ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ

Полезная модель относится к области получения энергии нетрадиционным путем, в частности к ветроэнергетике и предназначена для использования в ветроустановках различной мощности.
Известен ветродвигатель, содержащий вращающуюся опору, на которой закреплен каркас, включающий центральный трубчатый элемент, на каркасе закреплены лопасти с возможностью поворота каждой лопасти вокруг собственной оси; оси вращения лопастей равноудалены друг от друга и от оси ветродвигателя, на вращающуюся опору на которой установлено средство для снятия мощности, при этом ветродвигатель снабжен средством управления его фазовой ориентации (см. патент РФ на полезную модель №49136 МПК 7 F 03 D 3/02, публикация 15.04.05. г.).
Основным существенным недостатком известного ветродвигателя является невысокая скорость ветроразрушения и сложность конструкции.
Полезная модель решает следующую задачу-повышение скорости ветроразрушения и упрощение конструкции.
Поставленная задача решается в полезной модели за счет выполнения лопастей сборными с четным количеством подвижных сегментов поделенных поровну и поворачивающихся в противоположные стороны, жестко связанных друг с другом посредством двух тяг и двух шестерен закрепленных на осях сегментов, дополнительного снабжения регулятором частоты вращения, выполненным в виде нагрузочного реостата, снабженною электродвигателем и реле напряжения. Кроме того поставленная задача решается за счет закрепленного на осях сегментов регулятора поворота сегментов, состоящего из корпуса, в котором установлены шток две пружины, а так же средства управления фазовой
ориентацией включающее в себя закрылок с подвижными контактами, и кольцевых контактов закрепленных на блоке звездочек и выполнения привода блока звездочек в виде цепной передачи, редуктора и электродвигателя.
Вышеприведенная совокупность существенных признаков является новой и представляет собой существенные отличия, которые соответствуют такому критерию полезной модели, как новизна. Новые существенные признаки неизвестны из патентной и технической литературы.
Использование приведенных новых существенных признаков с известными признаками, присущими прототипу заявляемой полезной модели реализует поставленную задачу, причем многократное количество раз, что позволяет сделать вывод о соответствии с представляемым техническим решением критерию полезной модели-«промышленная применимость».
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, где:
- на фиг.1 - показан общий вид ветродвигателя.
- на фиг.2 - показана конструкция лопастей.
- на фиг.3 - показана конструкция регулятора поворота сегментов.
- на фиг.4 - показана конструкция блока звездочек.
Ветродвигатель состоит из опоры 3, собранной из углового профиля (фиг.1), на которой установлена ступица 2, электродвигатель 7 и редуктор 6 привода блока звездочек, а так же генератор 4 и редуктор 5 снятия мощности. В ступице установлена трехлучевая каретка 9, на каретке закреплены лопасти 11 с установленными на осях лопастей звездочками 10, приводными цепями 8 и смонтированном на валу каретки блоком звездочек 1.
Лопасти состоят из четного количества сегментов 12 (фиг.2), жестко связанных друг с другом посредством двух тяг 14 и двух шестерен 13 на которых закреплен регулятор поворота сегментов 15.
Регулятор поворота сегментов состоит из корпуса 17 (фиг.3), штока 16 и двух пружин 18.
Средство управления фазовой ориентацией состоит из закрылка 20 (фиг.4) с подвижными контактами 21, контактного кольца 22 жестко закрепленного на блоке звездочек 19 и четырех щеток 23 закрепленных на ступице.
Ветродвигатель содержит вращающуюся вокруг собственной оси трехлучевую каретку 9, выполненную совместно с валом и установленную в ступице 2 на опоре 3. На каретке в подшипниках смонтированы три лопасти 11 вращающиеся вокруг оси каретки, а так же вращающиеся вокруг собственной оси с частотой в два раза меньшей, чем вокруг оси каретки. Лопасти включают в себя поворачивающиеся на 180° сегменты 12 связанные друг с другом через тяги 14 и шестерни 13 с регулятором поворота сегментов 15 ограничивающим их передвижение.
Средство управления фазовой ориентацией состоит из закрылка 20 с подвижными контактами 21 вращающегося вокруг оси каретки, кольцевых контактов 22 вращающихся вместе с блоком звездочек, щеток 23 скользящих по кольцевым контактам, электродвигателя 7 с редуктором 6 и цепной передачей 8 поворачивающего блок звездочек 19.
Под воздействием ветра закрылок поворачивается по ветру. При подаче напряжения на кольцевые контакты подается напряжение, включается электродвигатель и поворачивает блок звездочек вместе с кольцевыми контактами, пока они не разомкнутся, лопасти поворачиваются на ветер, т.е. одна лопасть находится перпендикулярно ветру, а две другие лопасти находятся под углом к направлению ветра, на них действует подъемная сила. При достижении ветродвигателем номинальной частоты вращения включается генератор и выдает в сеть электрический ток необходимой частоты и напряжения. Далее частота вращения регулируется
регулятором частоты вращения т.е. при отсутствии нагрузки в сети и дальнейшем повышении частоты вращения реле напряжения включает электродвигатель реостата, перемещается ползунок и генератор грузится на реостат, частота вращения снижается до номинальной. При повышении скорости ветра и росте нагрузки генератора на реостат или в сеть до максимальной мощности, давление ветра на сегменты повышается, они поворачиваются и давят на пружины регулятора, сегменты поворачиваются пока не уравняется давление ветра и давление пружины, ветродвигатель продолжает работать с номинальной частотой вращения вплоть до полного раскрытия сегментов (фиг.2). Парусность лопасти при полном раскрытии снижается на 90%.
При изменении направления ветра закрылок поворачивается и включает электродвигатель, блок звездочек поворачивается и ориентирует лопасти на ветер.
Преимущества данной полезной модели по сравнению с прототипом состоит в следующем:
- возможность использования ветродвигателя в областях с низкой среднегодовой скоростью ветра.
- возможно изготовление ветрогенераторов большой мощности.
- получение переменного тока без инвертора.
- высокая скорость ветроразрушения.
- простота конструкции.