ВЕТРОВОЕ КОЛЕСО

ВЕТРОВОЕ КОЛЕСО
Предлагаемая полезная модель относится к области ветряных двигателей, а именно к устройствам для преобразования энергии ветра в механическую энергию, например ветровых колес для различного назначения .
Известно тихоходное ветровое колесо, содержащее решетчатый силовой каркас, расположенный перед прикрепленной к нему решеткой лопастей, на которую набегает поток. (См. А.св. СССР №159148, МПК F03d, опубл. 22.11.1963,БИ№23).
Недостатком известного устройства является низкая надежность и высокая материалоемкость. Этот недостаток обусловлен конструктивными особенностями тихоходного ветрового колеса, а именно, консольным закреплением лопастей, требующим увеличения толщины лопастной лопатки.
Известно также , принятое за прототип, многолопастное ветровое колесо с наружным ободом и натяжными лопастями, растянутыми между наружным ободом и ступицей ветрового колеса (См. А.св. № 92750, Класс 88с 2/01, заявлено 08.12.50).
Недостатком данного устройства является низкая надежность и высокая материалоемкость. Данный недостаток обусловлен недостаточной жесткостью лопастей на скручивание, как следствие это ведет к снижению коэффициента использования энергии ветра.
Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью состоит в повышение надежности и увеличении срока службы и коэффициента использования энергии ветра при одновременном снижении материалоемкости.
Указанный результат достигается тем, что в известном ветровом колесе, включающем, выполненный в виде обода и ступицы, соединенных передними и задними рядами спиц, силовой каркас с натяжными лопастями, растянутыми между упомянутыми ободом и ступицей, согласно полезной модели, спицы переднего ряда смещены относительно спиц заднего ряда, а каждая лопасть закреплена боковыми кромками на спицах переднего и заднего рядов и выполнена с изгибом по диагонали от верхней точки лопасти, соприкасающейся со спицей переднего ряда к нижней ее точке, соприкасающейся со спицей заднего ряда, обод выполнен из двух круговых поясов, связанных посредством стержней, и верхних горизонтальных кромок лопастей в виде круговой фермы с треугольной решеткой, прикрепленной узлами к спицам, передние и задние ряды которых смещены относительно друг друга на угол 15-30 градусов; причем, оси спиц проходят через ось вращения ветрового колеса, а каждая лопасть имеет загнутые боковые кромки, отличием полезной модели является также то, что
F03D 1/00 л о опасть может быть выполнена с переменным углом закрутки относительно ее си симметрии . Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. В отличие от известных решений применение в предложенной полезной модели «Ветровое колесо лопастей, выполненных с изгибом по диагонали от верхней точки лопасти, соприкасающейся со спицей переднего ряда, к нижней ее точке, соприкасающейся с задней спицей заднего ряда, дает возможность повысить коэффициент использования энергии ветра, а смещение спиц переднего ряда относительно спиц заднего ряда и закрепление на упомянутых смещенных спицах лопастей, закрепленных боковыми кромками на спицах переднего и заднего рядов, дает возможность не только увеличить коэффициент использования энергии ветра и повысить надежность установки в целом , а также значительно увеличить срок ее службы (долговечность), кроме того, закрепление лопастей посредством загнутых боковых кромок, в сравнении с аналогами, исключает дополнительное крепление нижних кромок лопастей, что исключает применение дополнительного внутреннего обода или изменение (усиление) конструкции ступицы, а это дает возможность предложенной полезной модели одновременно повысить надежность в работе и снизить материалоемкость, эту же задачу решает конструкция крепления спиц, оси которых проходят через ось вращения ветрового колеса. Выполнение обода в виде двух круговых поясов, связанных посредством стержней и верхних кромок лопастей, в виде круговой фермы с треугольной решеткой , прикрепленной узлами к спицам, позволит избежать выхода ветрового колеса из строя при резком повышении силы ветра, тем самым также обеспечивает ее надежность. По имеющимся у заявителя сведениям, совокупность существенных признаков заявляемой полезной модели не известна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию новизна. Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность полезной модели, может быть многократно использована в производстве различных модификаций ветрового колеса с получением технического результата, заключающегося в повышении надежности и снижении материалоемкости, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию « промышленная применимость « Сущность полезной модели поясняется примером конкретного выполнения и чертежами, где на фиг.1 изображено ветровое колесо, вид спереди; на фиг.2 - лопасть в сборе со спицами и ступицей, вид спереди; на фиг.З.- лопасть (вид «А на фиг.2);
на фиг.6 - обод ветрового колеса (вид «Г на фиг.1);
на фиг.7 - крепление спицы к ободу (разрез «Д-Д на фиг.1);
на фиг.8 - обод ветрового колеса (разрез «Е-Е на фиг.2 );
на фиг.9 - элемент крепления в нижней части лопасти (разрез «Ж-Ж на
фиг.З);
на фиг. 10 - модификация выполнения лопасти (вид «Б на фиг.2 по п.2
формулы;
.Ветровое колесо содержит натяжные лопасти 1, прикрепленные загнутыми боковыми кромками ( на чертеже не показаны) к спицам 2 переднего 3 и заднего 4 рядов, один из которых смещен относительно другого на угол 20 градусов. Каждая натяжная лопасть выполнена с изгибом по диагонали от верхней точки лопасти, соприкасающейся со спицей 2 переднего ряда 3, к нижней ее точке, соприкасающейся со спицей 2 заднего ряда 4. Оси спиц 2 проходят через ось вращения ветрового колеса. Верхние и нижние кромки каждой лопасти усилены стержнями (уголками) 5 и 6, которые в свою очередь прикреплены к спицам 2. К верхним концам спиц 2 присоединен обод в виде двух круговых поясов 7 и стержни 8 и, являющиеся верхней кромкой каждой натяжной лопасти 1 стержни (уголки) 5, все вместе которые образуют круговую ферму с треугольной решеткой. Спицы 2 крепятся к ступице 9 с помощью пластины 10 и болтов.
Сборку ветрового колеса осуществляют узлами (лопасть в сборе), каждый из которых включает в себя натяжную лопасть 1, спицы 2, стержни (уголки) 5 и 6 и пластины 10. Сборку производят в кондукторе на заводе, что обеспечивает достаточную точность и уменьшает трудоемкость изготовления ветрового колеса на монтажной площадке. Обод собирается из двух круговых поясов 7, которые изготавливают отдельными частями и прикрепляют на монтажной площадке к спицам после закрепления упомянутых выше узлов (лопастей в сборе) на ступице 9. Одновременно со сборкой обода к спицам 2 узлов прикрепляют стержни 8. Собранную на монтажной площадке конструкцию устанавливают в рабочее положение.
Применение предложенной полезной модели «Ветровое колесо позволит повысить надежность и увеличить срок службы и коэффициент использования энергии ветра при одновременном снижении материалоемкости.