Регулятор скорости вращения вертикального ветродвигателя

МПКР0307/04
РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО
Полезная модель относится к области ветроэнергетики, в частности, относится к устройствам регулирования скорости вращения вертикальных ветродвигателей.
Известен регулятор скорости для вертикального ветродвигателя (1), содержащий горизонтально установленный вал, установленные на валу поворачиваемые вокруг радиальной оси две лопасти, которые удерживаются в заданном положении с помощью двух сжатых цилиндрических пружин через систему рычагов и специального конуса-тарелки. Поворот лопастей в сторону уменьшения полезной составляющей ветрового напора происходит от давления ветра на конус.
Недостатком известного регулятора вращения вертикального ветродвигателя являются:
1.Нежелательное удлинение вала и лопастей из-за наличия второй пружины и конуса-ветроприемника.
2.Невозможность четкого выполнения своей функции конусом из-за завихрения воздушного потока, обтекающего передаточную коробку.
3.Конструктивные затруднения для размещения в двигателе более двух лопастей.
Вышеприведенная конструкция регулятора взята мной в качестве прототипа.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции, повышение надежности, защита вертикального ветродвигателя от чрезмерных перегрузок, вызванных действиями ураганных порывов ветра и получение возможности размещения такого количества лопастей, которое обеспечивает максимальный КПД на площадь охватываемого ветродвигателем круга.
ВЕТРОДВИГАТЕЛЯ
Поставленная задача в полезной модели, включающей горизонтально установленный вал и лонасти, установленные на валу с возможностью поворота вокруг радиальной оси решается тем, что лопасти на валу приводного механизма установлены свободновращающимися вокруг одной грани, снабжены кулачками с эвольвентной рабочей поверхностью, установленных неподвижно на цилиндрических цапфах лопастей и выполнены зажатыми цилиндрической пружиной таким образом, что угол атаки лопасти составляет
Вышеприведенная особенность конструкции регулятора позволяет, кроме выполнения основной функции, под повышенным напором ветра поворачиваться вокруг своей оси в сторону уменьшения угла атаки, тем самым уменьшая полезную составляюшую ветра, что обеспечивает постоянную скорость врап ;ения вала.
Суш;ественными отличительными признаками полезной модели являются:
-лопасти на валу приводного механизма, установленные свободноврап ;аюш;имися вокруг одной грани;
-снабжены кулачками с эвольвентной рабочей поверхностью, установленных неподвижно на цилиндрических цапфах лопастей и выполнены зажатыми цилиндрической пружиной так, что угол атаки лопасти составляет 40°.
Вышеприведенные существенные отличительные признаки мне были неизвестны из патентной и научно-технической информации, что позволяет мне сделать вывод, что они являются новыми.
Автором полезной модели выполнены рабочие чертежи и изготовлен макет опытного образца, который подтвердил правильность конструктивных решений, заложенных в полезной модели, что позволяет сделать вывод о промышленной применимости полезной модели.
Регулятор скорости вращения вертикального ветродвигателя нредставлен на фиг. 1, где показан общий вид регулятора, на фиг. 2 показано сечение по А - А фиг. 1. На фиг. 3 показана лопасть регулятора, а на фиг. 4 показано сечение по Б - Б фиг. 3.
Регулятор скорости вращения вертикального ветродвигателя состоит из диска 1, установленного неподвижно на консоле вала 2, приводного механизма (на фиг. не показано), кулачков 3 с эвольвентной рабочей поверхностью, установленных неподвижно на цилиндрических цапфах лопастей 4, диска 5 свободно сидящего на валу 2 приводного механизма (на фиг. не показано), пружины 6 и зажимной гайки 7.
Регулятор скорости вращения вертикального ветродвигателя работает следующим образом. Параметры пружины 6 и ее предварительное сжатие гайкой 7 подбирают так, что при покое при расчетном напоре ветра кулачок 3 повернут до отказа налево и прижат пружиной 6 к диску 1. Согласно конструктивному исполнению это соответствует углу атаки в 40° (см. фиг. 4).
При напоре ветра превыщающем расчетный, лопасть 4, преодолевая сопротивление пружины 6, поворачивается вправо, соответственно, уменьшая угол атаки, тем самым уменьшая полезную составляющую ветра с последующим удерживанием скорости вращения ветродвигателя в предусмотренных пределах. При снижении напора ветра пружина 6 снова возвращает лопасти 4 и подвижный диск 5 в первоначальное положение.
Заявленный регулятор скорости вращения вертикального ветродвигателя в сравнении с прототипом обладает следующими преимуществами:
1.Прост в конструктивном исполнении.
2.Защита ветродвигателя и приводных механизмов производится в более надежном автоматическом режиме.
Шь11(ч1