CS204115B1

CS204115B1 - Horizontal wheel for wind engines

Info

Publication number: CS204115B1
Application number: CS434076A
Authority: CS
Inventors: Jan Fechtner
Original assignee: Jan Fechtner
Priority date: 1976-07-01
Filing date: 1976-07-01
Publication date: 1981-03-31

Description

Vynález řeší horizontální hnací kolo pro větrný motor, které se nenatáčí proti směru větru jako* hnací kolo vertikální a které automaticky tlumí prudší nápor větru, takže se neprojeví výrazně na rychlosti, a které umožňuje složení opěrných ploch i za chodu kola. Použití je výhodné zejména pro pohon dynama a pohyblivých poutačů.The invention solves a horizontal drive wheel for a wind engine which does not rotate in the opposite direction as a vertical drive wheel and which automatically dampens the steeper wind pressure so that it does not significantly affect the speed and which allows the support surfaces to fold even when the wheel is running. The use is particularly advantageous for driving dynamo and moving eye-catchers.

Vynucený zájem o opětné využití větru jako pohonné síly přinesl řadu řešení pohonných kol, od zdokonalení klasických, používaných u větrných mlýnů přes plachetní křídlo až k větrným turbinám. Většina řešení vyžaduje natáčení roviny kola proti směru větru pomocí natáčecího kormidla, což konstrukci komplikuje a zdražuje. Různá speciální řešení, jako větrné turbiny, jsou příliš nákladná pro běžná použití. Regulace otáček u těchto zařízení je též obtížná. Zavedení kosatkové plachty u větrných mlýnů, která uvádí proud vzduchu do hlavního křídla, aby se otáčení dělo i za slabého větru a naopak, aby kolo nebylo přetíženo při prudké náporu větru, bylo velkým přínosem. Přesto nebyly plachtové konstrukce vertikálních větrných kol úspěšné. U vrtulovitých větrných kol je regulace otáček vyřešena automatickým natáčením listu, což pro složitost konstrukce je velmi poruchové, takže se raději volí řešení dynama pracujícího při proměnných otáčkách. Vertikální větrné kolo nelze použít pro pohon plavidla pro výškové rozměry a nutnost natáčení proti směru větru ačkoli nad vodní hladinou je vítr méně nárazový a jeho rychlost větší než nad souší a vyprodukovaná energie se zvětšuje trojmocninou rychlosti větru. Dosavadní větrné pohony pro plavidla, vyjma Flettnerových rotorů, jsou nejvíce ohroženy větrnou bouří, jelikož se opěrné plochy nedají urychleně vyřadit z funkce.The forced interest in the re-use of wind as the driving force has brought a number of drive wheel solutions, from the refinements of the classic ones used in windmills to the sailing wing to the wind turbines. Most solutions require turning the wheel plane against the wind direction with the help of a steering wheel, which complicates the construction and makes it more expensive. Various special solutions, such as wind turbines, are too expensive for common applications. Speed control of these devices is also difficult. The introduction of a killer whale sail at the windmills, which brings the air flow to the main wing, to keep the rotation even in light winds and vice versa to avoid overloading the wheel in severe winds, has been of great benefit. Nevertheless, the canvas construction of the vertical wind wheels was not successful. In propeller wind wheels, speed control is solved by automatic blade rotation, which is very flawed due to the complexity of the structure, so the dynamo solution at variable speed is chosen instead. The vertical wind wheel cannot be used to propel a vessel of height and wind upward direction, although above the water level the wind is less impacting and its speed is greater than above land, and the energy produced increases by the triple of the wind speed. The existing wind drives for vessels, with the exception of the Flettner rotors, are most at risk from a wind storm, as the bearing surfaces cannot be quickly disabled.

