Автомобільний вітрогенератор

Реферат: Автомобільний вітрогенератор включає генератор і крильчатку на рамці, закріпленій на кузові автомобіля. Вісь крильчатки закріплена на рамці вертикально, а її лопаті виконані у вигляді чашок, що мають половини кульових або еліпсоїдних поверхонь, закріплених на її осі відкритою стороною у вертикальних площинах по одній. Вісь крильчатки закріплена на рамці як двоопорна балка. Вал генератора сполучається з нею через зубчасту муфту. UA 71271 U (12) UA 71271 U UA 71271 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до області техніки, а саме до устаткування вантажних автомобілів і інших транспортних засобів пристроями для отримання електричної енергії від штучного повітряного потоку, що виникає при русі автомобіля і вітрового потоку, що діє на нерухомий автомобіль. При русі автомобіля із швидкістю 70-80 км в годину або вітрі 15-20 м/с з одного квадратного метра крильчатки знімається 250-400 Вт потужності. Дармову енергію вітрового потоку можна використати для вироблення електричної енергії для транспортного засобу (підігрівання води в системах автомобіля, заряджання акумулятора, підігрівання їжі при тривалих рейсах, освітлення кабіни водія, живлення радіо і телевізійних пристроїв і тому подібне). Відомий вітрогенератор, що включає встановлені на рамці, закріпленій на кузові автомобіля, генератор і крильчатку. Перед генератором на валу встановлена багатогранна призма з насадкою лопатей і приєднаною конусною частиною, перед якою встановлений розташований під кутом козирок, закріплений за кабіну. Лопаті закріплені під кутом до граней призми з можливістю їх повороту на 90° з притисненням штормовим вітром щільно до поверхні граней призми. Лопаті мають пружини, один кінець яких - з лопаттю, а другий - з гранню призми, причому пружини підібрані таким чином, що забезпечують при штормовому вітрі поворот лопатей до положення, при якому їх поверхні щільно прижимаються до поверхні граней (Патент РФ на винахід №2375212, МПК 60К16/00 F03D3/00, 2009 р. Прототип). Недоліком відомого пристрою є те, що крильчатка вітрогенератора нерухома по руху автомобіля і для використання природного повітряного потоку автомобіль необхідно ставити назустріч вітру. Це незручно, не завжди представляється можливим, а при вітрі, що міняє напрямок - неефективним. Істотним недоліком є також те, що вал генератора має консольно закріплену на рамці вісь крильчатки. В результаті такого з'єднання крильчатка створює знакозмінні навантаження на вал генератора і його підшипникові вузли, що знижує експлуатаційну надійність вітрогенератора. Недоліком є складність конструкції вітрогенератора, що містить багато деталей і зварних вузлів. Проте, цей аналог є найближчим з рівня техніки і прийнятий нами як прототип. Він містить наступні спільні із заявленим пристроєм ознаки: автомобільний вітрогенератор включає генератор і крильчатку на рамці, закріпленій на кузові автомобіля. Технічна задача корисної моделі - створення автомобільного вітрогенератора, який з однаковою ефективністю сприймає природний вітровий потік різних напрямків, що діє на нерухомий автомобіль і штучний потік повітря, що виникає при русі автомобіля. Технічний результат - вироблення електроенергії від дії вітрової енергії при нерухомій установці автомобіля у будь-якому напрямку, відносно вітрового потоку, а також підвищення експлуатаційної надійності автомобільного вітрогенератора і спрощення конструкції. Поставлені технічні задача і результат досягається тим, що автомобільний вітрогенератор включає генератор і крильчатку, встановлені на рамці, закріпленій на даху автомобіля. Новим є те, що вісь крильчатки на рамці закріплена вертикально, а її лопаті виконані у вигляді чашок, що є половинами кульових або еліпсоїдних поверхонь, закріплених на осі крильчатки відкритою стороною у вертикальних площинах по одній, при цьому вісь крильчатки закріплена на рамці як двоопорна балка, а вал генератора сполучається з нею, наприклад, зубчастою муфтою. Вказані ознаки достатні для здійснення корисної моделі і досягнення технічного результату при роботі автомобільного вітрогенератора під час руху і стоянки автомобіля. Причинно-наслідковий зв'язок нових ознак корисної моделі і технічного результату, що досягається, полягає в наступному: Установка осі крильчатки на рамці вертикально і виконання її лопатей у вигляді чашок, що є половинами кульових поверхонь, закріплених на осі крильчатки відкритою стороною у вертикальних площинах по одній, дозволило з однаковою ефективністю приймати вітровий потік у будь-якому напрямку під час стоянок автомобіля. Це пов'язано з тим, що чашка, що знаходиться з одного боку осі симетрії крильчатки відкритою стороною до потоку повітря, при цьому робоча поверхня чашки не обтікається повітрям, а чашка, що знаходиться з іншого боку осі симетрії крильчатки сприймає потік повітря сферичною поверхнею, який обтікає її, створюючи мінімальне гальмування обертання крильчатки. Завдяки сферичній поверхні чашок потік повітря практично однаково ефективно діє на їх робочі поверхні як при будь-якому горизонтальному вітру, так і під кутом до горизонту. Закріплення осі крильчатки на рамці як двоопорної балки і з'єднання з нею вала генератора, наприклад, зубчастою муфтою дозволило виключити знакозмінні завантаження на вал генератора і його підшипникові вузли, оскільки ці завантаження сприймаються загальною рамкою, а не валом генератора. 