Роторный ветродвигатель

Роторный ветродвигатель

Реферат

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может найти применение при создании машин с ветродвигателями для обработки почвы, подачи воды к мельницам, на речных и морских судах. Достигаемый технический результат при реализации изобретения - создание простой, надежной конструкции ветродвигателя с использованием современных легких материалов с защитой конструкции при неблагоприятных погодных условиях (ураган, вихри и т.д.) Роторный ветродвигатель содержит размещенный в корпусе ротор, установленный на вертикальном валу. Ротор выполнен с двумя крыльями в форме двух полуцилиндров, смещенных относительно друг друга на расстояние не меньше, чем величина их радиуса, и закрепленных жестко между верхними и нижними дисками. Крылья ротора выполнены с продувными закрылками в форме вогнутых по форме крыла пластин, установленных с зазором относительно внешней поверхности крыльев. Корпус снабжен створками с большим размахом для входа, выход воздушного потока и направления его на крылья ротора и выполнен в виде диффузора. Створки корпуса смонтированы с возможностью запуска ротора в раскрытом положении и останова ротора в закрытом положении. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может найти применение при создании машин с ветродвигателями для различного применения: обработки почвы, подачи воды к мельницам, на речных и морских судах.

Известна ветроустановка, содержащая размещенный в опорной башне вертикальный вал с радиальными траверсами, связанными вертикально - осевыми шарнирами с лопастями, подпружиненные тяги, установленные в полостях траверс и соединенные с лопастями, генератор, связанный с валом при помощи мультипликатора, причем тяги выполнены в виде кулис, снабженных установленными на них регулировочными грузами, и подпружинены с помощью пар коаксиально установленных цилиндрических пружин, при этом вертикальные оси шарниров совмещены с центрами масс лопастей (авт. св. СССР N 1820024, кл. F 03 D 3/00, 1993).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является роторный ветродвигатель, содержащий размещенный в корпусе ротор, установленный на вертикальном валу (US, патент N 1460114, кл. F 03 D 3/00, 1923).

Известный ветродвигатель имеет сложную конструкцию, низкую надежность, высокую металлоемкость и ограничен в применении.

Изобретение решает задачу создания простой, надежной конструкции ветродвигателя с использованием современных легких материалов (фанеры, пластмассы, текстолита, дерева, тонкого металла) с широкой областью применения в различных отраслях народного хозяйства (при создании машин с ветродвигателем для уборки урожая ячменя, ржи, кукурузы, покосов трав и т.п.) с защитой конструкции при неблагоприятных погодных условиях (ураган, вихри и т.д.).

Поставленная задача решается тем, что в роторном ветродвигателе, содержащем размещенный в корпусе ротор, установленный на вертикальном валу, ротор выполнен с двумя крыльями в форме двух полуцилиндров, смещенных относительно друг друга на расстояние, не менее, чем величина их радиуса и закрепленных жестко между верхним и нижним дисками, корпус снабжен створками с большим размахом для входа, выхода воздушного потока и направления его на крылья ротора и выполнен в виде диффузора, введены балансиры вращения ротора, а на боковой поверхности верхнего и нижнего дисков сформированы аэродинамические карманы.

Предпочтительно балансиры вращения ротора выполнить в форме труб, закрепленных жестко между верхним и нижним дисками в разъемах между крыльями ротора.

Целесообразно крылья ротора выполнить с продувными закрылками в форме вогнутых по форме крыла пластин, установленных с зазором относительно внешней поверхности крыльев.

Целесообразно створки корпуса смонтировать с возможностью запуска ротора в раскрытом положении и останова ротора в закрытом положении.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Сведений об известности отличительных признаков в совокупностях признаков известных технических решений с достижением такого же, как у заявляемого устройства, положительного эффекта не имеется. На основании этого сделан вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 изображен предлагаемый ветродвигатель, на фиг. 2 - ротор ветродвигателя, на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Роторный ветродвигатель состоит из размещенного в корпусе 1 с возможностью вращения ротора 2, установленного на вертикальном валу 3 и выполненного с двумя крыльями в форме двух полуцилиндров 4, 5, вогнутой частью обращенных друг против друга, смещенных относительно друг друга на величину, не меньшую радиуса вогнутости и закрепленных жестко между верхним и нижним дисками 6, 7.

