RU2280782C2 - Fluid medium energy converter (versions) - Google Patents

Fluid medium energy converter (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2280782C2
RU2280782C2 RU2004122994/06A RU2004122994A RU2280782C2 RU 2280782 C2 RU2280782 C2 RU 2280782C2 RU 2004122994/06 A RU2004122994/06 A RU 2004122994/06A RU 2004122994 A RU2004122994 A RU 2004122994A RU 2280782 C2 RU2280782 C2 RU 2280782C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flange
blade
blades
orientation
sprockets
Prior art date
Application number
RU2004122994/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004122994A (en
Inventor
Абдулла Сиражутдинович Алиев (RU)
Абдулла Сиражутдинович АЛИЕВ
Играмотдин Сиражутдинович Алиев (RU)
Играмотдин Сиражутдинович Алиев
Рахметулла Абдуллаевич Алиев (RU)
Рахметулла Абдуллаевич Алиев
Original Assignee
Абдулла Сиражутдинович АЛИЕВ
Играмотдин Сиражутдинович Алиев
Рахметулла Абдуллаевич Алиев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Абдулла Сиражутдинович АЛИЕВ, Играмотдин Сиражутдинович Алиев, Рахметулла Абдуллаевич Алиев filed Critical Абдулла Сиражутдинович АЛИЕВ
Priority to RU2004122994/06A priority Critical patent/RU2280782C2/en
Publication of RU2004122994A publication Critical patent/RU2004122994A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2280782C2 publication Critical patent/RU2280782C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/74Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction

Landscapes

  • Wind Motors (AREA)

Abstract

FIELD: regenerative energy sources, wind and hydraulic power in particular.
SUBSTANCE: proposed energy converter has fixed strut with output shaft, platforms with flat blades and units for change of orientation and fixation of Blade position. Platforms are immovably secured around output shaft and are provided with central and peripheral sprockets and chain. Peripheral sprockets are mounted on units used for change of orientation and fixation of blade position; these sprockets are kinematically linked with central sprocket mounted on fixed strut for turn and fixation of angular position. Energy converter is additionally provided with two wheels articulated on vertical struts along motion of medium (water) and couplers articulated together and engageable with units changing orientation and fixation of blade position which are engageable in their turn with central sprockets of respective wheels through first and second peripheral sprockets. Energy converter is additionally provided with second shaft fitted with levers, kinematically linked second peripheral sprockets and central sprocket mounted on second medium flow direction indicator; blades are interconnected by means of couplers engageable with lever tips and units changing orientation and fixation of blade position.
EFFECT: considerable increase of power of energy converter and enhanced sensitivity to weak flows of wind and water.
17 cl, 25 dwg

Description

Изобретение относится к области использования возобновляющихся источников энергии, а именно ветровой и гидроэнергии, и преобразования их в другие виды, преимущественно в электрическую энергию.The invention relates to the use of renewable energy sources, namely wind and hydropower, and their conversion into other types, mainly into electrical energy.

Известна ветроэнергетическая установка с использованием основного рабочего элемента в виде паруса, установленного на платформе, а платформы соединены, в свою очередь, в состав, начало и конец которого соединены вместе, то есть образуют кольцо. Состав устанавливается на соответствующий размерам платформ круговой путь. Парус имеет наибольший коэффициент использования ветровой энергии. Мощность, развиваемая установкой, отбирается от вала колес платформы [1].A wind power installation is known using the main working element in the form of a sail mounted on a platform, and the platforms are connected, in turn, to the composition, the beginning and end of which are connected together, that is, form a ring. The composition is installed on a circular path corresponding to the size of the platforms. The sail has the highest wind energy utilization. The power developed by the installation is taken from the shaft of the platform wheels [1].