Uvedené nedostatky odstraňuje horizontální kolo pro větrný motor podle vynálezu, jehož podstatu tvoří alespoň dva nosníky protilehle umístěné na vertikálním hřídeli a otočné v rovině horizontální, opatřené vertikálním závěsným sloupkem, umístěným na jejich koncích a na něm zavěšeným křídlem složeným z ramen, příček a opěrné výplně. U křídel jsou jednak volné konce spřaženy táhlem a jednak jejich výkyv v horizontální rovině je omezen zarážkou a v obou případech je výchylka maximálně 90°. Na vertikálním hřídeli je dále umístěn hřídelový kotouč s čelním ozubením: a zub ovitým vybráním a dále otočný navíjecí buben s brzdným kotoučem a s postranními otvory. K navíjecímu bubnu je připojen manipulační provazec s posuvnou příčkou, vedený přes vratnou kladku umístěnou na příčce nalézající se poblíž volného konce křídla a přes vodicí kroužky umístěné na závěsném sloupku, na nosiči a na hřídeli a dále přes navíjecí kroužek umístěný na hřídelovém kotouči, přičemž manipulační provazec je veden dvojmo. Ve vybrání navíjecího bubnu je umístěna přítlačná pružina a na hřídeli prstenec, přičemž na stabilně umístěné konsole, na čepu je umístěna jednoramenná rámcová páka a na čepu je též sklopná západka.These drawbacks are eliminated by the horizontal wheel for a wind engine according to the invention, which consists of at least two beams opposite to the vertical shaft and rotatable in a horizontal plane, provided with a vertical suspension pillar located at their ends and hinged wing composed of arms, crossbars and support panels. . In the case of the wings, the free ends are coupled with a rod and their swing in the horizontal plane is limited by a stop and in both cases the deflection is not more than 90 °. On the vertical shaft there is also a shaft disc with a spur gear and a tooth with a recess and a rotating winding drum with a brake disc and side openings. To the winding drum there is attached a manipulating string with a sliding bar, guided through a deflection pulley located on the bar located near the free end of the wing and through guide rings located on the hinge column, on the carrier and on the shaft. the rope is led in duplicate. In the recess of the winding drum there is a pressure spring and on the shaft a ring, while on a stably placed bracket, on the pin there is a single-arm frame lever and on the pin there is also a hinged pawl.

Otáčení kola v rovině horizontální umožňuje lehkou a skladnou konstrukci, zejména při použití ohebné opěrné výplně jako plachty a fólie z plastických hmot, zejména pro malá plavidla. Umožňuje též umístění větrného motoru na výškové budovy jako· sila apod. Při použití táhla ke spřažení volných konců křídel tlumí se nárazy vznikající při otáčení kola měněním návětrných stran křídel, takže chod kola je klidný a tichý.Rotation of the wheel in the horizontal plane allows for a lightweight and foldable construction, especially when using flexible support panels such as tarpaulins and plastic sheets, especially for small craft. It also allows the wind motor to be placed on high-rise buildings such as · silos, etc. When using a drawbar to tie the free ends of the wings, the shock caused by the rotation of the wheel is reduced by changing the windward sides of the wings.

Na výkresech jsou schematicky znázorněny dva příklady provedení horizontálního kola pro větrný motor podle vynálezu, kde na obr. 1 je znázorněno větrné kolo s táhlem, pohled ze strany, na obr. 2 je totéž pohled shora, na obr. 3 je řez otočnou objímkou, na obr. 4 je pohled na křídlo se záklopkou bez opěrné výplně, na obr. 5 je pohled na křídlo se záklopkou a deskovou opěrnou výplní z boku a na obr. 6 jsou znázorněny polohy křídel při otáčení kola o 45°. Na obr. 7 je pohled na křídlo s ohebnou opěrnou výplní z boku, na obr. 8 je zařízení k ovládání opěrné výplně křídla za chodu kola v řezu, bez vyznačení opěrné výplně a na obr. 9 je totéž, pohled shora.The drawings show schematically two exemplary embodiments of a horizontal wheel for a wind engine according to the invention, in which Fig. 1 shows a wind wheel with a rod, side view, Fig. 2 is the same top view, Fig. 3 is a cross-section of a rotating sleeve. Fig. 4 is a side view of the flap wing without support panel; Fig. 5 is a side view of the flap wing and panel support panel; and Fig. 6 shows the position of the wings when the wheel is rotated through 45 °. Fig. 7 is a side view of the wing with a flexible support panel; Fig. 8 is a sectional view of the wing support panel while the wheel is running, without marking the support panel; and Fig. 9 is the same, top view.

