ветродвигатель с защитой от перегрузок

Формула изобретения

Ветродвигатель с защитой от перегрузок, включающий в себя ступицу ветроколеса с поворотными лопастями, насаженными на полый приводной вал с подпружиненной штангой, установленной в полости вала и кинематически связанной с лопастями, устанавливающими с обеспечением их разворота при изменении ветровой нагрузки, отличающийся тем, что шарнирны разворота лопастей смещены к передним кромкам и представляют собой закрепленные в спицах ступицы втулки, в которых свободно установлены оси лопастей, оснащенные пружинами для выборки зазоров и посадочными площадками крепления кривошипов, связанных с рабочей пружиной через коронку и штангу, выполненную в виде ходового винта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветродвигателям, преобразующим энергию ветра в полезную работу за счет сопротивления воздушному потоку активных элементов конструкции.

Известен ветродвигатель с защитой от перегрузок, включающий в себя ступицу ветроколеса с поворотными лопастями, насаженными на полый приводной вал с подпружиненной штангой, установленной в полости вала и кинематически связанной с лопастями, устанавливающимися с обеспечением их разворота при изменении ветровой нагрузки (см. SU, 1437567 A1, 15.11.1988, кл. F 03 D 7/00).

Недостатком ветродвигателя является кинематическое увеличение лобового сопротивления ветроколеса при усилении ветра, что может привести к разрушению конструкции при сильных порывах ветра.

Технический результат, заключающийся в увеличении надежности, упрощении конструкции, снижении веса при изготовлении в быстроразборном мобильном варианте и уменьшении закладываемого запаса прочности, достигается за счет того, что в ветродвигателе с защитой от перегрузок, включающем в себя ступицу ветроколеса с поворотными лопастями, насаженными на полый приводной вал с подпружиненной штангой, установленной в полости вала и кинематически связанной с лопастями, устанавливающимися с обеспечением их разворота при изменении ветровой нагрузки, согласно изобретению шарниры разворота лопастей смещены к передним кромкам и представляют собой закрепленные в спицах ступицы втулки, в которых свободно установлены оси лопастей, оснащенные пружинами для выборки зазоров и посадочными площадками крепления кривошипов, связанных с рабочей пружиной через коронку и штангу, выполненную в виде ходового винта.

На чертеже представлен ветродвигатель с защитой от перегрузок (общий вид).

На полом валу 1 закреплена ступица 2 ветроколеса 4, в полые спицы которой с обеих сторон впрессованы втулки 3, в которых свободно установлены лопасти 5, имеющие каждая четырехгранник (не показан) для установки кривошипного рычага 6, и резьбу для поджатия гайкой 7 пружины 8, необходимой для выборки зазоров в шарнире. Кривошипные рычаги 6 связаны штифтами 9 с коронкой 10, в которую ввинчивается регулировочная штанга 11. Рабочая пружина 12 упирается в регулировочную штангу 11.

Устройство работает следующим образом. Усилие ветра, вращающее лопасти 5 ветроколеса 4, при действии на каждую лопасть 5 раскладывается на две составляющиe - тангенциальную, создающую вращающий момент, и фронтальную, нагружающую конструкцию ветроустановки. Фронтальная составляющая стремится развернуть лопасти 5, не закрепленные жестко, во флюгерное положение. Развороту препятствует кинематически связанная с лопастями 5 рабочая пружина 12, усилия которой регулируются длиной штанги 11. При усилении ветра возросшая нагрузка разворачивает лопасти 5 по ветру. Лопасти 5 поворачиваются вокруг своих осей во втулках 3 ступицы 2, кривошипные рычаги 6 на осях лопастей 5 смещают коронку 10, которая через ввинченную штангу 11 преодолевает сопротивление рабочей пружины 12, уменьшая тем самым площадь лобового сопротивления.