close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 06366

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 6366
(13) C1
(19)
7
(51) F 03D 5/06,
(12)
B 63H 1/36
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
ВЕТРО-ГИДРОДВИГАТЕЛЬ ВИГ - 2
(21) Номер заявки: a 20000315
(22) 2000.04.03
(46) 2004.09.30
(71) Заявитель: ООО "МГ-моторы" (BY)
(72) Автор: Голубев Владимир Иосифович
(BY)
(73) Патентообладатель: ООО "МГ-моторы"
(BY)
BY 6366 C1
(57)
1. Ветро-гидродвигатель, содержащий, по меньшей мере, одно рабочее крыло и установленный на основании сферический приводной механизм, включающий соединенный с
корневой частью рабочего крыла приводной элемент, совершающий сферическое качательное движение и шарнирно связанный с установленным на основании кривошипным
валом, отличающийся тем, что содержит, по меньшей мере, одно дополнительное крыло,
корневой частью соединенное с приводным элементом, при этом плоскость дополнительного крыла поперечна плоскости рабочего крыла, а направление - противоположно.
2. Ветро-гидродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что дополнительное крыло по
длине составляет 0,1-0,3 от длины рабочего крыла.
BY 6366 C1
3. Ветро-гидродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что приводной механизм снабжен охватывающим его кожухом, совмещенным с приводным элементом.
4. Ветро-гидродвигатель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что дополнительное крыло образовано гибкой оболочкой, охватывающей с возможностью прогиба два разнесенных круглых стержня, консольно установленных на кожухе.
5. Ветро-гидродвигатель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что дополнительное крыло образовано поверхностями двух разнесенных вогнутых пластин, консольно установленных на кожухе.
6. Ветро-гидродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что центр масс дополнительного
крыла размещен с возможностью уравновешивания общего центра масс рабочего крыла
приводного элемента и кожуха.
7. Ветро-гидродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что приводной механизм содержит две установленные на основании и противоположно размещенные в плоскости
кривошипного вала перпендикулярно плоскости качания крыльев направляющие, взаимодействующие с двумя установленными на приводном элементе ползунами, а кривошипный вал выполнен с двумя противоположно направленными кривошипами на концах,
соединенными, соответственно, двумя шарнирами с приводным элементом, при этом кривошипный вал снабжен установленным на нем в средней части зубчатым коническим колесом, взаимодействующим с конической шестерней, установленной на выходном валу,
расположенном внутри трубчатой части основания.
(56)
SU 1719714 A1, 1992.
SU 1595740 A1, 1990.
SU 1421612 A1, 1988.
RU 2075635 C1, 1997.
Изобретение относится к крыльевым устройствам нестационарного взаимодействия с
текучей средой, в частности к ветро-гидродвигателям типа "машущее крыло".
Известно устройство [1] (ветродвигатель) в виде, по меньшей мере, одного качающегося в одной плоскости крыла (лопасти) и установленного на основании приводного механизма, включающего соединенный с корневой частью крыла приводной элемент, т.е.
задающее кинематику крыла подвижное звено, выполненное в данном случае в виде установленной на основании с возможностью поворота платформы, шарнирно связанной шатуном с кривошипным валом. Поворот крыла вокруг своей оси при прохождении крайних
положений происходит за счет поворотных моментов, создаваемых инерцией установленного на основании вращающегося кривошипного вала, связанного отдельным кривошипом, рычагами и конической зубчатой парой с корневой частью крыла, установленной на
платформе с возможностью поворота.
Известное устройство характеризуется наличием сложного приводного механизма и
отсутствием дополнительно действующих на рабочее крыло поворотных моментов, возникающих в результате взаимодействия устройства с текучей средой при крайних положениях рабочего крыла. Это приводит к снижению равномерности работы устройства и
уменьшению использования энергии потока текучей среды.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является двигательно-движительный
комплекс [2] в виде, по меньшей мере, одного рабочего крыла (лопасти), и установленного
на основании сферического приводного механизма, включающего соединенный с корневой частью крыла приводной элемент, совершающий сферическое качательное движение,
при котором все постоянные и мгновенные оси поворота пересекаются в одной точке 2
BY 6366 C1
центре сферического движения. Приводной элемент выполнен в виде снабженной двумя
поперечными соосными цапфами втулки, шарнирно связанной с установленным на основании кривошипным валом. При этом приводной элемент соединен с основанием при помощи установленной на нем с возможностью поворота вилки, шарнирно связанной с
упомянутыми цапфами.
