ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2261365

УСТРОЙСТВО ОПОРНОГО УЗЛА ДЛЯ ПИРАМИДАЛЬНОГО ВЕТРЯНОГО ДВИГАТЕЛЯ

УСТРОЙСТВО ОПОРНОГО УЗЛА ДЛЯ ПИРАМИДАЛЬНОГО ВЕТРЯНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Имя изобретателя: Степанчук Аркадий Николаевич 
Имя патентообладателя: Степанчук Аркадий Николаевич
Адрес для переписки: 85485, Донецкая обл., г. Украинск, ул. Октябрьская, 2-А, А.Н.Степанчуку
Дата начала действия патента: 2003.10.28 

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к конструкциям пирамидальных ветряных двигателей. Технический результат, заключающийся в повышении коэффициента полезного действия, надежности и экономической эффективности и безопасности эксплуатации, обеспечивается за счет того, что устройство опорного узла для пирамидального ветряного двигателя, содержащее лопасти в виде пирамид, равномерно закрепленные на оси, согласно изобретению включает дополнительно консоли, равномерно закрепленные на опорном валу посредством упорного и радиально-упорного подшипников по общей оси, а внешние края консолей служат опорой для нижнего яруса пирамид.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к конструкциям пирамидальных ветряных двигателей.

Известно устройство опорного узла для пирамидального ветряного двигателя, содержащее лопасти в виде пирамид, равномерно закрепленные на оси (см., например, FR 2418996 А, кл. F 03 D 3/00, 02.11.1979), по совокупности существенных признаков принятое за ближайший аналог изобретения (прототип).

К недостаткам известного устройства относятся невысокие коэффициент полезного действия (КПД) устройства, а также надежность и технологичность.

Технический результат, заключающийся в повышении коэффициента полезного действия (КПД) устройства, а также надежности и экономической эффективности и безопасности эксплуатации пирамидального ветряного двигателя (ПВД), обеспечивается за счет того, что устройство опорного узла для пирамидального ветряного двигателя, содержащее лопасти в виде пирамид, равномерно закрепленные на оси, согласно изобретению включает дополнительно консоли, равномерно закрепленные на опорном валу посредством упорного и радиально-упорного подшипников по общей оси, а внешние края консолей служат опорой для нижнего яруса пирамид.

УСТРОЙСТВО ОПОРНОГО УЗЛА ДЛЯ ПИРАМИДАЛЬНОГО ВЕТРЯНОГО ДВИГАТЕЛЯ
 

На фиг.1 изображен пирамидальный ветряной двигатель (ПВД), общий вид;

На фиг.2 изображена консольная часть опорного узла пирамидального ветряного двигателя (ПВД);

На фиг.3 изображен вид А-А по фиг.2.

Опорный узел для пирамидального ветряного двигателя (ПВД) состоит из подшипникового блока 1 и консольной части 2. В подшипниковый блок 1 входит вертикальный опорный вал 3, подшипники 4 и 5, уплотняющие детали 6, корпус 7. Опорный вал 3 опирается на упорный роликовый подшипник 5 и радиально-упорный роликовый подшипник 4. Первый должен воспринимать вертикальные осевые нагрузки работающего ПВД, а второй - преимущественно горизонтальные боковые. На фиг.1 это показано стрелками.

Промышленность выпускает указанные подшипники в достаточном ассортименте. Их можно подобрать в зависимости от требуемой мощности установки и с учетом ее эксплуатационного режима. По выточке опорного вала 3 и посадочных мест подшипников 4, 5 в корпусе 7 потребуется проводить токарные и фрезерные работы.

Консольная часть 2 состоит из диска 8 и трех консольных ферм 9, на которые опираются своими внешними краями три лопасти 10 ПВД 13. В качестве диска 8 может быть использован колесный диск легкового или грузового автомобиля (в зависимости от мощности установки). К валу 3 болтами крепится диск 8, к кронштейнам 11 которого через 120° друг от друга крепятся (также болтами) три консоли 9. На их концах смонтирован механизм рессорного подвешивания 12, на который опираются три лопасти 10 ПВД 12.

В литературе достаточно хорошо представлены прочные конструкции консольных ферм, приводятся их расчеты. Для наших целей наиболее подходит конструкция пространственной фермы, имеющей двухраскосные бока 14 в сочетании со стойками 15, которые способны будут выдерживать значительные нагрузки от работающего ПВД (фиг.1). А верх и низ может быть выполнен в обычном варианте, в сочетании поперечных 16 и раскосных 17 элементов (фиг.2). Три консоли изготавливаются из уголковой стали. Их элементы между собой должны скрепляться комбинированно: как при помощи сварки, так и заклепок или болтов, гайки которых завариваются, чтобы они не раскручивались при движении ПВД в воздушном турбулентном потоке.

Плавное, устойчивое движение ПВД во время порывов ветра должно обеспечиваться благодаря механизму рессорного подвешивания, состоящего из упругих элементов (пружин) 18 и гасителей колебаний (амортизаторов) 19.

В верхней же части ПВД 13 между его подшипниковым блоком 20 и верхним ярусом должно также монтироваться гибкое шарнирное соединение 21, например, из кардана.

Корпус 7 подшипникового блока 1 крепится на швеллерах или двутаврах и, если потребуется, раскрепляется снизу дополнительными стойками в зависимости от веса всех лопастей и вала (оси) ПВД.

Верхний подшипниковый блок ПВД обеспечивается радиально-упорным роликовым подшипником 20, т.е. примерно таким же, как подшипник 4 в нижнем блоке 1.

Зазор между консолью 2 и нижней частью ПВД должен быть таким, чтобы в случае ремонтных работ, скажем, на замене подшипников 4 и 5, было удобно до них добраться.

Выверку, подгонку и сборку металлоконструкций установки необходимо производить внизу на стеллаже, а затем они целиком поднимаются и устанавливаются на фундамент при помощи крана.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство опорного узла для пирамидального ветряного двигателя, содержащее лопасти в виде пирамид, равномерно закрепленные на оси, отличающееся тем, что оно включает дополнительно консоли, равномерно закрепленные на опорном валу посредством упорного и радиально-упорного подшипников по общей оси, а внешние края консолей служат опорой для нижнего яруса пирамид.

Версия для печати
Дата публикации 02.02.2007гг


вверх