою, котрий заявляється, є велинапрямку, а також наявність на з'єднувальних ке відхилення реального значення сили тертя, що елементах виступів, котрими вони взаємодіють, виникає між гальмовими колодками і обертовими наявність, на валу керування опорної поверхні і елементами вітроколеса при його гальмуванні від закріплення на ній фрикційного елемента, викорозрахункового значення (особливо при випадконання з'єднувального елемента вала керування вому знаходженні змащення, пилу чи твердих часпідпружиненим, установленим рухомо і обпертим точок на гальмових колодках), що приводить до на фрикційний елемент вала керування, наявність великих відхилень значення сили, яка гальмує приводу переміщення з'єднувального елемента маточину вітроколеса і швидкості повороту лопаредуктора і відцентрового механізму, котрий з ним тей (тому, що гальмування вала керування привовзаємодіє і який закріплено на валу редуктора дить до повороту лопатей) і, ВІДПОВІДНО, ШВИДКОСТІ гальмування вітроколеса ВІДМІННИМИ ознаками, необхідними для одерТаким чином, другий аналог (вітродвигун по жання зазначеного технічного результату в будьа с №1216415) по сукупності ознак, що збігаються яких варіантах виконання пристрою, що заявляз суттєвими ознаками пристрою, котрий заявляється, чи умовах його використання (варіантах і ється, і по призначенню більш близький до приумовах на які поширюється правовий захист) є строю, котрий заявляється, і тому його прийнято наявність з'єднувальних елементів, закріплення за прототип з'єднувальних елементів на валу керування і валу редуктора, їхня взаємодія між собою і при цьому Наявності в прототипі сукупності ознак, що збізакріплення з'єднувального елемента на валу регаються з частиною суттєвих ознак пристрою, котдуктора рухомо в осьовому напрямку рий заявляється, недостатньо для одержання технічного результат, який очікується від пристрою, Наявність з'єднувальних елементів у вала кекотрий заявляється, так зменшення сили дії гальрування і редуктора і їхня взаємодія забезпечує мових колодок на обертові елементи вітродвигуна можливість з'єднання вала керування з валом ре(з метою зменшення швидкості повороту лопатей дуктора, що, у свою чергу, забезпечує швидкість для виключення впливу великих навантажень на повороту лопатей (обумовлену передатним відлопаті при швидкому гальмуванні вітроколеса) ношенням редуктора) необхідну для зменшення може привести до значного збільшення часу гальмоменту, котрий крутить вітроколесо, внаслідок дії мування вітроколеса, що негативно впливає на вітрового потоку і одночасного забезпечення зроселектричні пристрої вітродвигуна, а збільшення тання аеродинамічного гальмового моменту, висили дії гальмових колодок (з метою скорочення кликаного перекладом лопатей у флюгерне полочасу гальмування вітроколеса для виключення ження і, ВІДПОВІДНО, забезпечення зупинки негативного впливу процесу гальмування вітроковітроколеса з необхідною швидкістю гальмування леса на електричні пристрої) може привести до дії Закріплення з'єднувального елемента редуквеликих навантажень на лопаті вітроколеса тора рухомо в осьовому ВІДПОВІДНО його вала напрямку дозволяє робити з'єднання вала керування В основу винаходу поставлено задачу удоскоі вала редуктора при необхідності зупинки вітроналення вітродвигуна шляхом введення в його двигуна, а також робити їхнє роз'єднання для його склад з'єднувальних елементів, котрі закріплено наступного запуску і виключення гальмування вітна редукторі і валі керування, і взаємодія їх між роколеса в процесі роботи вітродвигуна собою, і при цьому закріплення з'єднувального елемента редуктора на його валу рухомо в осьоДо суттєвих ознак, що характеризують привому напрямку, і одержання в результаті вказаних стрій, котрий заявляється, тільки в окремих випадудосконалень мінімальних відхилень швидкості ках його виконання, відносяться наявність на гальмування вітроколеса від необхідного значення з'єднувальних елементах виступів, котрими вони при будь-яких варіантах виконання пристрою чи взаємодіють, наявність на валу керування опорної умовах його застосування, а також зниження сил, поверхні і закріплення на ній фрикційного елеменкотрі діють на з'єднувальні елементи, і ударних та, виконання з'єднувального елемента вала керу 62025 вання підпружиненим, установленим рухомо і обпертим на фрикційний елемент вала керування, наявність приводу переміщення з'єднувального елемента редуктора і відцентрового механізму, котрий з ним взаємодіє і який закріплено на валу редуктора Наявність на з'єднувальних елементах виступів, якими вони взаємодіють, і при цьому виконання на валу керування опорної поверхні, закріплення на ній фрикційного елемента, виконання з'єднувального елемента