Корпус 1 выполнен в виде цилиндрического диффузора, стенки внутри которого выполнены с переменным сечением и, например, из пенопласта. Корпус 1 снабжен створками 8, 9 с большим размахом для входа, выхода воздушного потока и направления его на крылья 4, 5 ротора 2. В верхней и нижней частях створок 8, 9 целесообразно установить дефлекторы для создания коридора прохода большого объема воздушного потока. Передние створки 8, 9 служат для приема воздушного потока, а задние створки (не показаны) регулируют поток воздуха на выходе (служит для выхода воздушного потока). Верхняя часть корпуса 1 является крышей ротора 2, сверху которой закреплен обтекатель, закрывающий верхний конец вала 3 ротора 2 и гнездо, где размещен подшипник верхнего конца вала 3 ротора 2. В дне корпуса 1 в центре выполнено гнездо для размещения опорного подшипника для нижнего конца вала 3 ротора 2. В нижней части левой створки перпендикулярно поставлен дефлектор для направления воздушного потока на крыло.

Корпус 1 выполнен с возможностью вращения на 360^o и фиксирования в любом положении при помощи, например, монорельс и кареток на подшипниках (не показаны).

Створки корпуса также служат в качестве ручного привода ротора 2.

Створки корпуса в открытом положении приводят в работу ротор 2, а в закрытом положении осуществляют останов ротора 2.

Между верхним и нижним дисками 6, 7 в разъемах между крыльями ротора 2 жестко закреплен балансиры 10 вращения ротора 2, выполненные в форме труб, для обеспечения равномерного вращения ротора 2. На боковой поверхности верхнего и нижнего дисков 6, 7 сформированы аэродинамические карманы 11. Крылья 4, 5 ротора 2 выполнены с продувными закрылками 12 в форме вогнутых по форме крыла пластин, установленных с зазором относительно внешней поверхности крыльев 4, 5.

Створки 8, 9 корпуса 1 смонтированы с возможностью запуска ротора 2 в раскрытом положении и останова ротора 2 в закрытом положении.

Вертикальный вал 3 может быть выполнен, например, из стальной трубы и закреплен между верхним и нижним стальными дисками 6, 7 при помощи фланцев. Вертикальный вал 3 является валом отбора мощности, он принимает вращательное движение крыльев 4, 5 и передает вращение на редуктор.

Верхний и нижний диски 6, 7 служит для соединения всех основных частей ротора.

Крылья 4, 5 ротора могут быть выполнены из поделочной стали толщиной 0,8 мм. Торцевые концы крыльев 4, 5 отбортованы для жесткого крепления к дискам 6, 7 ротора 2.

Аэродинамические карманы 11 могут быть сформированы, например, путем окантовки боковой поверхности дисков 6, 7 металлической лентой, на которой жестко закреплены через промежутки металлические козырьки.

Аэродинамические камеры 11 служат для увеличения скорости вращения ротора 2.

Роторный ветродвигатель работает следующим образом. При открытых передних и задних створках корпуса 1 воздушный поток направляется на крылья ротора 2.

Крылья 4, 5 воспринимаются основное усилие воздушного потока, их вращательное движение приводит во вращательное движение вертикальный вал 3 отбора мощности, который передает вращательное движение на редуктор или коробку передач. При закрытии передней и задних створок прекращается подача воздушного потока на крылья 4, 5, ротор 2 останавливается.

Предлагаемая конструкция ветродвигателя технологична в изготовлении, надежна, долговечна, удобна в эксплуатации.

Формула изобретения

1. Роторный ветродвигатель, содержащий размещенный в корпусе ротор, установленный на вертикальном валу, отличающийся тем, что ротор выполнен с двумя крыльями в форме двух полуцилиндров, смещенных относительно друг друга на величину, не меньшую радиуса вогнутости, и закрепленных жестко между верхним и нижним дисками, корпус снабжен створками с большим размахом для входа и выхода воздушного потока и направления его на крылья ротора и выполнен в виде диффузора, введены балансиры вращения ротора, а на боковой поверхности верхнего и нижнего дисков сформированы аэродинамические карманы.

2. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что балансиры вращения ротора выполнены в форме труб, закрепленных жестко между верхним и нижним дисками в разъемах между крыльями ротора.

3. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что крылья ротора снабжены продувными закрылками в форме вогнутых по форме крыла пластин, установленных с зазором относительно внешней поверхности крыльев.

4. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что створки корпуса смонтированы с возможностью запуска ротора в раскрытом положении и останова ротора в закрытом положении.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3