Роторний вітряк з екраном телескопічного типу

Реферат: Роторний вітряк з екраном телескопічного типу містить вертикальну вісь, горизонтальні ферми, шарнірні кріплення та вітрила. Додатково вітряк обладнаний екраном для регулювання величини робочої поверхні вітрил, яка сприймає вітровий натиск. Екран виконаний за телескопічним типом, тобто складається як мінімум з двох або більшої кількості взаємозв'язаних рухомих частин циліндричної форми, що здатні ковзати одна в одній. Кожна з проміжних частин є зовнішньою для попередньої і внутрішньою для наступної, кожна внутрішня частина вільно входить у кожну частину, що розташована ззовні. Кожну з частин циліндричного екрана телескопічного типу оснащено верхнім і нижнім плоскими кільцями, між якими закріплений циліндр з плаского матеріалу, переважно пластику, а кожне нижнє кільце кожної внутрішньої частини циліндричного екрана телескопічного типу при підйомі чіпляє кожне верхнє кільце кожної частини телескопічного екрана, що розташована ззовні. Роторний вітряк додатково обладнаний механізмом підйому/опускання внутрішньої частини телескопічного екрана, блоком автоматичного керування підйомом/опусканням внутрішньої частини телескопічного екрана, датчиком частоти обертання роторного вітряка, наприклад тахометром, і циліндричним футляром для розміщення телескопічного екрана, коли він не використовується. UA 77415 U (54) РОТОРНИЙ ВІТРЯК З ЕКРАНОМ ТЕЛЕСКОПІЧНОГО ТИПУ UA 77415 U UA 77415 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вітроенергетики, а саме до вертикальних роторних вітросилових установок з будь-якою потужністю, і може бути використана для одержання електричної енергії за допомогою вітрових генераторів. Відомий осьовий вітряк з занавісками (вітрилами), який містить вертикальну вісь, по сторонах якої закріплено чотири консолі у вигляді труб, зафіксованих розтяжками до осі; вертикальні екрани, утворені занавісками з тканини, що кріпляться на металевих рамках за допомогою спиць і металевих смуг [1]. Недоліками відомого вітряка є відсутність можливості регулювання частоти обертів для стабілізації швидкості обертання ротора при зміні швидкості вітру. Найбільш близьким до суті корисної моделі, що заявляється (найближчим аналогом) є вітряк, що містить вертикальну вісь, причому на осі за допомогою підшипникового вузла встановлено шість ферм, на кінцях ферм за допомогою одностороннього шарнірного кріплення змонтовані жорсткі вітрила [2]. Недоліками даного вітряка є відсутність можливості регулювання частоти обертів для стабілізації швидкості обертання ротора при зміні швидкості вітру. При збільшенні швидкості вітру збільшується частота обертання роторного вітряка, що викликає зміни електричних параметрів (напруги і частоти), виробленої вітрогенератором. Це призводить до неможливості використання виробленої вітряком електроенергії без додаткових стабілізуючих пристроїв через невідповідність напруги і частоти вимогам стандартів. У разі виникнення шквального вітру відомий вітряк може перевищити критичну швидкість обертання, що спричинить вихід з ладу і його руйнування. Суттєвими ознаками найближчого аналога (прототипу), які співпадають із заявленим роторним вітряком з екраном телескопічного типу, є вертикальна вісь, горизонтальні ферми, шарнірні кріплення та вітрила. Ознаки заявленої корисної моделі, що відрізняються від найближчого аналога (прототипу): - роторний вітряк додатково обладнаний екраном для регулювання площі робочої поверхні вітрил, шляхом екранування (укриття) активної зони ротора, яка сприймає вітровий натиск; - екран виконаний за телескопічним типом, тобто складається з мінімум двох або більше взаємозв'язаних рухомих частин циліндричної форми, що здатні ковзати одна в одній, з яких кожна внутрішня частина вільно входить у кожну частину, що розташована ззовні; - кожна частина циліндричного екрана телескопічного типу складається з верхнього і нижнього плоского кільця, між якими закріплений циліндр з плаского матеріалу, переважно пластику; - кожне нижнє кільце кожної внутрішньої частини циліндричного екрана телескопічного типу при підйомі чіпляє кожне верхнє кільце кожної частини циліндричного екрана, що розташована ззовні; - роторний вітряк додатково обладнаний механізмом підйому/опускання телескопічного екрану, блоком автоматичного керування підйомом/опусканням телескопічного екрана і датчиком частоти обертання роторного