Вітродвигун циклічної дії

Вітродвигун циклічної дії, який містить допоміжний двигун, обертаючі циліндри, які встановлені на платформі відрізняється тим, що циліндри Винахід відноситься до галузі машинобудування, а саме до вітродвигунів і може бути використаний для привода електрогенераторів, повітряних компресорів і гідронасосів. Відома вітроелектрична установка, яка містить обертаючий циліндр, візок, який встановлений на рейковому шляху, електрогенератор, який обертається від колеса візка [1]. Недоліком установки є громіздка конструкція, відсутність орієнтації відносно вітру, обмеженість використання енергії вітру при поступальному русі. Найбільш близький до технічної суті є вітродвигун, який містить додатковий двигун, два циліндра, які обертаються і встановлені на платформі [2]. Недоліком вітродвигуна є обмеженість використання енергії вітру при поступальному русі. В основу винаходу поставлено задачу удосконалити вітродвигун циклічної дії, в якому енергія вітру передається при циклічному русі, що забезпечує стаціонарне використання енергії вітру за рахунок регулювання і автоматичного управління потоком повітря перед обертаючими циліндрами. Покладена задача вирішується тим, що у вітродвигуні циклічної дії, який містить допоміжний двигун, обертаючі циліндри, які встановлені на платформі згідно з винаходом, циліндри закріплені в підшипниках верхнього і нижнього візків, які встановлені на рейках, прикріплених до поворотньої платформи, вал якої встановлений на підшипниках основи, на верхньому візку розташований допоміжний двигун, а на нижньому - привод редук закріплені в підшипниках верхнього і нижнього візків, які встановлені на рейках і прикріплені до поворотньої платформи, вал якої встановлений на підшипниках основи, на верхньому візку розташований допоміжний двигун, а на нижньому привод редуктора, який з'єднаний з електрогенератором, перед циліндрами розташовані лінійні повітрозабірники і складаючі піраміди з кулачковим механізмом, з іншого боку від платформи розташовані механізм пуску і останови допоміжного двигуна. тора, який з'єднаний з електрогенератором, перед циліндрами розташовані лінійні повітрозабірники і складаючі піраміди з кулачковим механізмом, з іншого боку від платформи розташовані механізм орієнтації, механізм пуску і останови допоміжного двигуна. Завдяки такому конструктивному виконанню обертаючі циліндри, які встановлені в підшипниках візків, будуть здійснювати зворотно-поступальний рух перпендикулярно направленню вітру, передаючи кінетичну енергію смерчів, які створені циліндрами через привод і редуктор до електрогенератора. При зміненні напрямку вітру поворотня платформа, вал якої розташований на підшипниках основи за рахунок самоорієнтації і механізма орієнтації буде повертатися так, щоб циліндри завжди здійснювали зворотно-поступальний рух перпендикулярно направленню вітру, що дозволяє використовувати кінетичну енергію смерчів для виконання корисної' роботи, при цьому температура повітря за циліндрами знижується, що поліпшує екологію навколишнього середовища. На фіг. 1 зображений вітродвигун циклічної дії - загальне зображення по напрямку вітру. На фіг. 2 - зображення зверху по А-А. Вітродвигун циклічної дії містить допоміжний двигун 1, обертаючі циліндри 2, які встановлені на поворотній платформі 3, циліндри 2 закріплені в підшипниках 4 верхнього 5 і нижнього б візків, які встановлені на рейках 7 і закріплені на поворотній платформі 3, вал 8 якої встановлений на підшипниках 9 основи 10, на верхньому візку 5 розташований допоміжний двигун 1, а на нижньому візку 6 ю 41595 привод 11 редуктора 12, який з'єднаний з електроF = 4 х 1,255 х 13,8 х 877 х 3,142 х 0,62 / 9,8 = генератором 13, перед циліндрами 2 розташовані 350 кг/м ЛІНІЙНІ повітрозабірники 14 і складаючи піраміди 15 Аеродинамічна сила двох циліндрів, здійснюз кулачковим механізмом 16, з іншого боку від поючи робочий цикл дорівнює воротньої платформи 3 розташований механізм F2 = 2LF = 2800 кг орієнтації 17 і механізм пуску і останови 18 допоПотужність вітродвигуна дорівнює міжного двигуна 1 Р = F 2 /1.1 х 0,735 = 1910 кВт Вітродвигун циклічної ди працює таким чином Враховуючи збиток приймаємо ККД = 0,6 При При мінімальній швидкості вітру початок робоцьому потужність, яка передається вітродвигуном ти вітродвигуна циклічної ди за допомогою механіциклічної дії електрогенератору дорівнює зма пуску і останови 18 починає свою роботу ДоРи = 1910x0,6 =1200 кВт поміжний двигун 1, який обертає циліндри 2, котрі Техніко-економічне обґрунтування вітродвигузакріплені в підшипниках 4, при цьому одна пара на