Na vertikální hřídeli 1 (obr. 1] jsou protilehle umístěny dva nosníky 2 s podpěrami 10, opatřené na konci odlehlém od hřídele 1, ložiskovou objímkou 3 pro zavěšení křídla 4, otočného v rovině horizontální (obr. 6) o maximálně 90° a složeného z ramen 5, příček 6 a opěrné výplně 7 (obr. 2), kupříkladu laminátové desky. Příčky 6 jsou vzájemně spřaženy táhlem 8 pomocí objímky 9. V alternativním provedení podle obr. 3 jsou nosníky 2 umístěny na otočné objímce 11 umístěné na zakotveném sloupku 12, která je opatřena převodovým soukolím 13. V příkladu náročnějšího provedení je kolo doplněno automatickou regulací otáček pro různou rychlost větru. Opěrná výplň 7 je opatřena otvorem, překrytým záklopkou 14 (obr. 4) ve tvaru rámečku 15 zavěšeného jednou stranou na závěsu 16, přičemž druhá strana je přitlačována na rub opěrné výplňě 7 pružinou 20, (obr. 5], opírající se též o matici 19 na šroubu 18, připojeném k můstku 17 umístěném na rameni 5. V dalším příkladě provedení podle obr. 7 jsou k nosníkům 2 připojeny závěsné sloupky 21 se zavěšeným rámem 22 a opěrná výplň 7 je z ohebného materiálu jako plachtoviny, fólie plastické hmoty apod., uchycená jednou stranou za rukávec 23 a dále provazcem 24, s výhodou pružícím, kupříkladu z opředené pryže, který umožňuje sešikmení opěrné výplně 7. Ještě v dalším příkladě provedení podle obr. 8 je na opěrnou výplň 7 připojena posuvná příčka 26, ovládána záclonovým způsobem tím, že je též připojena na dvojici manipulačních provazců 27, vedených z navíjecího bubnu 28 přes vratnou kladku 29 zpět k navíjecímu bubnu 28 přes vodicí kroužky 39 umístěné na závěsném sloupku 21 a dále na nosiči 2 a vertikálním hřídeli 1 a přes navíjecí kroužky 37 umístěné na hřídelovém kotouči 36, jehož otvory prochází, a který tvoří součást vertikálního hřídele 1 a je opatřen zubovltým vybráním 38 a čelním ozubením 33, které zapadá do stejného ozubení na navíjecím bubnu 28, otočně umístěného na vertikální hřídeli 1 a opatřeném brzdným kotoučem 31 s postranními otvory 32. Ve vybrání navíjecího bubnu 28 je umístěna přítlačná pružina 34 a na vertikálním hřídeli 1 prstenec 35, jako vodicí a opěrný. Na konsole 43 je pákový čep 40, na kterém je otočně umístěna sklopná západka 39, a dále otočně umístěna jednoramenná rámcová páka 41 s rukovětí 42, (obr. 9J, držená v poloze oddálené od hřídelového kotouče 38 a brzdného kotouče 31 radiální pružinou 44. Konsola 43 je umístěna na ložiskovém podstavci 45. Popsané zařízení umožňuje zmenšovat plochu opěrné výplně 7 při chodu horizontálního kola a při jeho zbrzdění nebo zastavení ji zvětšovat, podle potřeby. Ještě v dalším příkladě provedení, zejména pro kola malých rozměrů, je ohebná opěrná výplň 7 ovládána pomocí konstrukce okenních rolet při zastavení kola. Ve všech uvedených příkladech je maximální odklon křídla 4 od nosníku 2 90°, výhodné provedení je 60°, zajišťované jednak délkou táhla 8, kterým jsou spřaženy volné konce křídel 4, jak je popsáno v prvním příkladě, a jednak zarážkou, kupř. ohebnou objímkou 25, kterou je opatřeno každé křídlo 4.On the vertical shaft 1 (Fig. 1) are located opposite two beams 2 with supports 10, provided at the end remote from the shaft 1, bearing sleeve 3 for hanging the wing 4, rotatable in the horizontal plane (Fig. 6) by max. from the arms 5, the crossbars 6 and the supporting filler 7 (Fig. 2), for example a laminate plate The crossbars 6 are coupled to each other by a tie rod 8 by means of a sleeve 9. In an alternative embodiment of FIG. In the example of the more demanding embodiment, the wheel is supplemented by automatic speed control for different wind speeds.The support panel 7 is provided with an opening covered by a flap 14 (Fig. 4) in the form of a frame 15 suspended by one side on the hinge 16, the other side being pressed against the back of the backing 7 by a spring 20 (FIG. 5), also supported by the nut 19 In a further embodiment according to FIG. 7, the suspension pillars 21 with a hinged frame 22 are attached to the beams 2 and the support panel 7 is made of a flexible material such as canvas, plastic foil or the like. fastened by one side to the sleeve 23 and further by a strand 24, preferably elastic, for example of spun rubber, which allows the support pad 7 to slope. In yet another embodiment of FIG. 8, a sliding bar 26 is attached to the support pad 7. It is also connected to a pair of handling ropes 27 guided from the winding drum 28 via the deflection pulley 29 back to the winding drum 28 via guide rings 39 located on the hanger post 21 and further on the carrier 2 and the vertical shaft 1 and through the winding rings 37 a shaft disc 36, the apertures of which pass through, and which form a part of the shaft a part of the vertical shaft 1 and is provided with a toothed recess 38 and a spur gear 33 which fits into the same toothing on the winding drum 28 rotatably mounted on the vertical shaft 1 and provided with a brake disc 31 with side openings 32. 34 and on the vertical shaft 1 a ring 35, both guide and support. On the bracket 43 is a lever pin 40 on which a hinged latch 39 is pivoted, and a single-arm frame lever 41 with a handle 42 is rotatably mounted (Fig. 9J, held in a position spaced apart from the shaft disc 38 and the brake disc 31 by a radial spring 44. The bracket 43 is located on the bearing pedestal 45. The described device makes it possible to reduce the area of the support panel 7 when the horizontal wheel is running and to increase it when the wheel is braked or stopped. In all the examples, the maximum deflection of the sash 4 from the beam 2 is 90 °, the preferred embodiment being 60 °, provided on the one hand by the length of the rod 8, by which the free ends of the sashes 4 are coupled as described in the first example. and, on the other hand, a stopper, e.g. a flexible sleeve 25, which is about belongs to each wing 4.