вітряка, наприклад, тахометром. В основу корисної моделі поставлена задача за рахунок зміни конструкції вітряка шляхом створення телескопічного екрана, забезпечити можливість регулювання площі робочої поверхні вітрил, шляхом екранування (укриття) активної зони ротора з метою керування швидкістю обертання ротора та для її стабілізації при зміні швидкості вітру. Технічним результатом, що очікується, корисної моделі, що заявляється (роторного вітряка з екраном телескопічного типу), є забезпечення можливості регулювання площі робочої поверхні вітрил, шляхом екранування (укриття) активної зони ротора з метою керування швидкістю обертання ротора та для її стабілізації при зміні швидкості вітру за рахунок зміни його конструкції шляхом створення екрану телескопічного типу, здатного здійснювати необхідне укриття активної зони ротора. Поставлена задача вирішується тим, що у роторному вітряку з екраном телескопічного типу, що містить вертикальну вісь, горизонтальні ферми, шарнірні кріплення та вітрила, відповідно до заявленої корисної моделі, - роторний вітряк 1 додатково обладнаний екраном 2 для регулювання величини робочої поверхні вітрил, яка сприймає вітровий натиск; - екран 2 виконаний за телескопічним типом, тобто складається як мінімум з двох або більшої кількості взаємозв'язаних рухомих частин 3,4,5, циліндричної форми, що здатні ковзати одна в одній, причому кожна з проміжних частин є зовнішньою для попередньої і внутрішньою для наступної, - з яких кожна внутрішня частина 3 вільно входить у кожну частину 5, що розташована ззовні; 1 UA 77415 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 - також кожну з частин 3, 4, 5 циліндричного екрана 2 телескопічного типу оснащено верхнім 6 і нижнім 7 плоскими кільцями, між якими закріплений циліндр 8 з плаского матеріалу, переважно пластику; - кожне нижнє кільце 7 кожної внутрішньої частини 3 циліндричного екрану 2 телескопічного типу при підйомі чіпляє кожне верхнє кільце 6 кожної частини, що розташована ззовні, телескопічного екрана 2; - роторний вітряк 1 додатково обладнаний механізмом підйому/опускання 9 внутрішньої частини 3 телескопічного екрана 2, блоком 10 автоматичного керування підйомом/опусканням внутрішньої частини 3 телескопічного екрана 2, датчиком 11 частоти обертання ротора вітряка 1, наприклад, тахометром, і циліндричним футляром 12 для розміщення телескопічного екрана 2, коли він не використовується. Суть корисної моделі полягає в тому, що при обладнанні роторного вітряка 1 додатковим екраном 2 для регулювання величини робочої поверхні вітрил, яка сприймає вітровий натиск; при виконанні екрана 2 за телескопічним типом, тобто таким, що складається з мінімум двох або більшої кількості взаємозв'язаних рухомих частин 3, 4, 5, циліндричної форми, що здатні ковзати одна в одній, причому кожна з проміжних частин є зовнішньою для попередньої і внутрішньою для наступної, з яких кожна внутрішня частина 3 вільно входить у кожну частину, що розташована ззовні 5; при виконанні кожної частини 3, 4, 5 циліндричного екрана 2 телескопічного типу з верхнього 6 і нижнього 7 плоского кільця, між якими закріплений циліндр 8 з плаского матеріалу, переважно пластику; за умови, що кожне нижнє кільце 7 кожної внутрішньої частини 3 циліндричного екрана 2 телескопічного типу при підйомі чіпляє кожне верхнє кільце 6 кожної частини телескопічного екрана 2, що розташована ззовні; при додатковому обладнанні роторного вітряка 1 механізмом підйому/опускання 9 внутрішньої частини 3 телескопічного екрана 2, блоком 10 автоматичного керування підйомом/опусканням внутрішньої частини 3 телескопічного екрана 2, датчиком 11 частоти обертання ротора вітряка 1, наприклад, тахометром, і циліндричним футляром 12 для розміщення телескопічного екрана 2, коли він не використовується, за рахунок зміни конструкції вітряка шляхом створення телескопічного екрана, здатного забезпечити можливість регулювання площі робочої поверхні вітрил, шляхом екранування (укриття) активної зони ротора з метою керування швидкістю обертання ротора та для її стабілізації при зміні швидкості вітру. Таким чином, сукупність суттєвих ознак заявленої корисної моделі дозволяє досягти технічного результату, зазначеного у заявленому технічному рішенні. Суть корисної моделі ілюструється також його принциповою схемою, наведеною на фіг. 1-6. На фіг. 1 зображений загальний вид зверху роторного вітряка з екраном телескопічного