UA76785C2 - Вітродвигун - Google Patents

Abstract

Вітродвигун містить поворотну головку з вітроколесом, на якому розміщено додаткові вітроколеса, перетворювач вітрової енергії і нерухому опору. Вісь обертання вітроколеса розміщено горизонтально. Вітродвигун споряджено зубчастою передачею, яка включає об'єднувальне зубчасте колесо, вісь обертання якого суміщено з віссю обертання вітроколеса, і взаємодіючі з ним зубчасті шестерні. При цьому додаткові вітроколеса кінематично з'єднані з зубчастими шестернями, а перетворювач вітрової енергії - з об'єднувальним зубчастим колесом. Таке виконання пристрою дозволяє забезпечити зменшення навантажень на елементи вітроколеса і елементи перетворювача енергії та зменшення розмірів конструкції вітроколеса.

Description

Опис винаходу

Пропонуємий пристрій відноситься до вітроенергетичного устаткування, а саме до вітродвигунів. 2 Відомо вітродвигун (перший аналог), який включає поворотну головку з вітроколесом, перетворювач вітрової енергії, котрий виконано у вигляді генератора, і нерухому опору, при цьому вісь обертання вітроколеса розміщено горизонтально, а вітроколесо з'єднано з генератором за допомогою редуктора таким чином, що ротор і статор генератора обертаються у протилежні боки |міжнародна заявка РСТ/ОА9У4/00023 Мо публікації

МУ/095/21326 від 10.08.95). Взаємний рух ротора і статора генератора дозволяє використати більш швидкохідний 70 і, відповідно, більш легкий і дешевий генератор.

Ознаками першого аналогу, що збігаються з суттєвими ознаками пристрою, котрий заявляється, є: наявність поворотної головки з вітроколесом, перетворювача вітрової енергії і нерухомої опори, а також горизонтальне розміщення осі обертання вітроколеса.

Головною причиною, що перешкоджає одержанню у першому аналогу технічного результату пристрою, 72 котрий заявляється, є наявність редуктора котрий з'єднує вітроколесо з валом генератора і підвищує при цьому у десятки разів швидкість обертання вала генератора у порівнянні з швидкістю обертання вітроколеса і тому має складну конструкцію (велику кількість зубчастих коліс, систему змащення та інше), великі вагу, розмірі і, відповідно, вартість, що підвищує вартість і зменшує надійність вітродвигуна.

Відомо вітродвигун (другий аналог), який містить поворотну головку з вітроколесом, додаткові вітроколеса, перетворювач вітрової енергії, котрий виконано у вигляді генераторів і нерухому опору, при цьому між лопатями вітроколеса і його маточиною установлено подовжувачі на котрих розміщено генератори, додаткові вітроколеса закріплено на валах генераторів, вісь обертання вітроколеса розміщено горизонтально (патент Мо49970, МКВ 7 ЕЕ 03 О 1/00, БВ Мо10, 15.10.2002р.). Наявність додаткових вітроколес і розміщення їх на валах генераторів, котрі закріплено на подовжувачах, дозволяє використовувати Шшвидкохідні генератори без редукторів с (мультиплікаторів). Ге)

Ознаками другого аналогу, що збігаються з суттєвими ознаками пристрою, котрий заявляється, є: наявність поворотної головки з вітроколесом, на котрому розміщено додаткові вітроколеса, перетворювача вітрової енергії, нерухомої опори і горизонтальне розміщення осі обертання вітроколеса.

Головними причинами, що перешкоджають одержанню у другому аналогу технічного результату пристрою, о котрий заявляється, є дія на генератори великих віддентрових сил (обумовлених вагою генераторів) і с невикористання енергії вітрового потоку, який охоплює подовжувачі, що призводить до дії на елементи вітроколеса і генераторів великих навантажень і неповного використання енергії вітрового потоку, котрий в охоплює вітроколесо. Ге)

Таким чином, другий аналог по сукупності ознак, що збігаються з суттєвими ознаками пристрою, котрий заявляється, і по призначенню більш близький до пристрою, котрий заявляється, і тому його прийнято за в прототип.

