Вітродвигун

Реферат: Вітродвигун з вертикальною віссю обертання містить вал на підшипниках з шістьма радіальними прямокутними дугоподібними лопатями, що встановлені під кутом 15 градусів відносно радіуса для збільшення шляху тиску прямого струменя вітру, а також відбитого струменя від направляючих лопаток, які встановлені по внутрішньому периметру корпусу, що обертається флюгером, який виконаний з можливістю встановлення вхідного пристрою вітродвигуна, що складається з автоматично регульованих заслінок і відцентрового регулювальника навантаження, навпроти потоку вітру. UA 104764 C2 (12) UA 104764 C2 UA 104764 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до вітроенергетики і стосується роторних вітродвигунів з вертикальною віссю обертання з направляючим апаратом і регулятором навантаження для перетворення енергії природного вітрового потоку в електричну енергію промислової частоти енергопостачання дрібних сільськогосподарських і промислових виробництв, приватних будинків і інших споживачів. Відомий вітродвигун, який має 6 лопатей обертання на вертикальній осі (авторське свідоцтво СРСР SU 1467248). Основним недоліком такого вітродвигуна є низький ККД, малий крутний момент, малий коефіцієнт використання площ лопатей. В основу запропонованого винаходу поставлено задачу збільшення ККД, крутного моменту за рахунок повного використання корисної роботи лопатей ротора. Поставлена задача вирішується тим, що у вітродвигуні з вертикальною віссю обертання, що містить вал на підшипниках з ротором із шістьох радіальних прямокутних дугоподібних лопатей, останні встановлені під кутом 15 градусів відносно радіуса для збільшення шляху тиску прямого струменя вітру, а також відбитого струменя від направляючих лопаток, які встановлені по внутрішньому периметру корпусу, що обертається флюгером, який виконаний з можливістю встановлення вхідного пристрою вітродвигуна, що складається з автоматично регульованих заслінок і відцентрового регулювальника навантаження, навпроти потоку вітру. Виконання направляючого апарату навколо ротора дозволяє використати мінімальну силу вітрового потоку для запуску ротора в обертання. Установка прямокутних дугоподібних лопатей під кутом 15 градусів відносно радіуса дає можливість збільшити крутильний момент під силою вітру і направляючих лопаток, встановлених на внутрішній стороні периметра корпусу вітродвигуна, і аварійного захисту вітродвигуна. Пропоноване технічне рішення представлене на кресленнях. Фіг. 1 - Схема вітродвигуна, який заявляється, з розташуванням швидкісного потоку вітру. Фіг. 2 - Розташування направляючого апарату у внутрішньому периметрі корпусу. Фіг. 3 - Ротор. Фіг. 4 - Відцентровий регулюючий пристрій з аварійним захистом. Фіг. 5 - Розріз вала, де показано незалежне обертання ротора від обертання по азимуту флюгера з корпусом. Фіг. 6 - Розташування регулюючих заслінок вітродвигуна. Фіг. 7 - Показано розташування флюгера на корпусі вітродвигуна. Вітродвигун, який заявляється, складається з вхідних регулюючих заслінок - 1, корпусу - 2, в якому розташовані направляючі лопатки - 3, направляючого апарату, що в цілому складається з лопаток 3 і 4, щит - 5 від атмосферних опадів і вбудований на його поверхні і на корпусі - 2 флюгер - 6. Усередині корпусу - 2 вбудований ротор - 7, який складається з шести дугоподібних прямокутних лопатей - 8. Для зменшення лобового опору і захисту лопатей ротора від дії гальмівної сили вітру, спрямованої проти обертання лівої сторони ротора, встановлено обтічник - 9 в загальну конструкцію корпусу вітродвигуна. З метою регулювання і стабілізації швидкості обертання ротора на верхній маточині встановлений відцентровий регулювальник - 10, вилка повзунка регулятора - 11 і пов'язана з нею тяга - 12, яка сполучена з диском - 13, важелем - 13а і 13б, а також з тросом, перекинутим через блок - 14, противагою - 15 і аварійною лопаттю - 16, кривошипи - 17 на осі дають можливість за допомогою тяги - 18 регулювати положення заслінок - 1. Тарілка - 19 повзунка дає можливість регулювати швидкість обертання вала - 20 ротора вітродвигуна. Підшипники 21, 22 ротора та корпусу з направляючим апаратом забезпечують незалежне обертання. Генератор - 23, вертикальні стійки - 24 ротора. Вітродвигун, що заявляється, працює таким чином: При відкритих заслінках - 1 сила повітряного потоку прямує в корпус - 2 вітродвигуна, де прямий потік вітру, потрапляючи на дугоподібну прямокутну лопать - 8 ротора – 7, створює крутний момент вала - 20 і одночасно струмінь вітру, потрапляючи на лопатки - 3, 4, змінює свій напрям під кутом 90 градусів і 270 градусів. Таким чином, прямий потік і відбиваючі струмені повітря, складаючись, здійснюють обертовий момент вала - 20 ротора - 7 в одному напрямку. Для зменшення лобового опору корпусу вітродвигуна і захисту лівої сторони ротора від прямої сили вітру встановлений обтічник - 9, а на верхній маточині ротора - 7 встановлений відцентровий регулювальник - 10 для стабілізації встановленої швидкості обертання вала - 20 ротора - 7. При обертанні ротора з регулювальником - 10 вантажі під дією відцентрової сили розходяться, захоплюючі за собою повзунок з диском - 19, який охоплюється з двох сторін гумовими роликами на підшипниках вилки - 11. При зміні положення диска змінюється положення вилки - 11, яка за допомогою тяги - 12 змінює положення диска - 13, важелів - 13а, 1 UA 104764 C2 5 13б. На диску 13 закріплений трос, який через блок - 14 утримує противагу - 15, яка зрівнює відцентрову силу. При зміні положення диска - 19 приводиться в дію диск 13 з важелем 13б, який змінює положення тяги 18, змінюючи положення заслінок - 1. Змінений потік повітря змінює швидкість обертання ротора – 7, зрівнюючи систему регулювання, приводячи її до заданої величини швидкості обертання вала - 20. Лопать - 16 дублює регулювання швидкості обертання вала - 20 і страхує весь вітродвигун від аварії при сильному пориві вітру, закриваючи вхід в корпус вітродвигуна шляхом повороту лопаті - 16, диска - 13 колінчастих валів - 17, тяга - 18, а тяга - 12, за допомогою поздовжнього паза, звільнить всю систему від зв'язку з відцентровим регулювальником на час аварійного періоду. 10 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 Вітродвигун з вертикальною віссю обертання, що містить вал на підшипниках з шістьма радіальними прямокутними дугоподібними лопатями, флюгер, який відрізняється тим, що радіальні дугоподібні прямокутні лопаті ротора встановлені під кутом 15 градусів відносно радіуса для збільшення шляху тиску прямого струменя вітру, а також відбитого струменя від направляючих лопаток, які встановлені по внутрішньому периметру корпусу, що обертається флюгером, який виконаний з можливістю встановлення вхідного пристрою вітродвигуна, що складається з автоматично регульованих заслінок і відцентрового регулювальника навантаження, навпроти потоку вітру. 2 UA 104764 C2 3 UA 104764 C2 4 UA 104764 C2 Комп’ютерна верстка О. Рябко 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 5