Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные	Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения	Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки)

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2249720

ВЕТРОКОЛЕСО ДЛЯ ВЕТРЯКА

Имя изобретателя: Литвиненко А.М. 
Имя патентообладателя: Воронежский государственный технический университет
Адрес для переписки: 394026, г.Воронеж, Московский пр-кт, 14, ВГТУ, патентный отдел
Дата начала действия патента: 2003.10.09 

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветросиловых и ветроэлектроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа. Технический результат заключается в упрощении конструкции, повышении надежности и технологичности при обеспечении удешевления и модульности. Это достигается тем, что лопасти выполнены в виде оболочечного, двухслойного, скрепленного по периметру равнобедренного треугольника, вершина которого закреплена у ступицы, а основание снабжено натяжной планкой, которая шарнирно соединена с балансиром, балансир шарнирно установлен на внешнем конце трубчатого лонжерона и соединен с натяжной тягой.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветросиловых и ветроэлектроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа.

Известны воздушные винты [1] с самоустанавливающимся шагом, лопастями, установленными во втулке, которая имеет возможность осевого перемещения на валу винта, а усилие на лопасти передается с помощью кулисы с кольцевыми пазами, сухарями, шаровыми подшипниками и пальцами.

Недостатком данного винта, который в принципе обеспечивает буревую защиту, является сложность конструкции, наличие многих подвижных элементов, к точности изготовления которых предъявляются повышенные требования, что в конечном итоге приводит к существенному удоражанию конструкции.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности существенных признаков является ветроколесо с парусными лопастями, описанное, например, в [2]. Оно представляет собой различные комбинации парусных оперений с круглой, D-образной передними кромками, концевыми обтекателями, центральными обтекателями, а и с различными в плане передними обтекателями, трубчатыми лонжеронами и тросовыми растяжками.

Его недостатком является недостаточная надежность и пониженная технологичность, что связано, во-первых, с наличием D-образной кромки, а во-вторых, с необходимостью стыковки тканевых полотнищ с D-образной кромкой, кроме того, остаются нерешенными вопросы достижения натяжения.

Изобретение направленно на упрощение конструкции, повышение надежности и технологичности при обеспечении удешевления и модульности.

Это достигается тем, что лопасти выполнены в виде оболочечного двухслойного, скрепленного по периметру равнобедренного треугольника, вершина которого закреплена у ступицы, а основание снабжено натяжной планкой, которая шарнирно соединена с балансиром, балансир шарнирно установлен на внешнем конце трубчатого лонжерона и соединен с натяжной тягой.

Достижение технического результата обеспечивается рациональной формой парусного полотнища лопасти, а и за счет того, что основная труба - лонжерон и тяга, обтянутые гибкой поверхностью паруса, образуют аэродинамический профиль.

	Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображено ветроколесо, вид спереди, на фиг.2 показано внутреннее устройство лопасти в увеличенном виде, на фиг.3 приведен разрез лопасти по среднему сечению, на фиг.4 нарисован вид с торца основания лопасти, противоположного основному лонжерону, на фиг.5 можно увидеть вид с торца основания лопасти, который расположен у основного трубчатого лонжерона и натяжной тяги. Ветроколесо представляет собой ступицу 1, на которой с помощью хомутов 2 укреплена труба 3 - основной лонжерон, на которой установлен вблизи ступицы уголок 4, который служит для обеспечения упора натяжной тяги и местом закрепления вершины 5 равнобедренного оболочечного треугольника лопасти, который образован двумя сшитыми (скрепленными) по периметру слоями гибкого полотнища (парусными оперениями). Основание 6 равнобедренного треугольника снабжено натяжной планкой 7, которая может быть выполнена, например, в виде швеллера, планка снабжена установленным в середине шарниром 8, в котором и закреплено левое плечо балансира 9, балансир снабжен центральным шарниром 10, который установлен на внешнем конце трубы основного лонжерона, а и правым шарниром 11, в котором закреплена натяжная тяга 12, имеющая натяжной винт 13, проходящий через отверстие в уголке 4, винт снабжен гайкой 14, уголок 4 прикреплен к трубе 3 болтом 15. Аэродинамический профиль образован тягой 12, трубой 3 основного лонжерона, слоем 16 и слоем 17 гибкого полотнища.

