КОЛЕБЛЮЩАЯСЯ КОНСОЛЬ С ПОВОРОТНЫМИ ЗАКРЫЛКАМИ ОСНОВНОЙ ЛОПАСТИ ВЕТРО-И ГИДРОУСТАНОВКИ
OSCILLATING CONSOLE WITH ROTARY FLAPS OF MAIN BLADE OF WIND AND HYDROELECTRIC POWER PLANT

Изобретение относится к возобновляемой энергетике и может быть использовано при создании новых невращающихся преобразователей кинетической энергии для ветро- и гидроустановок, работающих в свободных воздушных или водных потоках.
Известна поворотная консоль ветро- и гидроустановки с колеблющимися вертикальными лопастями (1), содержащая кинематически связанные между собой сдвоенные основную и вспомогательную лопасти. Однако такое конструктивное решение осуществляет в крайних левом и правом положениях основной лопасти передачу крутящих моментов с существенными потерями, особенно на малых углах атаки к набегающему потоку.
Технической задачей изобретения является создание более эффективных невращающихся технических средств преобразования кинетической энергии воздушных или водных потоков с более равномерным крутящим моментом на валу многополюсного генератора, а также улучшение самопроизвольного запуска консоли после ее остановки во время бури или проведения профилактических работ.
Поставленная цель достигается тем, что на торцах верхней и нижней секций основной лопасти со стороны набегающего потока дополнительно размещены на концевых штифтах поворотные закрылки обтекаемой формы, удерживаемые в пределах ограничивающих углов пружинящими вилками и возвратными пружинами с регулированным натяжением.
Плоскости поворотных закрылков так же, как основной и вспомогательной лопастей, имеют простую симметричную обтекаемую форму, что в целом снижает их себестоимость и улучшает технологичность.
Из патентной и научно-технической информации автору не известны источники, содержащие сведения об аналогичных технических решениях, имеющих сходные признаки с заявляемым решением.
Изобретение поясняется схематическими изображениями, где:
Фиг.1 - Вид сверху на рабочие положения плоскостей лопастей и закрылков в воздушном или водном потоках.
Фиг.2 - Вид сбоку на основную сдвоенную лопасть с закрылками.
Фиг.3 - Фрагмент основной лопасти с закрылком:
а) - вид сбоку; в) - вид сверху.
Консоль 1 содержит кинематически связанные основную 2 и вспомогательную 3 сдвоенные лопасти, размещенные на герметичном кожухе 4. На торцах каждой из секций основной лопасти 1 дополнительно размещен на двух концевых штифтах 5 поворотный закрылок 6, на котором закреплены две пружинящие вилки 7 с демпфирующими накладками 8 и стойка 9, соединенная посредством возвратной пружины 10 с резьбовой осью 11, связанной с помощью фигурной гайки 12 с уголковым кронштейном 13, посаженным на несущей пластине 14.
Внутри каждой из полых секций основной лопасти 2 размещены усиливающие их прочность гофрированные ребра жесткости 15, особенно в местах контакта с демпфирующими накладками 8 пружинящих вилок 7.
Консоль работает следующим образом.
з
л
з
л
3
з
1
1
к
к
-
-
-
+
-
Если, например, изначально ось консоли 1 находилась в среднем положении, совпадающем с направлением потока, а плоскость основной лопасти - в левом, то они совместно со вспомогательной лопастью 3 будут двигаться влево (фиг.1). С продолжением движения лопасти 2 к крайнему левому положению угол атаки ее плоскости относительно потока будет пропорционально уменьшаться и в условной точке А′ (в вертикальной плоскости м-м′) он будет равен нулю. Одновременно вспомогательная лопасть 3 под продолжающимся давлением на ее плоскости набегающего потока будет продолжать поворот консоли 1 влево, при этом основная лопасть 2, зайдя в отрицательный угол α , начнет разворот вокруг своей оси в обратную сторону, а закрылок 6 - дополнительный разворот на фиксированный угол α  и создаст дополнительное усилие для разворота рабочей лопасти 2 на полный угол β  и одновременного с ней разворота вспомогательной лопасти 3 на больший угол (новое взаимное положение обеих лопастей показано пунктиром). Таким образом, в диапазоне А-А′ создается максимальное усилие для поворота консоли 1 вправо. Все последующие процессы с правой стороны в диапазоне А′-A будут идентичны. Полный рабочий угол разворота консоли 1 в каждую сторону составляет α +α  и на практике находится в пределах 50-70 градусов.
Необходимое рабочее натяжение возвратной пружины 10 при постоянном плече t рычага стойки 9 осуществляется с помощью поворота регулировочной фигурной гайки 12.
Использованный источник информации
Патент РФ №2484298 (фиг.1 и 5).