вала керування підпружиненим, установленим рухомо і обпертим на фрикційний елемент дозволяє зменшити до мінімуму сили, необхідні для взаємодії з'єднувальних елементів (тому, що досить тільки ввести в зачеплення їхні виступи), і одночасно забезпечити прослизання вала керування щодо вала редуктора після установки лопатей у флюгерне положення, що знижує навантаження на з'єднувальні елементи і ударні навантаження внаслідок зупинки лопатей у флюгерному положенні при триваючому ще якийсь час обертанні вітроколеса Наявність фрикційного елемента дозволяє зменшити знос опорної поверхні вала керування, у результаті чого зменшити хід пружини, що разом зі збільшенням коефіцієнта сили тертя дозволяє зменшити силу піджима до нього з'єднувального елемента і, ВІДПОВІДНО, навантаження на з'єднувальний елемент Наявність приводу переміщення з'єднувального елемента редуктора і відцентрового механізму, котрий з ним взаємодіє і який закріплено на валу редуктора, дозволяє при перевищенні припустимої швидкості обертання вітроколеса зробити з'єднання вала керування і вала редуктора і, ВІДПОВІДНО, зупинити вітроколесо Для більш детального роз'яснення роботи пристрою, що заявляється, далі представлені креслення і його докладний опис На кресленні (Фіг) зображено загальний вигляд вітродвигуна Пристрій, котрий пропонується, містить нерухому опору 1, поворотну головку 2 з вітроколесом, маточину якого кінематично з'єднано з генератором 4 і редуктором 5 і на якій шарнірно встановлено рухомі лопаті 6, що містять механізм стабілізації частоти обертання вітроколеса 7 і котрі з'єднано конічною зубчастою передачею з валом керування 8, який взаємодіє із пружиною 9, що закріплено на вітроколесі, і на опорній поверхні елемента 10, котрого закріплено фрикційний елемент 11 і на який рухомо встановлено підпружинений з'єднувальний елемент 12, котрий взаємодіє виступами 13 з виступами 14 з'єднувального елемента редуктора 15, який встановлено рухомо і з'єднано за допомогою розділової муфти 16 із приводом 17 з котрим взаємодіє відцентровий механізм 18, що закріплено на валу редуктора 19 Робота пропонуємого вітродвигуна здійснюється таким чином Під час обертання вітроколеса генератор 4 виробляє електроенергію При цьому швидкість обертання вала керування 8 і маточини З однакові, швидкість обертання з'єднувального елемента 12 дорівнює швидкості обертання вала керування 8 (тому що він обпертий на фрикційний елемент 11, котрий закріплено на опорному елементі вала керування 10), а швидкість обертання з'єднувального елемента 15 буде відрізнятися від швидкості обертання вітроколеса (тому що їх з'єднано через редуктор 5) У випадках зміни швидкості вітру механізм стабілізації частоти обертання вітроколеса 7 повертає лопаті 6 і підтримує швидкість обертання вітроколеса в заданих межах Якщо швидкість вітру перевищує припустиму межу робочого діапазону (або відмовить механізм стабілізації 7) і частота обертання вітроколеса почне зростати, відцентровий механізм 18, впливаючи вантажем 20 на елемент включення 21 приводу 17, зробить його включення Привод 17 перемістить з'єднувальний елемент 15 у бік з'єднувального елемента 12, при цьому виступи 14 ввійдуть у зачеплення з виступами 13 і з'єднувальний елемент 12 і з'єднаний з ним через фрикційний елемент 11 вал керування 8 почнуть обертатися разом із з'єднувальним елементом 15 (з однаковими швидкостями) Обертаючись відносно маточини 3 вал керування 8 почне повертати лопаті 6 у флюгерне положення, при цьому обертовий момент, котрий крутить вітроколесо, внаслідок дії вітрового потоку на лопаті 6 буде зменшуватися, а аеродинамічний гальмовий момент буде зростати Після установки лопатей 6 у флюгерне положення їх поворот припиняється і, ВІДПОВІДНО, швидкість обертання вала керування 9 стане дорівнювати швидкості обертання маточини З, а стопорний елемент 12 буде прослизати відносно фрикційного елемента 11 У разі потреби зупинки вітродвигуна, наприклад, для технічного обслуговування досить зробити включення приводу 17 і зупинка вітроколеса У разі потреби зупинки вітродвигуна, наприклад, для технічного обслуговування досить зробити включення приводу 17 і зупинка вітроколеса відбудеться аналогічним чином (як і при його включенні відцентровочним механізмом 18) Для наступного запуску необхідно зробити роз'єднання з'єднувальних елементів 12, 15 (за допомогою приводу 17) і пружина 9 поверне вал керування 6, котрий установить лопаті 6 у робоче положення ВІДПОВІДНО ДО технічного рішення, що заявляється, виготовлено дослідний зразок вітродвигуна, котрий підтверджує можливість одержання очікуваного технічного результату 62025 Комп'ютерна верстка О Воробей 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