Устройство преобразования переменного движения окружающей среды во вращательное

Устройство относится к конструкциям ветро- гидро- двигателей независимых от направления движения среды с саморегулированием рабочей площади лопастей.
Известно устройство ветрогенератора с вертикальным приводным валом (патент №186586, опубл. 24.01.2019 г.), состоящего из вертикальных опор, соединенных верхними и нижними поперечными балками; вертикального приводного вала, установленного между верхней балкой и нижней балкой, одного или нескольких модулей преобразования энергии ветра во вращающий момент, которые состоят из ветропринимающих лопастей, верхней и нижней опор ветропринимающих лопастей, жестко связанных с вертикальным приводным валом, ограничителей поворота лопастей. В модуле преобразования энергии ветра во вращающий момент верхняя и нижняя опоры ветропринимающих лопастей выполнены круглой формы, на модуле установлено три ветропринимающие лопасти, которые по длине окружности удалены друг от друга на одинаковое расстояние, разделяя окружность осями, между которыми равные углы в 120°, при этом вертикальные ветропринимающие лопасти выполнены из двух или более плоских поворотных лопастей прямоугольной формы, так что оси поворота поворотных лопастей проходят вертикально через край поворотных лопастей и расположены по дугообразной кривой в радиальном направлении.
Недостатком известной конструкции является сложность конструкции и высокая шумность.
Технический результат, достигаемый при использовании устройства преобразования переменного движения окружающей среды во вращательное, заключается в упрощении конструкции и снижении шума при работе.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство преобразования переменного движения окружающей среды во вращательное содержит соединенный с ротором вал, установленный с возможностью вращения в, по меньшей мере, одной неподвижной опоре, закрепленные на валу по кругу через равные угловые промежутки, по меньшей мере, три жестких каркаса. На каркасы натянуты с помощью строп через устройства натяжения несимметричные лопасти с возможностью поворота вокруг своей оси при взаимодействии с окружающей средой, при этом каркасы снабжены опорными гибкими связями для ограничения поворота лопастей. Лопасти могут быть установлены под разными углами к валу от вертикального до горизонтального положения.
Устройство преобразования переменного движения окружающей среды во вращательное содержит соединенный с ротором вал 1, установленный с возможностью вращения в неподвижных опорах, закрепленные на валу по кругу через равные угловые промежутки каркасы 2, рабочие лопасти 3, закрепленные на каркасах 2 с возможностью поворота относительно своей оси. Каждая лопасть 3 выполнена в виде несимметричного относительно оси вращения паруса из гибкого материала с распорками 4, подвешенного с помощью строп к каркасу 2 через натяжители 5. Поворот лопасти 3 ограничен опорными гибкими связями 6 натянутыми на каркас. Ось вращения паруса 3 смещена минимум на 1/3 от общей ширины паруса.
Минимальное количество лопастей три штуки, максимальное не ограничено. Форма лопасти может быть любая. Расположение оси вращения лопасти может быть вертикальным (Фиг. 1), горизонтальным (Фиг. 2) или комбинированным под разными углами к валу.
Главный вал 1 с каркасом 2 выполнены из жестких и легких материалов, например, алюминия. Опорные связи 6, стропы с растяжками лопастей 3 выполнены из гибких плетеных канатов. Распорки 4 лопастей 3 могут быть выполнены из бамбука.
Устройство преобразования переменного движения окружающей среды во вращательное может использоваться как при взаимодействии с воздухом в конструкции ветрогенераторов так и при взаимодействии с водой.
Окружающая среда переменного движения взаимодействует с рабочими лопастями 3 устройства. При вращении подвижные лопасти 3 саморегулируются на максимальную рабочую площадь при движении по направлению потока и минимальную при движении лопасти в противопотоке.
Вал 1 ротора устанавливают вертикально относительно земли в неподвижных опорах. При движении потока среды лопасти 3 поворачиваются относительно своей оси и опираются на опорные канатные связи 6, создавая крутящий момент на валу ротора.
Минимальное смещение оси натяжителей 5 от каркаса 2 позволяет уменьшить рабочую площадь паруса 3 при движении в противопотоке.
Использование саморегулируемых лопастей 3 позволяет использовать всю рабочую поверхность лопасти, создавая максимальный крутящий момент на выходном валу.
За счет регулирования жесткости подвижных лопастей путем их натяжения исключается необходимость в регуляторе предельных оборотов вала.
Использование в качестве лопастей парусов натянутых с помощью строп на каркасы и отсутствие в конструкции лопастей узлов трения, а также применение гибких опорных связей для ограничения движения лопастей позволило упростить конструкцию и снизить шум от вращающихся лопастей и взаимодействия их со стопорными элементами.