Ветроколесо функционирует следующим образом. При набегании ветрового потока, перпендикулярного плоскости фиг.1, вследствие наличия углового смещения основания б относительно места закрепления вершины 5 (в плоскостях, перпендикулярных оси трубы 3), появляется окружное усилие, приложенное к лопастям, благодаря чему ветроколесо приходит во вращение.

Сборка ветроколеса происходит в следующей последовательности. При положении основных деталей, показанных на фиг.2, происходит обтягивание этих деталей полотнищами, выполненными, например, из парусной ткани, в форме равнобедренных треугольников (2 шт.), далее полотнища скрепляют по периметру. Вершина равных сторон 5 закрепляется в уголке 4, например, с помощью кольцевого крепления. Далее происходит натяжение основания 6 планкой 7. При закручивании гайкой 14 по стержню 13 тяга 12 идет вниз - см. фиг.2. Поскольку балансир 9 закреплен в шарнире 10 и представляет собой рычаг, его правый конец - см. фиг.2 - с шарниром 11 движется вниз с тягой 12, а левый конец с шарниром 8 движется вверх, отводя тем самым планку 7 вверх. Вследствие этого происходит натяжение основания 6 относительно закрепленной раннее вершины 5 и, соответственно, натяжение всего парусного полотнища лопасти. Благодаря угловому (относительно сечения трубы 3) смещению уголка 4 и шарнира 10 обеспечивается крутка лопасти, что в сочетании с аэродинамическим профилем - см. фиг.3 - приводит к получению удовлетворительных аэродинамических характеристик, которое достигается сравнительно простыми техническими средствами.

К основным технико-экономическим преимуществам данного ветроколеса относятся следующие:

- дешевизна и легкость исходных материалов - алюминиевых труб (3 и 12) и парусных полотнищ со слоями 16 и 17;

- простота и надежность механизма натяжения - фиг.2;

- высокая технологичность, простота сборки;

- модульность, обеспечиваемая возможностью однотипного исполнения нескольких лопастей;

- высокие аэродинамические характеристики профиля - см. фиг.3.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. А.с. СССР №1742123 - Воздушный винт с самоустанавливающимся шагом /Н.М.Гилязетдинов, з-ка №4673534/23 от 05.04.89, опубл. 23.06.92, Бюл. №23, МКИ⁵ В 64 С 11/30.

2. Ветроэнергетика/ Под ред. Д.де Рендо: Пер. с англ.; под ред. Я.И.Шефтера. - М.: Энергоатомиздат, 1982. - с.109, рис. 3,17; с.114, рис.3,19 и 3,20.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ветроколесо, содержащее ступицу и лопасти, выполненные в виде парусных оперений, имеющих трубчатый лонжерон, отличающееся тем, что лопасти выполнены в виде оболочечного двухслойного скрепленного по периметру равнобедренного треугольника, вершина которого закреплена у ступицы, а основание снабжено натяжной планкой, которая шарнирно соединена с балансиром, балансир шарнирно установлен на внешнем конце трубчатого лонжерона и соединен с натяжной тягой.

Версия для печати
Дата публикации 02.02.2007гг

НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ
	Технология изготовления универсальных муфт для бесварочного, безрезьбового, бесфлянцевого соединения отрезков труб в трубопроводах высокого давления (имеется видео)
	Технология очистки нефти и нефтепродуктов
	О возможности перемещения замкнутой механической системы за счёт внутренних сил
	Свечение жидкости в тонких диэлектрических каналох
	Взаимосвязь между квантовой и классической механикой
	Миллиметровые волны в медицине. Новый взгляд. ММВ терапия
	Магнитный двигатель
	Источник тепла на базе нососных агрегатов