ВЕНТИЛЯТОР С ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНЫМ ПРИВОДОМ ОТ АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНОГО ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ

Область техники данного изобретения относится к системам вентиляции, в части ее интенсификации, за счет использования нетрадиционных источников энергии (энергии ветра).
Известна система вентиляции (1), в которой для увеличения расхода приточного воздуха через вентилируемый кожух, в качестве элемента, интенсифицирующего процесс вентиляции, используется горизонтально расположенный вращающийся элемент (вал), проходящий через кожух и соединяющий какой-либо ведущий и ведомый узел. Вращение этого элемента создает вокруг него закручивание потока среды, вовлекая ее внутрь кожуха, через щели между стенками кожуха и вращающимся элементом.
Недостатком этой системы вентиляции является необходимость наличия вращающегося элемента, достаточно большого диаметра, обладающего значительной массой (способной вызывать значительные вибрации) и приводимого во вращение мощным электроприводом. Наличие щелей между стенками кожуха и вращающимся элементом, в некоторых случаях применения, может являться фактором, снижающим интенсивность вентиляции.
Техническая задача предлагаемого изобретения состоит в повышении интенсификации процесса вентиляции в системах естественной приточной вентиляции, за счет использования энергии ветра.
Поставленная техническая задача достигается путем, установки в шахту дефлектора системы естественной вентиляции вентилятора, приводом которого служит автоколебательный ветродвигатель.
Отличительной особенностью привода вентилятора является то, что тяга ветродвигателя выполнена в виде винта и соединена с корпусом муфты вентилятора посредством шайбы с зацепом. В середине шайбы находится фигурное отверстие, внутри которого движется винтовая тяга, являющаяся, одновременно, и валом вентилятора. При этом муфта с закрепленными на ней лопастями вентилятора совершают вращательное движение.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства. Устройство состоит из волнового автоколебательного ветродвигателя (2) (элементы 1-14), служащего приводом вентилятора (элементы 15-20, 23), установленного в шахту дефлектора 21 системы естественной вентиляции здания 22.
Ветродвигатель состоит из основания 1, установленного поверх козырька дефлектора 21. К основанию крепится внутренняя труба 2. Внешняя труба 3 устанавливается на упорный подшипник 5 и радиальный подшипник 6. К внешней трубе крепится стойка 7 с шарниром 8. С шарниром соединено коромысло 9 опирающееся на пружину сжатия 10. К коромыслу через плоскую пружину 11 крепится крыло 12. В хвостовой части крыла установлен груз 13. К коромыслу присоединена тяга 14, проходящая внутри внутренней трубы. Тяга соединена с винтом 15, проходящим через фигурное отверстие шайбы 16, которая связана с помощью ступенчатых зацепов с муфтой 17, на которой закреплен вентилятор 23. Муфта 17 установлена во внутреннюю обойму подшипника 18, который своей внешней обоймой закреплен в муфте 19, закрепленной на раме 20, установленной внутри дефлектора 21.
Устройство работает следующим образом: под действием ветрового потока крыло выходит из состояния равновесия. Если оно занимает положение, при котором угол атаки крыла принимает положительное значение, то происходит подъем крыла вверх. Вместе с ним поднимается коромысло 9. Ход коромысла вверх ограничен пружиной 10. При остановке коромысла крыло будет поворачиваться вокруг центра сопротивления, так как центр тяжести крыла находится между центром сопротивления и точкой соединения груза 13. В момент, когда угол атаки станет отрицательным, на крыло начнет действовать сила перемещающая его вниз. К этой силе прибавится сила упругости пружины, и крыло, действуя на коромысло 9, будет опускать его вниз до тех пор, пока пружина 10 не сожмется. Коромысло перестанет опускаться и крыло, за счет поворота вокруг точки сопротивления вновь займет положение, при котором угол принимает положительное значение и крыло, а вместе с ним и коромысло начнут подниматься вверх. Далее цикл повторяется.
При условии близости частоты колебаний коромысла к частоте колебаний крыла возникает явление резонанса, сопровождающееся увеличением амплитуды колебаний. Тяга 14, связанная с коромыслом, при этом совершает возвратно-поступательные движения, которые передаются винту 15.
При движении тяги 14 вниз, винт 15, действуя через фигурный вырез шайбы 16, заставляет ее поворачиваться. Т.к. шайба 16 посредством ступенчатых зацепов связана с муфтой 17, то муфта тоже приходит во вращение, вместе с закрепленным на ней вентилятором 23.
При движении тяги 14 вверх, винт 15, действуя через фигурный вырез шайбы 16, заставляет ее приподыматься, выходить из зацепления с муфтой 17 и не препятствовать вращению муфты и вентилятора.
Использование в системах естественной приточной вентиляции вентилятора, позволяет интенсифицировать процесс вентиляции. А применение в качестве его привода ветродвигателя, преобразующего колебательные движения крыла во вращательное движение вентилятора без промежуточных передаточных механизмов позволяет повысить энергоэффективность и экологичность процесса вентиляции.
Источники информации:
1. Патент РФ на изобретение №2500891 - Приоритет от 02 марта 2009 г.
2. Патент РФ на полезную модель №143620 - Приоритет от 19 марта 2014 г.