Наявності в прототипі сукупності ознак, що збігаються з частиною суттєвих ознак пристрою, котрий заявляється, недостатньо для одержання технічного результату, який очікується від пристрою, який заявляється, «Ф тому що вказаний технічній результат отримується лише у випадку відсутності перетворювачів вітрової енергії З 70 на лопатях вітроколеса, що виключено у прототипі (згідно суттєвих ознак прототипу). с В основу винаходу поставлено задачу удосконалення вітродвигуна шляхом спорядження його зубчастою з» передачею, котра включає об'єднувальне зубчасте колесо, вісь обертання якого суміщено з віссю обертання вітроколеса і взаємодіючі з ним зубчасті шестерні, і кінематичного з'єднання додаткових вітроколес з зубчастими шестернями, а перетворювача вітрової енергії з об'єднувальним зубчастим колесом і одержання в результаті вказаних удосконалень зменшення: розмірів вітроколеса (завдяки кращому використанню енергії і вітрового потоку), навантажень на елементи вітроколеса і елементи перетворювача вітрової енергії, довжини

Ге») електричних кабелів, розмірів і ваги вказаних елементів, спрощення конструкції, покращення умов роботи і обслуговування перетворювача вітрової енергії і, відповідно, зменшення вартості і підвищення надійності 7 пристрою, котрий заявляється, при будь-яких варіантах виконання пристрою чи умовах його застосування. о 20 Суттєвими ознаками, що характеризують пристрій, котрий заявляється, є: наявність поворотної головки з вітроколесом, на котрому розміщено додаткові вітроколеса, перетворювача вітрової енергії, нерухомої опори, сл розміщення осі обертання вітроколеса горизонтально, наявність зубчастої передачі, котра включає об'єднувальне зубчасте колесо, вісь обертання якого суміщено з віссю обертання вітроколеса, і взаємодіючі з ним зубчасті шестерні, кінематичне з'єднання додаткових вітроколес з зубчастими шестернями, а 29 перетворювача вітрової енергії з об'єднувальним зубчастим колесом, а також кінематичне з'єднання додаткових

ГФ) вітроколес з зубчастими шестернями за допомогою карданних валів.

З них відмінними від прототипу суттєвими ознаками є: наявність зубчастої передачі, котра включає о об'єднувальне зубчасте колесо, вісь обертання якого суміщено з віссю обертання вітроколеса, і взаємодіючі з ним зубчасті шестерні, кінематичне з'єднання додаткових вітроколес з зубчастими шестернями, а 60 перетворювача вітрової енергії з об'єднувальним зубчастим колесом, а також кінематичне з'єднання додаткових вітроколес з зубчастими шестернями за допомогою карданних валів.

Відмінними ознаками, необхідними для одержання зазначеного технічного результату в будь-яких варіантах виконання пристрою, що заявляється, чи умовах його використання (варіантах і умовах на які поширюється правовий захист) є: наявність зубчастої передачі, котра включає об'єднувальне зубчасте колесо, вісь обертання бо якого суміщено з віссю обертання вітроколеса, і взаємодіючі з ним зубчасті шестерні, кінематичне з'єднання додаткових вітроколес з зубчастими шестернями, а перетворювача вітрової енергії з об'єднувальним зубчастим колесом.

До суттєвих ознак, що характеризують пристрій, котрий заявляється, тільки в окремих випадках його

Виконання, відносяться: кінематичне з'єднання додаткових вітроколес з зубчастими шестернями за допомогою карданних валів.

Наявність зубчастої передачі, котра включає об'єднувальне зубчасте колесо, вісь обертання якого суміщено з віссю обертання вітроколеса і взаємодіючі з ним зубчасті шестерні, і кінематичне з'єднання додаткових вітроколес з зубчастими шестернями, а перетворювача вітрової енергії з об'єднувальним зубчастим колесом 70 забезпечує разом (у сукупності) з відомими ознаками (наявністю перетворювача вітрової енергії і вітроколеса, на якому розміщено додаткові вітроколеса і вісь обертання котрого розміщено горизонтально) краще використання енергії вітрового потоку, зменшення розмірів вітроколеса (завдяки кращому використанню енергії вітрового потоку), навантажень на елементи вітроколеса (завдяки зменшенню його розмірів і відсутності на вітроколесі перетворювачів вітрової енергії), навантажень на перетворювач вітрової енергії (завдяки відсутності дії на них відцентрових сил), довжини електричних кабелів, розмірів і ваги вказаних елементів, спрощення конструкції, покращення умов роботи і обслуговування перетворювача вітрової енергії і, відповідно, зменшення вартості і підвищення надійності пристрою, котрий заявляється. До того ж конструкція пристрою, котрий заявляється дозволяє в конкретних формах його виконання досягти додаткового, зазначеного далі технічного результату.