1 UA 71271 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Заявлений автомобільний вітрогенератор, окрім відмічених якостей, має в порівнянні з прототипом простішу конструкцію. На фіг. 1 показаний вітрогенератор, змонтований на даху грузового автомобіля; фіг.2 - схема автомобільного вітрогенератора; фіг.3 - переріз а-а на фіг. 1, показана установка лопатей крильчатки, виконаних у вигляді чашок. Автомобільний вітрогенератор містить закріплену на даху 1 вантажного автомобіля 2 рамку 3, генератор 4 і крильчатку 5. Рамка 3 виконана у вигляді звареної втулки 6, а усередині і знизу є кільцеві пластини 7 і 8 з отворами 9 і 10. У втулці 6 на підшипниках 11 встановлена вісь 12, зверху якої закріплені хрестоподібно промені 13, а знизу - виконані зуби 14. На променях 13 закріплені лопаті 15, виконані у вигляді чашок, що є половинами кульових або еліпсоїдних поверхонь, закріплені відкритою стороною на згаданих променях у вертикальній площині по одній. Генератор 4 на своєму корпусі має кільцеву пластину 16 з отворами 17, які за розміром і розташуванням відповідають отворам 9 кільцевої пластини 7, а на кінці його вала - втулку 18 зубчастої муфти. Вісь 12 крильчатки 5 закріплена на рамці 3 як двоопорна балка, а генератор 4 закріплений на тій же рамці, його вал розташований співвісно осі крильчатки і зубами 14 з втулкою 18 зубчастої муфти, яка допускає деяку неспіввісність згаданих вала генератора і осі крильчатки. На генераторі 4 є клеми 19 для приєднання до електричної схеми 20 автомобіля 2. Генератор 4 через вікно 21 вводять в рамку 3 (фіг. 2), встановлюють його вал, втулку 18 зубчастої муфти вводять в зчеплення з зубами 14 на осі 12 крильчатки 5 і болтами кріплять кільцеві пластини 7 і 16 через співпадаючі отвори 9 і 17. Потім болтами через отвори 10 кріплять пластину 8 і з’єднують рамку 3 з дахом 1 автомобіля 2. Автомобільним вітрогенератором користуються таким чином. При русі автомобіля 2 потік повітря V входить у відкриту половину кульової або еліпсоїдної поверхні лопаті 15 з одного боку осі симетрії крильчатки 5 і повертає променем 13 вісь 12, яка зубами 14, що входять у втулку 18 зубчастої муфти на валу генератора 4 і обертає його. Отриманий електричний струм з клем 19 генератора 4 надходить в автомобіль і через електричну схему 20 автомобіля 2 використовується для зарядки акумулятора, освітлення кабіни, побутових пристроїв і тому подібного. При цьому лопать 15 розвернуті з іншого боку осі 12, в сторону повітряного потоку сферичною поверхнею, потікобтікає її, створюючи мінімальний опір обертанню крильчатки 5. Оскільки вісь 12 в підшипникових опорах 11 втулок 6 рамок 3 встановлена як двоопорна балка, а генератор 4 встановлений за допомогою кільцевої пластини 7 на кільцевій пластині 16 тієї ж рамки 3 з установкою вала генератора 4 співісно із згаданою віссю крильчатки, то вал генератора і його підшипники не сприймають знакозмінних навантажень. Це забезпечує експлуатаційну надійність вітрогенератора при будь-якій швидкості·повітряного потоку, що виникає при русі автомобіля. При стоянках автомобіль можна встановлювати не залежно від вітру, оскільки конструкція крильчатки з лопатями, виконаними у вигляді половин кульових поверхонь, направлених відкритою стороною у вертикальній площині в одну сторону, забезпечують однакову ефективність роботи вітрогенератора при будь-якому вітру.· Застосування заявленого автомобільного вітрогенератора дозволяє використати енергію вітру для енергетичних потреб автомобіля і за рахунок цього дещо розвантажити його силову установку, а також проводити підігрів води, зарядку акумулятора, освітлення кабіни, побутових пристроїв при не працюючому двигуні. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Автомобільний вітрогенератор, що включає генератор і крильчатку на рамці, закріпленій на кузові автомобіля, який відрізняється тим, що вісь крильчатки на рамці закріплена вертикально, а її лопаті виконані у вигляді чашок, що виконані як половини кульових або еліпсоїдних поверхонь, закріплених на її осі відкритою стороною у вертикальних площинах по одній, при цьому вісь крильчатки закріплена на рамці як двоопорна балка, а вал генератора сполучений з нею, наприклад, зубчастою муфтою. 2 UA 71271 U Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3