Ротор вітродвигуна

Ротор вітродвигуна, що містить маточину, поворотні лопаті, який відрізняється тим, що додатково містить трубчаті силові штанги, нерухомо закріплені притискними секторами в радіально C2 2 (19) 1 3 може змінюватись до флюгерного положення при перевищенні допустимих значень кутової швидкості вітроколеса. Однак в „стаціонарному режимі" роботи вітроколеса лопаті перебувають з певним незмінним кутом атаки, підібраним згідно розрахунків і експерименту. Зміна швидкості вітру в межах „стаціонарного режиму" не змінює величину кута атаки лопатів, що суттєво знижує коефіцієнт корисної дії (ККД) вітроколеса. Разом із тим конструкція встановлення рухомої частини всередині нерухомої втулки не забезпечує повної вірогідності висунення лопатей, так як значне посилення вітру спричинить значний згинаючий момент на рухому частину, що утруднить проковзування рухомої частини лопаті в обоймі підшипника, а також другого підшипника всередині втулки. В основу винаходу поставлено завдання створення такої конструкції ротора вітродвигуна, яка б забезпечувала можливість настройки лопатей в таке положення, яке в подальшому забезпечить автоматичне регулювання кута атаки лопатей в залежності від швидкості вітряних потоків в діапазоні швидкостей вітрів, які переважають на даній місцевості, а також переводу лопатей під дією ураганного вітру у флюгерне положення для захисту конструкції від руйнування і інших негативних наслідків. Поставлене завдання досягається тим, що ротор вітродвигуна, який містить в собі маточину, поворотні лопаті відрізняється тим, що додатково містить трубчаті силові штанги, нерухомо закріплені притискними секторами в радіально розміщених отворах маточини та з'єднаних між собою розтяжками в місцях на відстані 3/4 радіуса ротора вітродвигуна, співвісну з маточиною щоглу, один кінець якої нерухомо закріплений в маточині, а другий кінець з'єднаний розтяжками із трубчастими силовими штангами в місцях на відстані 3/4 радіуса ротора вітродвигуна, пружину розтягування, надіту на щоглу і прикріплену одним кінцем до щогли, а іншим кінцем до надітого поверх пружини трубчастого захисного кожуха, який може рухатись вздовж щогли на роликах, що розміщені в сепараторах надітих на щоглу по обидва кінці пружини, тяги, приєднані одними кінцями до захисного трубчастого кожуха, а другими кінцями із можливістю фіксованих положень місць установки шарнірів приєднані шарнірно до важелів, кожен з яких нерухомо прикріплений одним кінцем до каркасів поворотних лопатей, а, поворотні лопаті вздовж довших сторін мають виступаючі вушка, розміщені відповідно виступаючим вушкам, нерухомо прикріпленим вздовж трубчастих силових штанг і утворюють з ними шарнірні з'єднання, завдяки чому при дії набігаючих вітрових потоків лопаті будуть відхилятись, зменшуючи кут атаки, а завдяки можливості підбору місць фіксованих положень шарнірів тяг на важелях лопатей, буде можливість юстировки сили дії пружини на зміну кутів атаки лопатів для оптимального використання кінетичної енергії вітру і захисту ВЕУ від ураганного вітру. Порівняння винаходу із прототипом дозволило встановити, що винахід відрізняється від прототипу тим, що додатково містить в собі трубчасті силові штанги, притискні сектори, розтяжки, щоглу, 93600 4 пружину, сепаратори з роликами, трубчастий рухомий захисний кожух, тяги, важелі, вушка шарнірів, кінетичні зв'язки між якими забезпечують можливість настроювання ротора вітродвигуна для оптимального використання кінематичної енергії вітру з метою перетворення її в електричну енергію та захисту конструкції від ураганного вітру. Отже винахід відповідає критерію „новизна". При вивченні других відомих технічних рішень було встановлено, що відомі ротори вітродвигунів з підпружиненням кожної лопаті окремо, регулюванням з допомогою зубчатих передач, з електронним регулюванням лопатей. Однак одночасне регулювання всіх лопатей однією пружиною із можливістю юстировки дії пружини на поворот лопатей в залежності від сили вітрових потоків, що переважають на даній місцевості, невідомо. Це