Вітродвигун з вертикальною віссю

Реферат: UA 108761 U UA 108761 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пристроїв, призначених для перетворення енергії вітру на механічну, і може бути використана в енергетиці, водопостачанні, а також в інших областях техніки. Найбільш близьким за технічними ознаками до пристрою, що пропонується, є вітродвигун, який містить у поворотній прямокутній рамі два ротори з паралельними вертикальними валами, які мають можливість обертатись у протилежних напрямах і ротори, виконані у вигляді пустотілих надувних герметичних циліндрів на бокових поверхнях, яких закріплені лопаті із еластичного матеріалу, на вертикальних боковинах рами закріпленні вертикальні стінки, які утворюють обтікач з отворами в передній та задній частинах для проходження повітряного потоку. Ротори розміщені в порожнині обтікача таким чином, що відстань між їх осями обертання становить 1,75…2,25 діаметра ротора (Опис до патенту на винахід RU № 2061903F03D3/02 від 23.12.1996) До недоліків такого вітродвигуна слід віднести складність, громіздкість та значну матеріаломісткість конструкції, обумовлену застосуванням вертикальних стінок обтікача. Застосування надувних роторів також ускладнюють конструкцію вітродвигуна та знижують його надійність. Коливання еластичних лопатей при обертанні роторів призводить до підвищеного рівня шумності. В основу корисної моделі поставлена задача створення вітродвигуна, нове виконання якого дозволить спростити його конструкцію, зменшити його габарити і матеріалоємністкість, а також понизити шумність при роботі. Поставлена задача вирішується тим, що вітродвигун, який містить поворотну прямокутну раму з розміщеними в ній надувними циліндричними роторами з еластичними лопатями, вали яких установлені паралельно з можливістю обертання в протилежні сторони і установлені на відстані один від одного 1,75…2,25 діаметра ротора і гнучкою механічною передачею, що кінематично з'єднує вали роторів з вихідним валом, згідно з корисною моделлю в поворотні рамі встановлюють карусельні вітроколеса з паралельними вертикальними валами з можливістю обертання у протилежні сторони, кожне вітроколесо обладнане симетрично встановленими прямокутними лопатями з випуклою лобовою частиною, кількість яких не перевищує чотири. Вали вітроколіс кріпляться в підшипникових вузлах і встановлені один від одного на найменшій допустимій відстані, яка не перевищує 1,1 радіуса вітроколеса. Вали вітроколіс кінематично з'єднані між собою і вихідним валом вітродвигуна механічним передавальним пристроєм, яким є зубчата передача, яка містить парну кількість шестерень з однаковою кількістю зубців. Механічний передавальний пристрій забезпечує повертання лопатей обох вітроколіс синхронно на однаковий кут, що запобігає їх зштовхуванню у просторі. Застосування вітродвигуна, що пропонується, дозволяє забезпечити наступний технічний результат: - спрощується конструкція вітродвигуна; - зменшується матеріаломісткість; - підвищується надійність конструкції; - зменшуються габарити вітродвигуна Крім цього спрощується його обслуговування та ремонт, а також шумність при роботі. На Фіг. 1 схематично зображений вітродвигун, що пропонується. На Фіг. 2 показана схема вихідного положення лопатей вітроколіс. На Фіг. 3 показані зони взаємодії з повітряним потоком робочих (a, c) та неробочих (b) лопатей вітроколіс. Вітродвигун містить прямокутну поворотну раму 1, в якій розміщені два однакові лопатеві карусельні вітроколеса 2 з паралельними вертикальними валами 3. На валах вітроколіс симетрично відносно осей обертання закріпленні прямокутні лопаті 4 з випуклою лобовою частиною. Вали кріпляться в підшипникових вузлах 5 з можливістю обертання їх у протилежні сторони, і взаємного почергового динамічного екранування неробочих лопатей. Вали вітроколіс кінематично з'єднуються між собою та вихідним валом вітродвигуна 6 механічним шестеренчастим передавальним пристроєм 7, що містить парну кількість шестерень 8, який передає обертання від валів вітроколіс до вихідного вала вітродвигуна та забезпечує синхронне повертання вітроколіс на однаковий кут. Запропонований вітродвигун працює таким чином: при взаємодії повітряного потоку з лопатями 4 вітродвигуна, вітроколеса 2 будуть обертатися у протилежних напрямах, тому що площа взаємодії з повітряним потоком робочих лопатей вітроколіс, які знаходяться в зонах а і с більша за площу взаємодії неробочих лопатей, які знаходяться в зоні b (Фіг. 3), що обумовлене взаємним почерговим динамічним екрануванням неробочих лопатей вітроколіс, а також тому, що аеродинамічний опір робочих лопатей менший, ніж аеродинамічний опір неробочих лопатей, 1 UA 108761 U 5 10 15 20 що обумовлено їх випуклою лобовою частиною. При цьому взаємне екранування неробочих лопатей забезпечує високий коефіцієнт використання енергії вітру. Обертання валів 3 вітроколіс, механічним передавальним пристроєм 7 передається до вихідного вала вітродвигуна 6 (Фіг. 1). Механічний передавальний пристрій забезпечує синхронне повертання лопатей обох вітроколіс на однаковий кут, що виключає їх зіштовхування в просторі. Вали вітроколіс встановлюються в механічному передавальному пристрої у визначеному вихідному положенні (Фіг. 2), що разом з конструкцією зубчастого передавального пристрою запобігає зштовхуванню лопатей у просторі при обертанні вітроколіс. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Вітродвигун, що містить поворотну прямокутну раму, два однакові карусельні лопатеві вітроколеса з паралельними вертикальними валами обертання, установленими в підшипникових вузлах з можливістю обертання в протилежні сторони, та механічний передавальний пристрій, який відрізняється тим, що вали вітроколіс, з симетрично закріпленими на них прямокутними лопатями, з випуклою лобовою частиною, установлені в підшипникових вузлах на найменшій допустимій відстані один від одного, яка не перевищує 1,1 радіуса вітроколеса, з можливістю обертання у протилежні сторони і взаємного почергового динамічного екранування неробочих лопатей, при цьому вали вітроколіс кінематично з'єднуються між собою та вихідним валом вітродвигуна шестеренчастим механічним передавальним пристроєм, що містить парну кількість шестерень і який передає обертання від валів вітроколіс до вихідного вала вітродвигуна та запобігає зштовхуванню лопатей вітроколіс у просторі при їх обертанні. 2 UA 108761 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 3