ПАРУСНОЕ ВЕТРОКОЛЕСО

Устройство относится к ветроэнергетике, в частности к многолопастным тихоходным парусным ветродвигателям, и может быть использовано в приводе ветросиловых агрегатов, например, для подъема воды из колодцев и скважин.
Известно ветроколесо, содержащее ступицу и лопасти, выполненные в виде парусных оперений, лонжероны, трос, D-образную переднюю кромку, причем парусные оперения выполнены в виде упругих пластин, передняя кромка которых имеет форму арки и снабжена отверстиями под лонжерон (см. патент РФ №2211366, кл. F03D 1/06, 2003 г.).
Недостатками указанного ветроколеса являются сложность конструкции и недостаточная прочность.
Известно также ветроколесо, состоящее из лопастей, выполненных в виде оболочечного, двухслойного, скрепленного по периметру равнобедренного треугольника, вершина которого закреплена у ступицы, а основание снабжено натяжной планкой, которая шарнирно соединена с балансиром, балансир шарнирно установлен на внешнем конце трубчатого лонжерона и соединен с натяжной тягой (см. патент РФ №2249720, кл. F03D 1/00, 2005 г.).
Недостатком указанного ветроколеса являются сложность конструкции, наличие достаточно больших масс на периферии колеса и необходимость регулярной обтяжки паруса по мере вытягивания материала под действием погодных условий и ветровых нагрузок.
Наиболее близким к предлагаемому решению является парусное ветроколесо, содержащее соосные, разнесенные на расстояние ступицы с лонжеронами и парусные лопасти четырехугольной формы, которые крепятся своими боковыми кромками к лонжеронам разноименных ступиц (см. патент РФ №70318, кл. F03D 1/00, опубликовано 20.01.2008 г.).
Существенным недостатком данного парусного колеса является отсутствие активной защиты от штормового ветра. При сильном ветре и, соответственно, повышенных оборотах, паруса начинают «трепетать» подобно флагам, что приводит к быстрому износу материала. При дальнейшем усилении ветра возможны как разрыв парусов, так и поломка лонжеронов.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, - защита парусного колеса от штормового ветра.
Решение поставленной задачи достигается тем, что лонжероны, к которым крепятся боковины парусов, выполняются из гибкого материала, способного сгибаться под значительной ветровой нагрузкой.
Предлагаемое техническое решение поясняется графическими материалами, на которых изображено:
На фиг. 1 - общий вид парусного ветроколеса.
На фиг. 2 - деформация парусного ветроколеса в шторм.
При этом приняты следующие обозначения:
1 - вал ветродвигателя; 2 - ступица колеса; 3 - лонжерон; 4 - парус; 5 - пружина кручения; 6 - распорная втулка.
Парусное ветроколесо состоит из двух одинаковых ступиц 2, насаженных на вал ветродвигателя 1, причем одна из ступиц 2 жестко связана с валом 1, а другая имеет возможность свободного вращения на валу 1. Ступицы связаны пружиной кручения 5. В рабочем (скрученном) положении пружина 5 стремиться повернуть одну ступицу 2 относительно другой ступицы 2 (жестко связанной с валом 1), при этом распорная втулка 6 не дает ступицам сближаться. В пазах ступиц 2 закреплены лонжероны 3. К лонжеронам 3 своими боковыми кромками крепятся паруса 4, причем одна боковая кромка паруса 4 крепиться к лонжерону 3 одной ступицы, а вторая - к лонжерону 3 другой ступицы (см. фиг. 1).
Ветроколесо работает следующим образом. Пружина кручения 5, разворачиваясь, вращает лонжероны 3 подвижной ступицы 2 с прикрепленными боковыми кромками парусов 4, тем самым натягивая последние. Образуются парусные лопасти с требуемыми углами атаки и крутки.
При воздействии штормового ветра лонжероны 3 сгибаются (см. фиг. 2), выводя паруса 4 из-под ветра.
По сравнению с ветроколесом, принятым за прототип, предлагаемое ветроколесо имеет следующее преимущество:
защита конструкции от штормовых ветров.