Недостаток указанной ветроэнергетической установки заключается в механической (ручной) первоначальной установке ориентации паруса в зависимости от направления ветра и ручной корректировки его положения при изменении направления ветра. Кроме того, ориентация паруса меняется синхронно на всем протяжении времени прохода платформы по кольцевому пути. За это время парус делает полуоборот (180°) вокруг своей оси (стойки). Такое изменение ориентации лопасти (паруса) на подавляющем отрезке прохождения платформы по кольцевому пути не обеспечивает эффективного отбора энергии ветра.The disadvantage of this wind power installation is the mechanical (manual) initial installation of the orientation of the sail depending on the direction of the wind and manual adjustment of its position when changing the direction of the wind. In addition, the orientation of the sail changes synchronously throughout the passage of the platform along the ring path. During this time, the sail makes a half-turn (180 °) around its axis (rack). Such a change in the orientation of the blades (sails) on the overwhelming segment of the platform passing along the annular path does not provide for effective selection of wind energy.

Известен также ветродвигатель, который по своим конструктивным признакам может быть указан в качестве прототипа предлагаемого преобразователя энергии [2].Also known is a wind turbine, which by its design features can be specified as a prototype of the proposed energy converter [2].

Прототип содержит круговую дорогу, платформу, стойку, лопасть, флюгер, узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти.The prototype contains a circular road, a platform, a rack, a blade, a weather vane, a node for changing the orientation and fixing the position of the blade.

Платформы вращаются вокруг вертикального центрального вала, от которого движение передается электрогенератору или водяному насосу.The platforms rotate around a vertical central shaft, from which movement is transmitted to an electric generator or a water pump.

К недостаткам прототипа относится сложность конструкции узла изменения ориентации и фиксации лопасти, что затрудняет его применение. Кроме того, конструкция прототипа не позволяет использовать ее в гидродвигателях.The disadvantages of the prototype include the complexity of the design of the node changes the orientation and fixation of the blade, which complicates its use. In addition, the design of the prototype does not allow its use in hydraulic motors.

Технический результат заключается в значительном повышении мощности и чувствительности к слабым потокам, упрощении конструкции преобразователя и расширении области его применения в гидроэнергетических установках.The technical result consists in a significant increase in power and sensitivity to low flows, simplifying the design of the converter and expanding its scope in hydropower installations.

Указанный результат достигается применением новой конструкции преобразователя энергии (ветродвигателя или гидродвигателя) с использованием основных рабочих элементов в виде плоских вертикальных лопастей (парусов), установленных на платформах, а платформы вращаются вокруг центрального вертикального вала. Мощность, развиваемая установкой, отбирается от центрального вала преобразователя энергии.The indicated result is achieved by using the new design of the energy converter (wind turbine or hydraulic motor) using the main working elements in the form of flat vertical blades (sails) mounted on the platforms, and the platforms rotate around a central vertical shaft. The power developed by the installation is taken from the central shaft of the energy converter.

Наличие относительно большого количества платформ позволяет значительно удешевить всю конструкцию, т.к. при этом используются однотипные детали. Большая суммарная масса платформ защищает конструкцию от резких порывов ветра и стабилизирует скорость вращения платформ.The presence of a relatively large number of platforms allows you to significantly reduce the cost of the entire structure, because this uses the same type of parts. The large total mass of the platforms protects the structure from sudden gusts of wind and stabilizes the speed of rotation of the platforms.

При маломощных преобразователях (1-5 кВт) платформы соединены между собой неподвижно и вокруг вертикального выходного вала, установленного на стойке.With low-power converters (1-5 kW), the platforms are interconnected motionlessly and around a vertical output shaft mounted on a rack.

При мощности ветродвигателя 5-15 кВт платформы могут быть выполнены в виде тележек на обычных резиновых колесах с воздушным наполнением. Платформы с помощью сцепок и плоских шарниров соединяются в замкнутую цепь и с помощью рычагов скрепляются с центральным валом, от которого отбирается мощность, развиваемая преобразователем (ветродвигателем или гидродвигателем). При таком соединении платформ с центральным колесом число колес может быть сокращено до двух или даже до одного. Они устанавливаются одно за другим по направлению движения платформы, аналогично велосипедным. Наиболее выгодно, когда центральный вал через мультипликатор подключается непосредственно к электрогенератору (или к насосу).With a wind turbine power of 5-15 kW, the platforms can be made in the form of bogies on ordinary rubber wheels with air filling. Platforms with the help of hitching and flat hinges are connected in a closed circuit and using levers are fastened to the central shaft, from which the power developed by the converter (wind turbine or hydraulic motor) is taken. With this connection of the platforms to the central wheel, the number of wheels can be reduced to two, or even to one. They are installed one after the other in the direction of movement of the platform, similar to bicycle ones. It is most beneficial when the central shaft is connected directly to an electric generator (or to a pump) through a multiplier.