дозволяє зробити висновки про відповідність винаходу критерію „винахідницький рівень". На досягнення технічного результату - забезпечення можливості настойки лопатей в положення для подальшого автоматичного регулювання кута атаки лопатей в залежності від швидкості вітряних потоків в діапазоні швидкостей вітрів, які переважають на даній місцевості, а також переводу лопатей під дією ураганного вітру у флюгерне положення впливає вся сукупність відмітних ознак, а саме: трубчасті силові штанги, притискні сектори, розтяжки, щогла, пружина, сепаратори з роликами, трубчастий рухомий захисний кожух, тяги, важелі, а також їх конструктивне виконання. Попередньо кут атаки лопатей встановлюється в межах 75°, а кінці тяг, що з'єднують важелі з підпружиненим захисним кожухом, встановлюються на важелях в місцях, максимально близьких до осей повороту лопатів. При наявності вітру, на роторі вітродвигуна створиться крутний момент, тому що повітряний потік, наткнувшись на лопаті, розміщені під кутом до напрямку вітру, буде змушений змінювати напрям свого руху і на лопатях виникне реактивна сила в сторону, протилежну зміні напрямку переміщення повітряного потоку. Під тиском набігаючого потоку вітру лопаті будуть намагатись зайняти флюгерне положення, так як шарніри повороту лопатей розміщені збоку, а не на осях симетрії кожної лопаті. При цьому через тяги зусилля буде передаватись на пружину, розтягуючи її. Якщо лопаті під дією вітру повертаються надмірно, то потрібно тяги на важелях закріпити на більших відстанях від осей повороту лопатей, а при необхідності кріплення кінця пружини на щоглі перемістити далі від маточини. Регулювання проводити аж до узгодження роботи механізму в автоматичному режимі для швидкостей вітрів, які переважають на даній місцевості, що дасть можливість максимально використовувати енергію вітру. На фіг. 1 зображений ротор вітродвигуна - вид збоку; на фіг. 2 - теж/ вид А на фіг. 1 Будова ротора вітродвигуна пояснюється кресленнями. На фіг. 1, 2 зображена схема запропонованого винаходом ротора вітродвигуна (РВ). РВ містить в собі маточину 1 із радіально розміщеними отворами, в які встановлені трубчасті силові 5 штанги 2, затиснуті притискними секторами 3. Для підвищення стійкості й надійності, штанги зв'язані між собою розтяжками 4. Співвісно вісі маточини в маточині закріплена щогла 5, вільний кінець якої також зв'язаний розтяжками 6 із силовими штангами 2. Кожна штанга має виступаючі вушка 7, які разом із виступаючими вушками 8 на каркасах лопатей 9 створюють шарнірні з'єднання. До каркасу кожної лопаті нерухомо і перпендикулярно вісі повороту лопаті одним кінцем прикріплений важіль 10. На важелі з можливістю фіксованих положень розміщені шарнірні зачепи для тяг 11, які кінематично з'єднують важелі 10 з трубчастим захисним кожухом 12. Захисний кожух може рухатись вздовж щогли 5 на роликах 13, які розміщені в сепараторах 14. Між сепараторами з роликами розміщена пружина розтягування 15, яка одним кінцем прикріплена до захисного кожуха 12, а другим кінцем до щогли 5. Ротор вітродвигуна працює наступним чином. 93600 6 При наявності вітру вітровий потік буде створювати тиск на лопаті 9. При правильному виборі попереднього натягу пружини 15 і довжини плеч важелів 10 на лопатях, лопаті через тяги 11 і захисний кожух 12 будуть розтягувати пружину і автоматично займуть положення із найвигіднішим кутом атаки. При цьому на роторі вітродвигуна виникне максимально можливий крутний момент. У випадку роботи РВ в режимі холостого ходу генератора електричного струму лопаті РВ будуть повертатись в положення близьке до вихідного, а при збільшені навантажень на генератор лопаті будуть займати положення ближче до флюгерного, забезпечуючи стабільність кутової швидкості обертання РВ. Технічним результатом винаходу являється створення конструкції РВ, яка при високій надійності і працездатності забезпечує високий рівень ККД в широкому діапазоні швидкостей вітру. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 93600 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601