Funkce zařízení pro svinování ohebné opěrné výplně 7 za chodu kola. Zbrzděním navíjecího bubnu 28 přitlačením jednoramenné rámcové páky 41 na brzdný kotouč 31, navíjí se manipulační provazec 27 a shrnuje se opěrná výplň 7 k volnému konci křídla 4. Zbrzděním horizontálního kola přitlačením výše uvedené páky 41 na hřídelový kotouč 36 nebo jeho zablokováním pomocí sklopné západky 39 a zubovitého vybrání 38 a otáčením brzdného kotouče 31 kupř. pomocí vratidla umístěného do postranních otvorů 32, napíná se opět opěrná výplň 7 v křídle 4.The function of the device for rolling the flexible support panel 7 while the wheel is running. By braking the winding drum 28 by pressing the single-arm frame lever 41 onto the brake disc 31, the handling rope 27 is wound up and the support pad 7 is summed to the free end of the wing 4. By braking the horizontal wheel by pushing the lever 41 above onto the shaft disc 36 or and a toothed recess 38 and rotating the brake disc 31 e.g. by means of a beam located in the side openings 32, the support panel 7 in the wing 4 is again tensioned.

Horizontální kolo pro větrný motor podle vynálezu je výhodné pro pohon plavidla ve spojení s proplelerem nebo kolesy iThe horizontal wheel for a wind engine according to the invention is advantageous for driving a vessel in conjunction with a propleler or wheels

B pro pohon kolového vozidla po souši a ledu.B for wheel drive on land and ice.

Claims

Subject

A wind wheel independent of the wind direction, characterized in that it consists of at least two beams (2) located opposite to the vertical shaft (1) and provided with a vertical suspension column (21) with a hinged wing (4). ], consisting of arms (5), partitions (6) and backing (7), the wings (4) being coupled with a rod (8) and provided with a stop (25) and the deflection of the wing (4) in the horizontal plane is maximum 90 °, and further comprising a shaft disk (1) disposed on a shaft disk (36) with spur gear (33) and a toothed recess (38) and a rotary winding drum (28) with a brake disk (31), side openings (32) and a pair of ynAlez (27) handling ropes with a sliding bar (26), wherein a deflection pulley (29) is located on the sash (6) of the sash (4) and a guide ring is mounted on the vertical sash (21) the winding rings (37), and further comprises a compression spring (34) disposed in the winding drum (28), a ring (35) disposed on the shaft (1), and a bracket (30); 43), located stably on the pin (40) and the single-arm frame lever (41), with a hinged pawl (39) on the pin (40).

2. Horizontal wheel according to claim 1, characterized in that the support panel (7) is provided with an opening with a flap (14) and its peripheral part is fixed in the wing (4) by a spring cord (24).