Ветровой движитель

 

1. ВЕТРОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ, содержащий мачту с установленным с возможностью вращения вокруг ее оси ветроколесом , включающим ступицу, поворотные лопасти, переводной и стягивающий ободы, оттяжные ванты и флюгер, отличающийся тем, что, с целью повышения общего КПД за счет более полного использования энергии ветра, ступица ветроколеса выполнена в виде обратимой электрической мащины. 2. Движитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью автоматизации управления углами атаки поворотных лопастей в зависимости от силы ветра, обратимая электрическая машина снабжена электромагнитной фрикционной муфтой, установленной соосно, на валу вышеупомянутой машины и соединенной с переводным ободом при помощи выщеуказанных спиц, причем электромагнитная фрикционная муфта снабжена секционированной обмоткой возбуждения.

,.SU„„1039809

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

".1 ")

1 и

E с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ иг.

ГОС1 ДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3351308/27-11 (22) 13.10.81 (46) 07.09.83. Бюл. № 33 (72) В. Г. Исачков (53) 621.548 (088.8) (56) 1. Патент Франции № 2123699, кл. В 63 Н 13)00, 1972 (прототип). (54) (57) 1. ВЕТРОВОЛ ДВИЖИТЕЛЬ, содержащий мачту с установленным с возможностью вращения вокруг ее оси ветроколесом, включающим ступицу, поворотные лопасти, переводной и стягивающий ободы, оттяжные ванты и флюгер, отличающийся тем, что, с целью повышения общего КПД

1 за счет более полного использования энергии ветра, ступица ветроколеса выполнена в виде обратимой электрической машины.

2. Движитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью автоматизации управления углами атаки поворотных лопастей в зависимости от силы ветра, обратимая электрическая машина снабжена электромагнитной фрикционной муфтой, установленной соосно, на валу вышеупомянутой машины и соединенной с переводным ободом при помощи вышеуказанных спиц, причем электромагнитная фрикционная муфта снабжена секционированной обмоткой возбуждения.

1039809

Изобретение относится к водному транспорту, а именно к конструкции движителей, используюших энергию ветра.

Известен ветровой движитель, содсржагций мачту с установленным с возмо?кностьк> вращения вокруг ее оси ветроколесом, нк.1ючающим ступицу, поворотные лопасти, переводной и стягивающий ободы оттяжные ванты и флюгер !1).

Однако известный движитель не может работать при безветрии.

Целью изобретения является повышение общего КПД движителя за счет более полного использования энергии ветра.

Указанная цель достигается тем, что . в ветровом движителе, содержащем мачту с установленным с возможностью вращения вокруг ее оси ветроколесом. включающем ступицу, поворотные лопасти, переводной и стягивающий ободы, оттяяные ваппгы и флюгер, ступица ветроколеса выполнена в виде обратимой электрической машины.

Кроме того, с целью автоматизации управления углами атаки поворотных лопастей в зависимости от силы ветра, обратимая электрическая машина снабжена электромагнитной фрикционной муфтой, установленной соосно на валу вышеупомянутой машины и соединенной с переводным ободом при помощи вышеупомянутых спиц, причем электромагнитная фрикционная муфта снабжена секционированной обмоткой возбуждения.

На фиг. 1 изображено судно с однорядным размещением саморегулируемых вращаюшихся ветровых движителей, вид спереди; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — то же, с комбинированным размегцением движителей, вид спереди; на фиг. 4 — то же, вид сверху; на фиг. 5 ветроколесо, общий вид.

Ветровой дBH?KHTc.1ü состоит из мачть! 1 и ветроколеса 2, которое включает поворотную муфту 3, обратимую электрическую машину 4. лопасти 5, установленные с возможностью врашения вокруг осей 6, закреп1åííû?: на маховике 7 и стягивакнцем ободе 8, электромагнитную муфту 9 с фрикционом !О. Фрикцион 10 при помощи огтяжных вант 11 соединен с переводным ооодом 12. который связан с лопастями 5. На обратимой электрической машине 4 установлен флюгер 13. Ветроколесо 2 установлено íà i.ачте 1 при помощи поворотной муфты 3.

Ветровой движите.1l работает следующим ооразом.

Прп наличии ветра обратимая электрическая машина работает в режиме генерагора, подавая напряжение в электросеть судна и на обратимую электрическую маи 00% греоного винта. Одновременно на 10пастях 5 ветроколеса 2 реализуется сила тя: и.!

:C

При оезветрии обратимая электрическая машина раоотает в режиме двигателя, получая питание от переведенной в режим генера ropa электрической машины гребного винта, приводимой в действие резервным дизелем (не показаны). В этом режиме работы движителя также создается сила тяги.

Автоматическое управление углами атаки лопастей 5 происходит следующим образом.

Под действием ветра начинает вра цаться ветроколесо 2 с обратимой электрической машиной 4, которая в этом случае работает в режиме генератора, подавая напряжение в электросеть судна и на электрическую машину гребного винта. При этом ток питания поступает также в катушки электромагнитной муфты 9, создавая магнитное сцепление ее с фрикционом 10

При наличии ветра на каждом ветроколесе 2 реализуется сила тяги, которая через мачты 1 передается на судно. С усилением ветра и ростом его давления на лопасти 5 увеличиваются обороты маховика 7 обратимой электрической машины 4, усиливается ток магнитного возбуждения катушек электромагнитной муфты 9 и возрастает магнитное сцепление с нею фрикциона 10. Вследствие этого проскальзывание фрикциона 10 относительно электромагнитной муфты 9 уменьшается, и закрепленные на фрикционе 10 оттяжные ванты 11, тянущие переводной обод 12, сдвигаются против вращения электрической обратимой машины 4, оттягивая через переводной обод 12 верхние углы а лопастей 5 и уменьшая их угол атаки.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока динамическое равновесне между углом атаки лопастей 5 и давлением на них ветра не достигнет первоначального значения при увеличиваюгцемся числе оборотов.

С ослаблением ветра обороты обратимой электрической машины 4 уменьшаются, снижается величина тока, питающего катушки электромагнитной муфты 9. Увеличивается проскальзывание фрикциона 10, который начинает отпускать оттяжные ванты 11 и, соответственно, переводной обод 12, что приводит к увеличению угла атаки лопастей 5. В результате этого сила тяги на ветроколесе 2 увеличивается. В итоге сила тяги на ветроколесе 2 остается величиной постоянной, автоматически регулируемой в зависимости от силы ветра.

Наличие секционированной обмотки возбуждения в электромагнитной муфте 9 позволяет дистанционно регулировать силу тяги ветрового движителя. При включении всех секций обмоток возбуждения электромагнитной муфты 9 угол атаки лопастей наименьший, а мощность, вырабатываемая осевой электрической машиной 4 в режиме генератора, максимальная.

Использование изобретеция позволяет повысить эффективность работы известных ветровых движителей.

1039809

WEemep

Фаг.2 етер

Фиг.4

Составитель В. Королев

Редактор Л. Веселовская Техред И. Верес Корректор Л. Ференц

Заказ 6569/18 Тираж 460 11одиисиое.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4