ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ

ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ


RU (11) 2059109 (13) C1

(51) 6 F03D7/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93012591/06 
(22) Дата подачи заявки: 1993.03.09 
(45) Опубликовано: 1996.04.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Патент США N 2145511, НКИ 290/44, опубл.1938. 2. Авторское свидетельство СССР N 1325189, кл. F 03D 7/04, опубл. 1986. 3. Заявка ФРГ N 3516821, кл. F 03D 7/02, опубл. 1986. 
(71) Заявитель(и): Научно-производственная фирма "Ветэн" 
(72) Автор(ы): Никонов С.А.; Терентьев Л.И. 
(73) Патентообладатель(и): Научно-производственная фирма "Ветэн" 

(54) ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ 

Использование: в ветроэнергетике, в частности в ветроагрегатах с механизмом автоматического управления. Сущность изобретения: ветродвигатель содержит ветроколесо, силовую трансмиссию с валом и основным тормозным диском, закрепленным на валу, и управляющий механизм с ветровой лопаткой. Трансмиссия снабжена обоймой с выступами, защелкой с осью и дополнительным тормозным диском. Последний установлен на валу с возможностью осевого перемещения. Обойма расположена между тормозными дисками и подпружинена в осевом направлении к основному тормозному диску, а защелка выполнена с возможностью взаимодействия с выступами обоймы и связана с управляющим механизмом. При работе ветродвигателя и штормовой скорости ветра ветровая лопатка через звенья управляющего механизма перемещает защелку к выступу обоймы и начинается плавное торможение ветроколеса. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобpетение относится к ветроэнергетике и предназначено для использования в ветроагрегатах различного назначения и мощности.

Известен ветродвигатель, входящий в состав ветроэлектрического агрегата и содержащий ветроколесо, закрепленное на валу и кинематически связанное с электрическими генераторами при помощи ременной передачи. Шкив ременной передачи жестко закреплен на валу и имеет полость, в которой установлен нажимной ролик. Последний при помощи системы рычагов контактирует с тормозной поверхностью полости шкива и тормозит вал вместе с ветроколесом. Усилие торможения возникает при воздействии вручную на трос управления. Кроме того, есть возможность торможения ветроколеса при помощи включения дополнительной обмотки на генераторе, включатель такой нагрузки связан с ветровой лопаткой, которая срабатывает при усилении ветра [1]

Недостатком известного ветродвигателя является недостаточная мощность торможения при буревых скоростях ветра, поскольку в автоматическом режиме это торможение осуществляется нагружением дополнительной обмотки одного генератора, а для полного останова ветроколеса надо использовать ручной механический тормоз, которым трудно пользоваться при сильной скорости ветра.

Известен также ветродвигатель, содержащий ветроколесо с управляемыми от центробежного регулятора поворотными лопастями, силовую трансмиссию, связывающую при помощи валов и мультипликатора ветроколесо с электрическим генератором, тормозной диск, взаимодействующий с прижимной обоймой при помощи ветровой лопатки с управляющим механизмом [2]

Недостатками этого ветродвигателя являются сложный механизм управления, включающий электрический двигатель, редуктор и передачу с рычагом и винтовой парой, резкое включение механизма управления ветровой лопаткой, имеющей фиксатор положения, а прижимная обойма не находится в постоянном контакте с тормозным диском.

Известен, принятый за прототип ветродвигатель, содержащий ветроколесо, вал силовой трансмиссии, связанный с ветроколесом, тормозной диск, закрепленный на валу в корпусе ветродвигателя, и управляющий механизм [3]

Пуск в работу и останов ветроколеса ветродвигателя-прототипа осуществляется при заданной скорости ветра воздействием на тормозной диск при помощи управляющего механизма, который имеет рычаг с грузом и приводной электромагнит. При срабатывании электромагнита груз с рычагом опускается и через тормозные колодки нажимает на тормозной диск. Плавность торможения при опускании рычага производится при помощи демпфера, состоящего из поршня с цилиндром.

Недостатками прототипа являются громоздкая конструкция управляющего механизма с грузом управления большой массы и необходимость работы только при наличии электроэнергии, что требует установки на ветродвигателе электроаккумулятора. Это снижает надежность работы ветродвигателя.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности его работы, снижение габаритов и массы управляющего механизма.

Это достигается тем, что ветродвигатель содержит ветроколесо, вал силовой трансмиссии, тормозной диск, корпус, управляющий механизм, подпружиненные дополнительный тормозной диск и обойму, соосные с тормозным диском, выступы на обойме, защелка с осью, связанной с корпусом, выполненная с возможностью взаимодействия с выступами обоймы и связанная с управляющим механизмом, последний снабжен профилированным кулачком, связанным с обоймой, имеет минимум два звена, из которых первое звено установлено на одной оси с защелкой и выполнено с возможностью взаимодействия с кулачком, второе звено взаимодействует с первым и защелкой, подпружиненной относительно корпуса.

На фиг. 1 представлен ветродвигатель, управляющий механизм которого в качестве примера имеет ветровую лопатку, общий вид; на фиг. 2 кинематическая схема управляющего механизма в положении "Выключено"; на фиг. 3 то же, в положении "Включено".

Ветродвигатель содержит ветроколесо 1, вал силовой трансмиссии 2, связанный с ветроколесом, тормозной диск 3, закрепленный на валу, корпус 4 ветродвигателя и управляющий механизм 5.