типу. На фіг. 2 - вид збоку роторного вітряка зі складеним екраном. На фіг. 3 - вид збоку роторного вітряка з повністю піднятим екраном. На фіг. 4 - вид збоку роторного вітряка з однією піднятою частиною екрана. На фіг. 5 - вид збоку роторного вітряка з двома піднятими частинами екрана. На фіг. 6 - загальний вид роторного вітряка з механізмом підйому/опускання екрана. При цьому фіг. 1-6 відображають наступні елементи та вузли: 1 - роторний вітряк, 2 екран телескопічного типу, 3 - внутрішня частина телескопічного екрана, 4 - частина телескопічного екрана, що розташована ззовні, 5 - проміжна частина телескопічного екрана, 6 - верхнє плоске кільце однієї з частин телескопічного екрана, 7 - нижнє плоске кільце однієї з частин телескопічного екрана, 8 - циліндр з плаского матеріалу, переважно пластику, 9 - механізм підйому/опускання телескопічного екрана, 10 блок автоматичного керування підйомом/опусканням телескопічного екрана, 11 - датчик частоти обертання ротора вітряка, 12 циліндричний футляр для розміщення телескопічного екрана, коли він не використовується. Роторний вітряк з екраном телескопічного типу працює наступним чином. У момент, коли швидкість вітру зростає, тобто коли датчик 11 частоти обертання ротора вітряка 1 фіксує перевищення допустимої швидкості вітру, виконуючий механізм блока 10 автоматичного керування підйомом/опусканням телескопічного екрана 2 містить механізм 9 підйому/опускання і телескопічний екран 2 починає підніматися вгору. Підйом здійснюється до моменту, коли частота обертів ротора вітряка не відновить своє початкове значення. У разі зменшення швидкості вітру, коли датчик 11 частоти обертання ротора вітряка 1 фіксує уповільнення швидкості обертання ротора, виконуючий механізм блока 10 автоматичного керування підйомом/опусканням телескопічного екрана 2 вмикає механізм 9 підйому/опускання телескопічного екрана 2 у зворотному напрямку. Опускання триває доти, поки частота обертів ротора вітряка не відновить своє початкове значення. 2 UA 77415 U 5 Таким чином, у пристрої, що заявляється, за рахунок створення екрана телескопічного типу, здатного здійснювати регулювання площі робочої поверхні вітрил, шляхом екранування (укриття) активної зони ротора створюються умови для забезпечення керування швидкістю обертання ротора та для її стабілізації при зміні швидкості вітру. Застосування заявленого устаткування для вироблення електричної енергії, або для використання його як механічного двигуна, дозволяє забезпечити можливість керування швидкістю обертання ротора вітряка з метою її стабілізації. 1. Патент РФ № 2298685 С1, 2006 (аналог). 2. Патент України № 45993 u, МПК (2009) F03D3/00, 2009 (прототип). 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 Роторний вітряк з екраном телескопічного типу, що містить вертикальну вісь, горизонтальні ферми, шарнірні кріплення та вітрила, який відрізняється тим, що роторний вітряк (1) додатково обладнаний екраном (2) для регулювання величини робочої поверхні вітрил, яка сприймає вітровий натиск, при цьому екран (2) виконаний за телескопічним типом, тобто складається як мінімум з двох або більшої кількості взаємозв'язаних рухомих частин (3), (4), (5) циліндричної форми, що здатні ковзати одна в одній, причому кожна з проміжних частин є зовнішньою для попередньої і внутрішньою для наступної, кожна внутрішня частина (3) вільно входить у кожну частину (5), що розташована ззовні, також кожну з частин (3), (4), (5) циліндричного екрана (2) телескопічного типу оснащено верхнім (6) і нижнім (7) плоскими кільцями, між якими закріплений циліндр (8) з плаского матеріалу, переважно пластику, а кожне нижнє кільце (7) кожної внутрішньої частини (3) циліндричного екрана (2) телескопічного типу при підйомі чіпляє кожне верхнє кільце (6) кожної частини телескопічного екрана (2), що розташована ззовні, крім того роторний вітряк (1) додатково обладнаний механізмом підйому/опускання (9) внутрішньої частини (3) телескопічного екрана (2), блоком (10) автоматичного керування підйомом/опусканням внутрішньої частини (3) телескопічного екрана (2), датчиком (11) частоти обертання роторного вітряка (1), наприклад тахометром, і циліндричним футляром (12) для розміщення телескопічного екрана (2), коли він не використовується. 3 UA 77415 U 4 UA 77415 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова 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