циклічної дії циліндрів (перший і третій) обертається в одному Для виконання корисної роботи вітродвигуну напрямку, а друга пара циліндрів (другий і четверциклічної ди передається кінетична енергія смертий) - в протилежному напрямку При проходженні чів, яка утворюється в потоці повітря обертаючими потоку повітря поміж повітрозабірником 14 і склациліндрами, питома потужність такого вітродвигудаючою пірамідою 15 швидкість повітря збільшуна значно більша, чим у вітродвигунів, яким передається кінетична енергія потоку повітря, що також ється і він обдуває перший і третій циліндри, при знижує матеріалоємність вітродвигуна циклічної цьому з'являється аеродинамічна сила і перший і третій циліндри здійснюють робочий хід і переміДії щуються на візках 5, 6, які встановлені на рейках 7 Визначимо питому потужність вітродвигуна до крайнього правого положення на поворотній циклічної ди, яка приходиться на одиницю площиплатформі З ни поперечного перерізу чотирьох циліндрів, а В цей час другий і четвертий циліндри будуть також матеріалоємність, яка відноситься до одизакриті від потоку повітря складаючими пірамідами ниці потужності і порівняємо ці показники з існую15 і здійснювати холостий хід В крайньому правочими вітродвигунами, у яких застосовується кінему положенні за допомогою кулачкового механізму тична енергія повітряного потоку для виконання 16 перед циліндрами 2, які здійснюють робочий корисної роботи хід, піраміди 15 розкладаються і припиняють потік 1 Визначимо питому потужність вітродвигуна повітря до них, а перед циліндрами 2, які здійснюциклічної ди ють холостий хід, піраміди 15 синхронно складаРпит = PU / S де Ри - площа поперечного перерізу чотирьох ються, направляючи на них потік повітря При циліндрів цьому на другому і четвертому циліндрах 2 з'являРпит = 1200/19,2 = 60 кВт/м2 ється аеродинамічна сила, яка буде переміщати 2 Визначимо матеріалоємність відносно до циліндри 2 з візками 5 і 6 в зворотньому напрямку потужності Вага вітродвигуна циклічної дії потуж- у крайнє ліве положення на поворотній платфорності 1200 кВт, з редуктором і виконуючими примі З строями дорівнює 12,000 кг Матеріалоємність Таким чином обертаючі циліндри 2 з візками 5 вітродвигуна циклічної ди при 1200 кВт дорівнює і 6 будуть здійснювати зворотно-поступальний рух GHMT = G / Pu = 12000 /1200 = 10 кг/кВт перпендикулярний направленню вітру і передаваЯкщо порівняти ці показники з показниками ти кінетичну енергію смерчів, яка створена циліндамериканської вітроелектростанції Грандлос - Н об рами 2 через привод 11 і редуктор 12 до електроз Р = 1000 кВт діаметром вітроколеса D =53 м , генератора 13 питомою вагою G™T = 300 кг/кВт, тоді питома поПри ЗМІНІ вітру поворотня платформа 3, вал 8 тужність вітродвигуна циклічної дії в 60/0,5 = 1 2 0 якої встановлений на підшипниках 9 основи 10, за разів більша, а матеріалоємність в 300/10 = ЗО рахунок самоорієнтацн і механізму орієнтації буразів менша дуть обертатися так, щоб циліндри 2 завжди здійВітродвигун циклічної дп зручний в експлуатаснювали зворотно-поступальний рух перпендикуції так, як всі виконавчі пристрої розташовані на лярно напрямку вітру землі, а обслуговування вітродвигуна проводиться Розрахунок потужності вітродвигуна циклічної з платформи, яка знаходиться на землі Вітродвидії з чотирма циліндрами гун не має високонавантажених деталів, тому не Приймаємо ІСХОДНІ дані потребує матеріалів, які дорого коштують V = 13,8м/с - робоча швидкість потоку повітря Перед циліндрами швидкість, потоку повітря L = 4,0м - довжина циліндра значно збільшується, тому обґрунтовану потужR = 0,6 - радіус циліндрів ність вітродвигуна можна отримати при невеликих N = 877об/хвил - оберти циліндрів швидкостях вітру Для оптимального використання Р = 1,225кг/м3 - питома вага повітря корисної роботи вітродвигуна циклічної дії його По формулі Жуковського, аеродинамічна сила, доцільно агрегатувати з повітряним компресором, яка діє на циліндри одиничної довжини дорівнює пневмо-акумулятором, повітряним двигуном і елеF=PVF ктрогенератором При цьому тепло від стиснення де Г - циркуляція потоку повітря повітря можна використовувати для підігріву води, Так, як Г = 2uR2W, a W = 2лІЧ, а холод при розширенні повітря - для холодильниде W - кутова швидкість циліндрів, а N - оберків В такому випадку можна отримувати електроти циліндрів, тоді енергію і холод коли немає вітру F=4PVN7t2R2/9,8Kr/M 41595 5 ^— 1 / в / а'в 1і 1 а 1і ІІ 2 1 І 1і 1 1і їй / \ ІІ і /7 і Фіг. 1 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім'ї Хохлових, 15, м. Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90