Мощность такого ветродвигателя (или гидродвигателя) будет зависеть от мощности, развиваемой единичной платформой, и количества соединенных между собой платформ и практически не ограничена в пределах экономической целесообразности.The power of such a wind turbine (or hydraulic motor) will depend on the power developed by a single platform, and the number of platforms interconnected and is practically unlimited within the limits of economic feasibility.

Преобразователь энергии текучей среды содержит неподвижную стойку с выходным валом, платформы с плоскими лопастями, в корневой части которых установлены узлы изменения ориентации и фиксации положения лопастей. Платформы закреплены неподвижно вокруг выходного вала и содержат дополнительно центральную, периферийные звездочки и цепь. При этом периферийные звездочки установлены на узлах изменения ориентации и фиксации положения лопастей и через цепь кинематически связаны с центральной звездочкой, установленной на неподвижной стойке с возможностью поворота и фиксации углового положения.The fluid energy converter contains a fixed rack with an output shaft, platforms with flat blades, in the root part of which there are installed nodes for changing the orientation and fixing the position of the blades. The platforms are fixed motionless around the output shaft and additionally contain a central, peripheral sprockets and a chain. In this case, the peripheral sprockets are mounted on the nodes of changing the orientation and fixing the position of the blades and are kinematically connected through a chain to the central sprocket mounted on a fixed rack with the ability to rotate and fix the angular position.

Преобразователь энергии среды содержит указатель течения среды (флюгер), который устанавливается на неподвижной стойке с возможностью свободного вращения, и неподвижно связан с центральной звездочкой.The medium energy converter contains a medium flow indicator (weather vane), which is mounted on a stationary rack with the possibility of free rotation, and is fixedly connected to the central sprocket.

Преобразователь энергии текучей среды содержит дополнительно кинематически связанные второй вертикальный вал, второй ярус вертикальных плоских лопастей, а также первые и вторые обгонные муфты и ведущие шестерни, кинематически связанные через ведомую шестерню с электрогенератором (насосом). При этом ступицы первой и второй обгонных муфт неподвижно соединены с первым и вторым валами, а обоймы их - с шестернями соответственно.The fluid energy converter additionally contains kinematically coupled a second vertical shaft, a second tier of vertical flat blades, as well as first and second overrunning clutches and pinion gears kinematically connected through a driven gear to an electric generator (pump). In this case, the hubs of the first and second overrunning clutches are motionlessly connected to the first and second shafts, and their clips are connected to gears, respectively.

Преобразователь энергии подвешен на горизонтальной балке лопастями вниз. Каждый узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти содержит дополнительную звездочку. При этом все звездочки платформ цепью связаны с центральной звездой, установленной на неподвижной оси вращения выходного вала и связанной неподвижно с указателем и фиксатором угла поворота.The energy converter is suspended on the horizontal beam with the blades down. Each node changes the orientation and fixation of the position of the blade contains an additional sprocket. In this case, all the platform asterisks are connected by a chain to the central star mounted on the fixed axis of rotation of the output shaft and connected motionlessly with a pointer and a rotation angle fixator.

