механизм поворота лопастей ветроколеса

Формула изобретения

Механизм поворота лопастей ветроколеса, содержащий ступицу с установленными на ее наружной части радиально относительно продольной оси втулками со стержнями, периферийные части которых неподвижно связаны с основаниями лопастей, отличающийся тем, что внутри ступицы установлен подпружиненный стакан, соединенный со ступицей с возможностью продольного перемещения относительно друг друга, и снабженный зубчатыми рейками, количество которых соответствует количеству лопастей ветроколеса, а на внутренней стороне стержней закреплены шестерни.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в механизмах поворота лопастей ветроколеса, в частности, для регулирования работы ветродвигателей с быстроходными ветроколесами.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является механизм поворота лопастей ветроколеса, содержащий установленные в полостях ступицы ветроколеса втулки со стержнями, периферийные части которых связаны с основаниями лопастей; ступица снабжена неподвижной осью с двумя размещенными на ее концах подпружиненными ползунами; стержни снабжены расположенными в их корневых частях подшипниковыми узлами, связанными при помощи жестких шарнирных тяг с ползунами, а подвижная ось и втулка размещены взаимоперпендикулярно /Патент РФ № 1721287, кл. F 03 D 7/02/.

Недостатками данной конструкции являются высокая сложность механизма и требование высокой точности изготовления, а также невозможность ее применения для многолопастных ветроколес.

Задача изобретения - сокращение времени разгона ветроколеса до необходимых оборотов и повышение количества вырабатываемой электроэнергии.

Эта задача решается тем, что предлагаемый механизм поворота лопастей содержит ступицу с установленными на ее наружной части радиально относительно продольной оси втулками со стержнями, периферийные части которых неподвижно связаны с основаниями лопастей; внутри ступицы установлен подпружиненный стакан, соединенный со ступицей с возможностью продольного перемещения относительно друг друга и снабженный зубчатыми рейками, количество которых соответствует количеству лопастей ветроколеса, а на внутренней стороне стержней закреплены шестерни.

Механизм поворота лопастей ветроколеса содержит ступицу, выполненную в виде наружного подвижного цилиндрического стакана 1, в котором установлен внутренний неподвижный стакан 2 с пружинами 3 и зубчатыми рейками 4, количество которых соответствует количеству лопастей 5 ветроколеса. Внутренний стакан 2 выполнен с прорезью 6. На корпусе наружного подвижного цилиндрического стакана 1 установлены втулки 7 со стержнями 8, периферийные части которых связаны с основаниями лопастей 5 ветроколеса, а на внутренних их концах установлены шестерни 9. Для смягчения обратного удара втулок 7 об ограничитель, при резком спаде порыва ветра, используется пружина 10.

Механизм поворота лопастей ветроколеса работает следующим образом.

В исходном положении, т.е. при отсутствии ветра, пружина 3 разжата, наружный подвижный цилиндрический стакан 1 со стержнями 8 находится в крайнем правом положении и занимает исходное положение, при этом шестерни находятся также в крайнем правом положении, а лопасть в этом случае находится под углом атаки 42-45°. Это положение лопастей оптимально для момента страгивания ветроколеса в том случае, если скорость ветра начинает возрастать.

При возрастании скорости ветра лопасти ветроколеса начинают вращаться, при этом возрастает лобовое давление, которое передается на наружный подвижный цилиндрический стакан 1, который преодолевает первоначальное давление пружины 3 и занимает новое положение. Шестерни 9 входят в зацепление с зубчатыми рейками 4 и при движении наружного подвижного цилиндрического стакана 1 с лопастями 5 лопасти будут поворачиваться, занимая меньший угол атаки. При этом увеличение скорости вращения ветроколеса за счет аэродинамических сил, действующих на лопасти, вызывает усиление давления на наружный подвижный цилиндрический стакан 1. Величину хода поступательного движения наружного подвижного цилиндрического стакана 1 регламентируют стенки прорези 6, благодаря чему производится ограничение вращательного движения лопастей 5.

Таким образом, достигается поставленная задача сокращения времени разгона ветроколеса до необходимых оборотов и повышения количества вырабатываемой электроэнергии.

По полученным экспериментальным данным предложенная конструкция по сравнению с известными аналогами позволяет повысить количество вырабатываемой электроэнергии на 10%.