Известное устройство характеризуется, при относительно простом приводном механизме, также отсутствием упомянутых дополнительно действующих на рабочее крыло поворотных моментов.
Техническим результатом изобретения является повышение равномерности работы
устройства и увеличение использования энергии потока текучей среды независимо от
особенностей сферического приводного механизма путем создания дополнительных поворотных моментов, действующих на рабочее крыло при прохождении его крайних положений.
Для этого в известном устройстве, в данном случае - ветро-гидродвигателе, в виде, по
меньшей мере, одного рабочего крыла (лопасти) и установленного на основании сферического приводного механизма, включающего соединенный с корневой частью рабочего
крыла приводной элемент, совершающий сферическое качательное движение и шарнирно
связанный с установленным на основании кривошипным валом, достижение упомянутой
суммы технических результатов во всех случаях реализации обусловлено тем, что ветрогидродвигатель содержит, по меньшей мере, одно дополнительное крыло (лопасть), корневой частью соединенное с приводным элементом, при этом плоскость дополнительного
крыла поперечна плоскости рабочего крыла, а направление - противоположно.
В зависимости от назначения и выполнения устройства, дополнительное крыло по
длине может составлять (0,1-0,3) от длины рабочего крыла.
Приводной механизм может быть дополнен охватывающим его кожухом, совмещенным с приводным элементом. Т.е. в этом случае кожух и приводной элемент кинематически представляют одно целое.
Дополнительное крыло может быть образовано гибкой оболочкой, охватывающей с
возможностью прогиба два разнесенных круглых стержня, консольно установленные на
кожухе. При этом поверхность, обращенная к потоку текучей среды принимает вогнутую
форму.
Дополнительное крыло может быть образовано поверхностями двух разнесенных вогнутых пластин, консольно установленных на кожухе.
С целью уменьшения динамических нагрузок центр масс дополнительного крыла размещен с возможностью уравновешивания общей массы рабочего крыла, приводного элемента и кожуха.
Приводной механизм может содержать две установленные на основании и противоположно размещенные в плоскости кривошипного вала перпендикулярно плоскости качания
крыльев направляющие, взаимодействующие с двумя установленными на приводном элементе ползунами. Кривошипный вал может быть выполнен с двумя противоположно направленными кривошипами на концах, соединенными, соответственно, двумя шарнирами
с приводным элементом, при этом кривошипный вал может быть снабжен установленным
на нем в средней части зубчатым коническим колесом, взаимодействующим с конической
шестерней, установленной на выходном валу, проходящем внутри трубчатой части основания.
Предложенное выполнение ветро-гидродвигателя с дополнительным крылом позволяет повысить равномерность работы устройства и увеличить использование энергии потока
текучей среды за счет сил торможения этого потока, действующих на вогнутую поверхность дополнительного крыла. Центр давления этих сил, при прохождении крайних положений рабочим и дополнительным крыльями, смещается на определенное расстояние от
оси, лежащей в плоскости кривошипов и проходящей через центр сферического движения
3
BY 6366 C1
перпендикулярно оси кривошипного вала. При этом возникает поворотный момент, действующий на дополнительное крыло и соответственно через приводной элемент - на кривошипы кривошипного вала, создавая на них пару сил, поворачивающих кривошипный вал.
Иначе говоря, возникает дополнительный поворотный момент в тот период, когда рабочее
крыло слабо взаимодействует с потоком текучей среды, что и позволяет достичь упомянутого технического результата. Необходимо также отметить определенную компенсацию
сил лобового сопротивления рабочего крыла силами торможения потока, действующими
на дополнительное крыло, в также солидарное с рабочим крылом действие определенных
подъемных сил, возникающих на дополнительном крыле в процессе движения.
На чертеже представлена обобщенная кинематическая схема предлагаемого устройства, содержащая рабочее крыло, приводной механизм и кожух с дополнительным крылом.
Ветро-гидродвигатель содержит крыло (лопасть) 1, корневая часть 2 которого соединена с приводным элементом 3 (возможна также совокупность крыльев, объединенных в
корневой части, например, типа "биплан"). В частности, приводной элемент 3 совмещен
(т.е. кинематически составляет единое целое) с кожухом 4, охватывающим приводной механизм 5. К кожуху 4 прикреплено дополнительное крыло 6, образованное гибкой оболочкой 7, охватывающей с прогибом два разнесенных трубчатых стержня 8. Возможен
также вариант выполнения дополнительных крыльев в виде двух вогнутых пластин 9 (показаны штрих-пунктиром), симметрично разнесенных относительно рабочего крыла 1. В
предпочтительный вариант приводного механизма 5 входят:
кривошипный вал 10 с косыми кривошипами 11 (возможно выполнение и с прямыми
кривошипами в паре со сферическими шарнирами), установленный с подшипниками 12 на
основание 13, переходящее в трубчатую часть 14, проходящую внутри дополнительного
крыла 6 (или между дополнительными крыльями 9);
два шарнира 15, связывающих кривошипы 11с приводным элементом 3 (при прямых
кривошипах 11, шарниры 15 - сферические).