Ветродвигатель снабжен обоймой 6 с выступами 7, защелкой 8 с осью 9, закрепленной в корпусе 4, и минимум одним дополнительным тормозным диском 10, установленным на валу 2 с возможностью осевых перемещений. Обойма 6 расположена между тормозными дисками 3 и 10 и совместно с дополнительным тормозным диском 10 подпружинена пружинами 11 в осевом направлении к тормозному диску 3, а защелка 8 выполнена с возможностью взаимодействия с выступами 7 обоймы 6 и связана с управляющим механизмом 5.

Управляющий механизм снабжен профилированным кулачком 12, связанным с обоймой 6, и имеет минимум два звена, первое звено 13 установлено на одной оси 9 с защелкой 8 и выполнено с возможностью взаимодействия с кулачком 12, второе звено 14 имеет возможность взаимодействия с первым звеном 13 и защелкой 8, а последняя подпружинена пружиной 15 относительно корпуса 4.

Кроме того, в качестве примера конструктивного исполнения на схемах показаны ось 16 связи защелки 8 со вторым звеном 14, упор 17 и ролик 18, а также ветровая лопатка 19 и генератор 20 или рабочая машина, кинематически связанный с ветроколесом. Для принудительного пуска-останова ветроколеса 1 служит тяга 21.

В качестве привода управляющего механизма 5 может служить ветровая лопатка 19 или другое средство (например, маломощный электромагнит, гидроцилиндр и пр.).

Ветродвигатель работает следующим образом. При отсутствии ветра ветроколесо 1 не вращается, защелка 8 пружиной 15 удерживается от контакта с одним из выступов 7 обоймы 6, т.е. управляющий механизм не воздействует на силовую трансмиссию и вал 2.

В случае появления рабочей скорости ветра механизм ориентации поворотной головки ветродвигателя устанавливает ветроколесо на ветер, ветроколесо 1 и вал 2 начинают вращаться, передавая энергию генератору 20 или рабочей машине. Затем от генератора 20 энергия по кабелю и опоре поступает к потребителю. Обойма 6 с кулачком 12 также вращаются на валу 2, а пружины 11 прижимают к диску 3 обойму 6 и диск 10.

Усилие прижатия рассчитано на передачу определенного момента, при возникновении которого начинается торможение ветроколеса. Однако при поднятой защелке 8, т.е. оттянутой пружиной 15 к корпусу, торможения не производится, а звенья 13 и 14 расположены на упоре 17.

Для сохранения прочности ветродвигателя ветроколесо необходимо остановить при штормовой скорости ветра 15-25 м/с. В этом случае, например, ветровая лопатка 19 под напором ветра через звенья 14 и 13 перемещает защелку 8 к выступу 7 и растягивает пружину 15. При заранее рассчитанной скорости ветра (15-25 м/с) ролик 18 сходит с упора 17 и вступает в контакт с выемкой на звене 13. Тогда защелка 8 на участке между осями 9 и 16 и два звена 13 и 14 образуют жесткий треугольник, а профилированный выступ кулачка 12, взаимодействуя с первым звеном 13, поворачивает указанный треугольник вместе с защелкой 8 к выступу 7 обоймы 6.

Геометрия кулачка 12 такова, что его максимальный профилированный выступ направляет торец защелки 8 к выступу 7 на всю его высоту. Это позволяет обеспечить полный контакт деталей 8 и7 на высоту выступа и избежать разрушений его кромок. При упоре защелки 8 в выступ кинематическая энергия обоймы 6 расходуется на трение между дисками 3 и 10, которое создает тормозной момент, превышающий движущий момент ветроколеса. После этого наступает остановка ветроколеса. При включении защелки 8 не происходит удара, так как трение между дисками 3, 10 и обоймой 6 демпфирует удар.

После уменьшения скорости ветра лопатка 19 пружиной 15 вернется в исходное положение, ролик 18 сместится за упор 17, контакт звеньев 13 и 14 нарушится, защелка 8 выйдет из контакта с выступом 7, а управляющий механизм 5 вернется в исходное положение. Ветроколесо станет вновь вращаться.

Упор 17 определяет начало включения механизма 5 и поэтому его положение на корпусе 4 может изменяться, что приводит к изменению расчетной скорости ветра для начала торможения ветроколеса.

Для принудительного останова ветроколеса вручную или при помощи электромагнита воздействуют на тягу 21 и через нее на привод 19.

Таким образом, предложенный ветродвигатель автоматически выключается при опасной буревой скорости ветра, а после окончания бури снова продолжает работать. Это позволяет повысить надежность ветродвигателя, увеличить срок службы и получить значительный технико-экономический эффект, заключающийся в увеличении выработки электроэнергии.

Кроме того, управляющий механизм предложенного ветродвигателя имеет небольшие габариты и массу, а при наличии ветровой лопатки 19 его работа автономна и не требует дополнительного источника электроэнергии в виде аккумулятора. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ, содержащий ветроколесо, управляющий механизм, корпус, размещенные в корпусе вал силовой трансмиссии, связанный с ветроколесом, и тормозной диск, закрепленный на валу, отличающийся тем, что ветродвигатель снабжен обоймой с выступами, защелкой с осью, закрепленной в корпусе, и по меньшей мере одним дополнительным тормозным диском, при этом дополнительный тормозной диск установлен на валу с возможностью осевого перемещения, обойма расположена между тормозными дисками и совместно с дополнительным тормозным диском подпружинена в осевом направлении к тормозному диску, а защелка выполнена с возможностью взаимодействия с выступами обоймы и связана с управляющим механизмом.

2. Ветродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что управляющий механизм снабжен профилированным кулачком, связанным с обоймой, и имеет по меньшей мере два звена, первое звено установлено на одной оси с защелкой и выполнено с возможностью взаимодействия с кулачком, второе звено имеет возможность взаимодействия с первым звеном и защелкой, причем последняя подпружинена относительно корпуса.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru