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 RU2260709

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ОБОРОТОВ ПИРАМИДАЛЬНОГО ВЕТРЯНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Имя изобретателя: Степанчук Аркадий Николаевич 
Имя патентообладателя: Степанчук Аркадий Николаевич
Адрес для переписки: 85485, Донецкая обл., г. Украинск, ул. Октябрьская, 2А, А.Н.Степанчуку
Дата начала действия патента: 2003.10.09 

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к конструкциям пирамидальных ветряных двигателей. Технический результат заключается в повышении КПД устройства и упрощении конструкции за счет применения унифицированных деталей. Устройство включает вертикальную ось с закрепленными на ней пирамидальными лопастями. Снабжено дополнительным пирамидальным ветровым двигателем (ПВД), одна из лопастей которого соединена с противовесом, а другая - и посредством троса соединена с гидравлической системой, механизмы которой снабжены тормозными колодками с возможностью воздействия на ось рабочего пирамидального ветряного двигателя.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

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

Известно устройство для ограничения оборотов пирамидального ветряного двигателя, включающее вертикальную ось с закрепленными на ней пирамидальными лопастями (см., например, US, 4105363 А, кл. F 03 D 3/06, 08.08.1978), по совокупности существенных признаков принятое за ближайший аналог изобретения (прототип).

К недостаткам устройства относятся невысокая надежность, низкий коэффициент полезного действия (КПД), большой вес устройства.

Технический результат, заключающийся в повышении коэффициента полезного действия (КПД) устройства и упрощении конструкции за счет применения унифицированных деталей, обеспечивается за счет того, что устройство для ограничения оборотов пирамидального ветряного двигателя, включающее вертикальную ось с закрепленными на ней пирамидальными лопастями, согласно изобретению, снабжено дополнительным пирамидальным ветровым двигателем (ПВД), одна из лопастей которого соединена с противовесом, а другая - и посредством троса соединена с гидравлической системой, механизмы которой снабжены тормозными колодками с возможностью воздействия на ось рабочего пирамидального ветряного двигателя.

На фиг.1 изображены рабочий и дополнительный пирамидальные двигатели (ПВД) и устройство для ограничения оборотов пирамидального ветряного двигателя (ПВД) (общий вид).

На фиг.2 изображен дополнительный пирамидальный ветряной двигатель (ПВД) с устройством для ограничения его оборотов.

Рабочий ПВД 1 смонтирован в проеме консольной части 2, опирающейся на мачту-опору 3, которая в свою очередь обеспечивается (фиксируется) устройством для гашения сотрясений, колебаний и вибрации ветросиловой установки (ВСУ). Оно состоит из оттяжек 4 из натяжного 5 и амортизирующего 6 тросов, неподвижных роликов 7, стягивающих тросов 8, заканчивающихся грузовыми компенсаторами (не показаны).

Устройство для ограничения оборотов ПВД состоит из небольшого дополнительного пирамидального ветряного двигателя 9 (в несколько раз меньше по габаритам рабочего ПВД), направляющей 25, ролика 19, натяжного троса 20 с противовесом 10, а и использующихся автомобильных деталей и узлов 12-17, которые входят в его тормозную систему для снижения его скорости, остановки и удержания (кратковременного) на месте.

По конструкции дополнительный пирамидальный двигатель 9 двухъярусный с шестью лопастями (три лопасти на каждом ярусе) через 60° каждая относительно оси. Это ликвидирует явление «мертвой точки» при любом направлении ветра и при скорости, начиная с 17-19 м/с, двигатель 9 должен начать ограничивать обороты рабочего ПВД 1 и всей кинематической системы ВСУ.

Дополнительный ПВД 9 может быть смонтирован как на верху ВСУ, так и внизу, на нижней площадке под рабочим ПВД 1.

В качестве тормозящего, ограничивающего обороты рабочего ПВД 1 органа предлагается использовать задний мост автомобиля. В зависимости от мощности ВСУ выбирается и задний мост легкового или грузового автомобиля, сделав некоторые конструктивные изменения. Одну полуось вместе с принадлежащим ей картером, диском и тормозным блоком отсоединить и закрепить в положении как на фиг.1 (поз. №14). Это и будет верхний подшипниковый блок 14, который должен быть шарнирно соединен с рабочим ПВД 1 в его верхней части. В нижней же его части он должен опираться на самостоятельный подшипниковый узел 23, через который пропущен вал, оканчивающийся внизу фланцем, за который в свою очередь присоединяется фланец второй полуоси колеса автомобильного заднего моста 15, а он карданной частью 16 - к рабочему органу 18 (насосу, генератору, трансмиссии). Применение здесь заднего моста автомобиля очень оправдано. Как известно, валы, приводящие в движение колеса на автомобиле, размещены по отношению к его оси и карданному валу под углом 90°. А это и надо для передачи усилия от вертикально работающего ПВД 1 к горизонтально установленным рабочим органам 18 (насосам, генераторам и пр.). Главная передача, входящая в задний мост, как правило, выполняется из шестерен со специальными зубьями, что делается для достижения его бесшумной и плавной работы, ведь шум при работе ВСУ должен не превышать допустимого предела. Кроме того, задний мост вполне может выполнить функцию мультипликатора: небольшие обороты вала 24 рабочего ПВД 1 повысить до номинальных оборотов рабочего органа 18, чтобы он, скажем, мог качать воду или вырабатывать электроэнергию.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ УСТРОЙСТВА СЛЕДУЮЩИЙ

Дополнительный ПВД 9 находится в покое, пока напор и скорость ветра не превышает 15-16 м/сек. Это обеспечивается специально подобранным противовесом 10, соединенным посредством троса 20, проходящим через направляющую 25 и блок 19 с ПВД 9, которые изображены на фиг.2. Если скорость ветра начнет превышать 15-16 м/сек, то ПВД 9 начнет, с одной стороны, увлекать вверх противовес 10, а с другой - посредством троса 11 через направляющую 26 приведет в движение педаль 12, которая нажмет на шток главного тормозного цилиндра 13, вследствие чего давление жидкости в цилиндре увеличится и она поступит по трубопроводам к тормозным механизмам 21, 22.

Этим самым выполняется задача притормаживания, ограничения оборотов ПВД: чем больше шквальный ветер, тем с большим усилием будут тормозные колодки (не показаны) давить на тормозные диски тормозных механизмов 21, 22. При этом рабочие органы смогут продолжать работать без угрозы каких-либо повреждений, т.е. в своем номинальном режиме. Останавливаться рабочему ПВД 1 и нельзя, ибо ветровой напор наверняка превысит допустимые пределы, наступит резонанс и ВСУ начнет разрушаться.

Сравнительно легко решается проблема остановки ВСУ при ее ремонте и обслуживании. Для этого достаточно легкой ручной лебедкой 30 привести в движение трос 27, который через ролики 29, 28 и направляющую 26 нажмет на поршень тормозного цилиндра 13, а он, в конечном счете, приведет в движение тормозные механизмы 21, 22, т.е. ВСУ будет остановлена, что создаст возможность доступа к ее узлам и агрегатам.

Таким образом, создано компактное, простое и дешевое устройство автоматического ограничения оборотов (частоты вращения) ротора ПВД ВСУ.

Без этого устройства работоспособность ПВД будет очень ограничена. В частности, в опорном подшипниковом узле сепараторы подшипников будут быстро изнашиваться, а сама эксплуатация ВСУ, из-за вероятного резонанса будет весьма опасной.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для ограничения оборотов пирамидального ветряного двигателя, включающее вертикальную ось с закрепленными на ней пирамидальными лопастями, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным пирамидальным ветровым двигателем, одна из лопастей которого соединена с противовесом, а другая и посредством троса соединена с гидравлической системой, механизмы которой снабжены тормозными колодками с возможностью воздействия на ось рабочего пирамидального ветряного двигателя.

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