Кінематичне з'єднання додаткових вітроколес з зубчастими шестернями за допомогою карданних валів забезпечує спрощення конструкції елементів вітроколеса і, відповідно, вартості його виготовлення.

Для більш детального роз'яснення роботи пристрою, що заявляється, далі представлено креслення і його докладний опис.

На Фіг.1, Фіг.2 зображено загальний вигляд вітродвигуна. На Фіг.3, Фіг.4 зображено деякі варіанти окремих сч

Випадків виконання пристрою, котрий заявляється. Так на Фіг.3 зображено вітродвигун у котрого перетворювач вітрової енергії розміщено у нерухомій опорі, а на Фіг.4 вітродвигун у котрого перетворювач вітрової енергії і) виконано у вигляді електричного генератора, корпус котрого розміщено у поворотній головці і з'єднано з вітроколесом, а вал ротора з'єднано з об'єднувальним зубчастим колесом.

Пристрій, котрий заявляється, містить нерухому опору 1 (Фіг.1), поворотну головку 2 з вітроколесом, ю зо додаткові вітроколеса 3, котрі розміщено на лопатях 4 вітроколеса і з'єднано карданними валами 5 з зубчастими шестернями б зубчастої передачі 7, перетворювач вітрової енергії 8, котрий з'єднано з об'єднувальним со зубчастим колесом 9 зубчастої передачі. Між додатковими вітроколесами і карданними валами розміщено М конічну зубчасту передачу 10 (Фіг.2).

Робота пристрою, котрий заявляється, здійснюється таким чином. Під дією вітру лопаті 4 (Фіг.1) ісе) обертаються разом з додатковими вітроколесами 3, котрі рухаються по колу. Завдяки тому, що лінійна швидкість ї- руху додаткових вітроколес З значно перевищує швидкість вітру вони обертаються у десятки разів (у залежності від конкретного виконання пристрою) швидше вітроколеса, що дозволяє використовувати швидкохідний перетворювач вітрової енергії 8.

За допомогою зубчастої передачі 10 (Фіг.2) додаткові вітроколеса З обертають карданні вали 5 і з'єднані з «

НИМИ зубчасті шестерні 6 зубчастої передачі 7, котрі в свою чергу обертають об'єднувальне зубчасте колесо 9 пл) с і, відповідно, вал перетворювача вітрової енергії 8 (наприклад електричного генератора). Завдяки наявності карданних валів 5 виключається вплив неточності взаємного розміщення елементів вітроколеса на надійність ;» роботи.

При змінах напрямку вітру, поворотна головка 2 повертається і весь час орієнтує лопаті 4 на вітер.

Слід зазначити, що конструктивні особливості пристрою, котрий заявляється, дозволяють використовувати -І один перетворювач вітрової енергії і розміщувати його в будь якій частині поворотної головки (Фіг.2) або нерухомої опори (Фіг.3), а також на елементах вітроколеса (Фіг4) що надає широкі можливості для

Ме. виготовлення пристрою для конкретних умов його використання. -І Таким чином пристрій, що заявляється, має суттєві переваги перед прототипом і іншими відомими пристроями аналогічного призначення. со Все це сприяє швидкому впровадженню пропонуємого пристрою і його широкому застосовуванню в сп енергетичній промисловості.

Claims (2)

1. Формула винаходу (Ф) 1. Вітродвигун, що містить поворотну головку з вітроколесом, на якому розміщено додаткові вітроколеса, ГІ перетворювач вітрової енергії і нерухому опору, при цьому вісь обертання вітроколеса розміщено горизонтально, який відрізняється тим, що його споряджено зубчастою передачею, яка включає об'єднувальне во зубчасте колесо, вісь обертання якого суміщено з віссю обертання вітроколеса, і взаємодіючі з ним зубчасті шестерні, при цьому додаткові вітроколеса кінематично з'єднані з зубчастими шестернями, а перетворювач вітрової енергії - з об'єднувальним зубчастим колесом.
2. 2. Вітродвигун за п. 1, який відрізняється тим, що додаткові вітроколеса кінематично з'єднані з зубчастими шестернями за допомогою карданних валів. б5