две направляющие 16, установленные на основании 13 в плоскости кривошипного вала 10 перпендикулярно плоскости качания крыльев и взаимодействующие с выполненными в виде катков (роликов) ползунами 17, установленными на приводном элементе 3;
установленное на кривошипном валу 10 зубчатое коническое колесо 18, соединенное с
конической шестерней 19, закрепленной на выходном валу 20, проходящем внутри трубчатой части 14 основания 13.
Предлагаемое устройство в качестве, например, ветродвигателя работает следующим
образом.
В исходном состоянии рабочее крыло 1 и дополнительное крыло 6 находятся в вертикальном положении. При этом крылья устанавливаются по отношению к ветру с установочным углом, определяемым углом между осью кривошипов 11 и рабочим валом 10, что
составляет примерно 25°-40° для рабочего крыла 1 и 65°-50° для дополнительного крыла 6.
При достаточной скорости ветра возникают аэродинамические подъемные силы, пропорциональные квадрату скорости ветра (относительно небольшие на дополнительном крыле
6), отклоняющие рабочее крыло 1 в одну сторону, а дополнительное крыло 6 - в другую.
Соответственно приводное звено 3 через шарниры 15 и кривошипы 11 поворачивает кривошипный вал 10. Далее, через коническое зубчатое колесо 18 и коническую шестерню 19
вращение передается с более высокой частотой выходному валу 20, что желательно при
приводе, например электрогенератора (не показан). При достаточном общем количестве
движения, рабочее крыло 1 и дополнительное крыло 6 доходят до своих крайних положений и проходят этот участок траектории под действием сил инерции и сил торможения
воздушного потока дополнительным крылом 6. В крайнем положении угол установки
рабочего крыла 1 проходит через 0°, а дополнительного крыла 6 - через 180°, при этом меняется их величина и знак. Силы инерции вращающихся масс деталей привода и поворачивающихся вокруг своей оси крыльев создают поворотный момент, который поворачивает
4
BY 6366 C1
крылья вокруг своей оси и продолжает вращать кривошипный вал 10. Одновременно равнодействующая сил торможения воздушного потока дополнительным крылом 6, приложенная в центре давления на расстоянии "а" (см. чертеж), создает дополнительный
поворотный момент относительно оси, лежащей в плоскости кривошипов 11 и проходящей через центр сферического движения перпендикулярно оси кривошипного вала 10.
Этот дополнительный поворотный момент создает пару сил на шарнирах 15 и, соответственно, - на кривошипах 11, действующих в том же направлении, что и упомянутые силы
инерции вращающихся масс, что приводит к дополнительному использованию энергии
ветрового потока. После прохода крайнего положения установочные углы крыльев, поменяв знак, начинают быстро увеличиваться для рабочего крыла 1 и уменьшаться для дополнительного крыла 6. Крылья начинают новый разгон и угловая скорость качания
крыльев достигает максимального значения в среднем положении, затем опять уменьшается до нуля в крайнем положении, при котором достигает максимального значения уже
угловая скорость поворота крыльев вокруг своей оси, а их установочный угол снова меняет величину и знак и т.д.
Сила давления ветра на крыло 1, стремящаяся "опрокинуть" плоскость его качания
компенсируется реакцией основания 13, передаваемой через направляющие 16 и ползуны 17
приводному элементу 3. Кожух 4, переходящий в дополнительное крыло 6, защищает весь
механизм от воздействия внешней среды. В варианте выполнения комплекса в качестве,
например, гидродвигателя, установленного трубчатой частью 9 на дно реки или специального канала, такое выполнение кожуха 4 может выполнять функцию своеобразного кессона, внутри которого возможно размещение механизмов вместе, например, с
электрогенератором.
Источники информации:
1. А.с. СССР 1460399, F03D 5/00.
2. А.с. СССР 1474025, В63Н 1/04.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
167 Кб
Теги
06366, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа