КАРУСЕЛЬНЫЙ ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ "АНДРЮША"

Полезная модель относится к ветроэнергетике, а именно к двигателям, использующим энергию ветра, и может быть использована в ветроэлектрических агрегатах небольшой мощности.
4
Известен карусельный ветродвигатель, содержащий установленный на мачте вал, вокруг которого вращается ступица с ветроколесом и шарнирно прикрепленными к нему профилированными подпружиненными лопастями. Ветродвигатель имеет сложную систему регулирования угла поворота лопастей (SU 333285 А, МПК F03D 3/00, oп. 21.03.72).
Недостатком известной конструкции ветродвигателя является ее сложность и невозможность легкого установления на мачте.
3
Наиболее близким аналогом заявляемого устройства, выбранным в качестве прототипа, является карусельный ветродвигатель, содержащий ветроколесо в виде ферм, к концам которых шарнирно прикреплены профилированные подпружиненные лопасти. Ветроколесо закреплено на ступице, которая вместе с маховиком вращается вокруг вала, неподвижно установленного на мачте. Маховик посредством механической передачи соединен с генератором, причем последние также закреплены на мачте (SU 992799 А, МПК F03D 3/00, oп. 30.01.83). Общими существенными признаками известного и заявляемого устройств являются расположенные на мачте ветроколесо с профилированными лопастями на концах, ступица, установленная соосно с валом, маховик, посредством механической передачи соединенный с генератором.
Недостатками известного ветродвигателя являются сложная неэффективная конструкция, повышенная металлоемкость, невозможность легкого установления на мачте, вследствие того, что сначала необходимо установить неподвижный вал и отдельно механическую передачу и генератор, а уже потом ступицу с ветроколесом.
В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования карусельного ветродвигателя, в котором путем конструктивных изменений обеспечивается достижение технического результата - упрощение конструкции при эффективном использовании энергии ветра, а также снижение металлоемкости, возможность легкого установления на мачте сразу всей конструкции. Кроме того, обеспечивается снижение вибрации и шума в процессе эксплуатации.
Поставленная задача решается тем, что в карусельном ветродвигателе «Андрюша», содержащем расположенные на мачте ветроколесо с профилированными лопастями на концах, ступицу, установленную соосно с валом, маховик, посредством механической передачи соединенный с генератором, в соответствии с полезной моделью новым является то, что ветроколесо, выполненное в виде стержня с неподвижно закрепленными лопастями в форме полуцилиндра, и маховик установлены на валу, выполненном с возможностью вращения внутри неподвижной ступицы, на которой закреплена площадка для механической передачи и генератора.
Новым также является то, что в качестве механической передачи использована клиноременная передача с паразитирующим роликом.
Между совокупностью существенных признаков заявляемой полезной модели и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
Конструктивные изменения, а именно:
- выполнение ветроколеса в виде стержня с неподвижно закрепленными лопастями в форме полуцилиндра;
- установление ветроколеса и маховика на валу, выполненном с возможностью вращения внутри неподвижной ступицы;
закрепление на ступице площадки для механической передачи и генератора;
в совокупности с известными признаками заявляемой полезной модели обеспечивает упрощение конструкции и снижение металлоемкости, вследствие использования стержней, а не ферм, отсутствия сложного механизма поворота лопастей, благодаря их неподвижному закреплению, при этом выполнение лопастей в форме полуцилиндра обеспечивает эффективное использование энергии ветра при любом его направлении. Выполнение ступицы неподвижной, на которой держится вся конструкция, позволяет легко устанавливать ее на любую мачту, легко транспортировать без выполнения дополнительных операции по монтажу и демонтажу отдельных деталей и узлов. Отсутствие механизма поворота лопастей и вращение вала с ветроколесом внутри неподвижной ступицы приводит к снижению вибрации и шума при работе ветродвигателя.
А наличие паразитирующего ролика в случае использования в качестве механической передачи клиноременной передачи способствует постоянному натяжению ремня, что, во-первых, повышает эффективность работы механической передачи, а, во-вторых, также снижает уровень вибрации и шума.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен фронтальный вид карусельного ветродвигателя «Андрюша», на фиг.2 - вид сверху карусельного ветродвигателя.
Карусельный ветродвигатель «Андрюша» содержит расположенные на мачте (на чертежах не показана) ветроколесо 1 в виде обтекаемых стержней с неподвижно закрепленными на их концах лопастями 2, имеющими форму полуцилиндра. Ветроколесо 1 установлено на валу 3 вместе с маховиком 4 и кожухом 5, который защищает конструкцию от осадков. Вал 3 выполнен с возможностью вращения внутри ступицы 6 с помощью подшипников 7. На ступице 6 закреплена площадка 8 для механической передачи, соединенной с генератором 9. Для мелкосерийного и кустарного производства механическая передача выполнена в виде клиноременной передачи 10, соединяющей шкив 11 с маховиком 4. При этом клиноременная передача 10 оснащена паразитирующим роликом 12, обеспечивающим натяжение ремня с помощью пружины 13. Для крупносерийного и массового производства целесообразно использовать зубчатую передачу с пластмассовыми зубчатыми колесами, при этом зубчатое колесо генератора непосредственно соприкасается с зубчатым колесом-маховиком.
Карусельный ветродвигатель «Андрюша» работает таким образом.
Ветродвигатель устанавливают на любой мачте, для этого внутренний диаметр ступицы 4 должен соответствовать диаметру мачты. Порыв ветра любого направления давит на поверхности лопастей 2 и приводит во вращение ветроколесо 1, одновременно с которым вращается и маховик 4. Вращение от маховика 4 с помощью механической передачи передается и на ротор генератора 9, который вырабатывает электрическую энергию.