При этом узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти содержит фланец с кулачками, опорные подшипники, верхнюю и нижнюю полумуфты сцепные, кинематически связанные первую, вторую внутренние звездочки, верхнюю и нижнюю сегментные звездочки, внутреннюю цепь, фланец сцепления, вторую пружину, а также внешнюю звездочку и связанное с ней неподвижно нижнее коромысло. Коромысло установлено на оси с возможностью свободного вращения, и на его концах симметрично установлены две половины лопасти с возможностью поворота до 90° во взаимнопротивоположных направлениях. При этом нижние полумуфты сцепные неподвижно связаны с соответствующими внутренними звездочками и кулачковым фланцем, установленным с возможностью продольного смещения и взаимодействующим с опорными подшипниками, кроме того, внутренние звездочки через вторую цепь взаимодействуют с верхними и нижними сегментными звездочками, которые связаны неподвижно с соосным фланцем сцепления. Фланец сцепления через вторую пружину взаимодействует с платформой. Кроме того, верхние полумуфты сцепные связаны неподвижно с соответствующими половинами лопасти.In this case, the unit for changing the orientation and fixing the position of the blade contains a flange with cams, thrust bearings, upper and lower coupling halves, kinematically connected first, second internal sprockets, upper and lower segment sprockets, internal chain, clutch flange, second spring, and also an external sprocket and the immovably lower rocker associated with it. The beam is mounted on the axis with the possibility of free rotation, and at its ends two halves of the blade are mounted symmetrically with the possibility of rotation up to 90 ° in mutually opposite directions. At the same time, the lower coupling halves are fixedly connected with the corresponding inner sprockets and a cam flange mounted with the possibility of longitudinal displacement and interacting with the thrust bearings, in addition, the inner sprockets through the second chain interact with the upper and lower segment sprockets, which are fixedly connected with the coaxial clutch flange. The clutch flange through the second spring interacts with the platform. In addition, the upper coupling halves are fixedly connected to the corresponding halves of the blade.

Выходной вал и оси вращения лопастей ориентированы горизонтально, а плоскость вращения лопастей вертикальна и параллельна плоскости ориентации флюгера. При этом флюгер выполнен в виде усеченного конуса, который взаимодействует с центральной звездочкой и лопастями.The output shaft and the axis of rotation of the blades are oriented horizontally, and the plane of rotation of the blades is vertical and parallel to the plane of orientation of the wind vane. In this case, the weather vane is made in the form of a truncated cone, which interacts with the central sprocket and blades.

Платформы вращаются на колесах вокруг выходного вала по кругу, а узел изменения ориентации и фиксации положения одинарной лопасти содержит соосно установленные фланец лопасти, фланец ориентации и фланец с защелками, при этом на второй втулке, связанной неподвижно с первой звездочкой, фланец ориентации установлен неподвижно, а фланец с двумя защелками - с возможностью свободного вращения, кроме того, фланец с защелками через пружину накопителя энергии взаимодействует с платформой, а через две защелки - с двумя отжимными подшипниками, установленными на платформе, при этом первая звездочка через соответствующую цепь взаимодействует с центральной звездочкой, неподвижно установленной на втулке флюгера.The platforms rotate on wheels around the output shaft in a circle, and the unit for changing the orientation and fixing the position of the single blade contains coaxially mounted flange of the blade, the orientation flange and the flange with latches, while on the second sleeve fixedly connected with the first sprocket, the orientation flange is fixed, and a flange with two latches - with the possibility of free rotation, in addition, a flange with latches through the spring of the energy storage device interacts with the platform, and through two latches - with two squeeze bearings, updated on the platform, while the first sprocket through the corresponding chain interacts with the central sprocket, motionlessly mounted on the vane hub.

Узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти включает в себя ведущий фланец с двумя кулачками и двумя парами пальцев разной длины, фланец с фиксированной ориентацией с двумя отверстиями и фланец ведомый с четырьмя отверстиями, которые взаимодействуют с соответствующими двумя парами пальцев, неподвижно закрепленными в ведущем фланце, который, в свою очередь, через кулачки взаимодействует с отжимными подшипниками, установленными на корпусе платформы. Узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти содержит кинематически связанные фланец с фиксированной ориентацией, пружину и фланец лопасти, а также третью и четвертую периферийные звездочки, вторую центральную звездочку, штангу с подшипником и собачку, при этом каждая лопасть состоит из двух половин, шарнирно установленных между верхним и нижним коромыслами, в корневой части которых неподвижно установлены периферийный звездочки, кинематически связанные со второй центральной звездочкой, неподвижно связанной с фланцем лопасти, при этом первая звездочка неподвижно связана с фланцем с фиксированной ориентацией и нижним коромыслом, кроме того, фланец лопасти через фиксатор и штангу взаимодействует через барабан с наклонным пазом, и шток с пальцем - с флюгером конической формы, шарнирно установленным на оси вращения выходного вала преобразователя.The node for changing the orientation and fixing the position of the blade includes a leading flange with two cams and two pairs of fingers of different lengths, a flange with a fixed orientation with two holes and a driven flange with four holes that interact with the corresponding two pairs of fingers fixedly mounted in the leading flange, which, in turn, through the cams interacts with squeezing bearings mounted on the platform body. The unit for changing the orientation and fixing the position of the blade contains a kinematically connected flange with a fixed orientation, a spring and a flange of the blade, as well as a third and fourth peripheral sprockets, a second central sprocket, a rod with a bearing and a dog, each blade consisting of two halves pivotally mounted between upper and lower rocker arms, in the root of which peripheral sprockets are fixedly mounted, kinematically connected to the second central sprocket, fixedly connected to the lop flange and, while the first sprocket is fixedly connected to the flange with a fixed orientation and the lower beam, in addition, the blade flange through the clamp and the rod interacts through the drum with an inclined groove, and the rod with the finger - with a cone-shaped weather vane pivotally mounted on the axis of rotation of the output shaft transducer.

Преобразователь энергии текучей среды содержит платформы с плоскими вертикальными лопастями, в корневой части которых установлены узлы изменения ориентации и фиксации положения лопасти. При этом преобразователь содержит дополнительно два колеса, шарнирно установленных на вертикальных стойках вдоль течения среды (воды), а также сцепки, шарнирно связанные друг с другом и взаимодействующие с узлами изменения ориентации и фиксации положения лопастей, которые, в свою очередь, взаимодействуют через первые и вторые периферийные звездочки с центральными звездочками соответствующих колес.The fluid energy converter contains platforms with flat vertical blades, in the root part of which there are installed nodes for changing the orientation and fixing the position of the blade. In this case, the converter additionally contains two wheels pivotally mounted on vertical struts along the flow of the medium (water), as well as couplings pivotally connected to each other and interacting with nodes changing the orientation and fixing the position of the blades, which, in turn, interact through the first and second peripheral sprockets with central sprockets of respective wheels.

Преобразователь содержит вертикальный вал с радиальными рычагами, вертикальные плоские лопасти, в корневой части которых установлены узлы изменения ориентации и фиксации положения лопасти, а также периферийные звездочки, кинематически связанные с центральной звездочкой, установленной на указателе направления течения текучей среды (реки). При этом преобразователь содержит дополнительно второй вал с радиальными рычагами, кинематически связанные вторые периферийные звездочки и центральную звездочку, установленную на вновь введенном втором указателе направления течения среды, кроме того, лопасти связаны друг с другом сцепками, взаимодействующими с наконечниками рычагов и узлами изменения ориентации и фиксации положения лопастей.The converter contains a vertical shaft with radial levers, vertical flat blades, in the root part of which there are installed nodes for changing the orientation and fixing the position of the blades, as well as peripheral sprockets kinematically connected to the central sprocket mounted on the flow direction indicator of the fluid (river). The converter further comprises a second shaft with radial levers, kinematically connected second peripheral sprockets and a central sprocket mounted on the newly introduced second direction indicator of the flow of the medium, in addition, the blades are connected to each other by couplers interacting with the tips of the levers and the nodes of orientation and fixation position of the blades.

Узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти содержит кулачковый фланец с двумя параллельными пластинками, неподвижно связанный с соответствующей периферийной звездочкой, кинематически связанные верхний, нижний фланцы и пружину, а также подпружиненные рычаги с фиксаторами, шарнирно установленные на сцепке и взаимодействующие с кулачковым фланцем и через фиксаторы с нижним фланцем.The unit for changing the orientation and fixing the position of the blade contains a cam flange with two parallel plates, fixedly connected with the corresponding peripheral sprocket, kinematically connected upper, lower flanges and a spring, as well as spring-loaded levers with clamps, pivotally mounted on the coupling and interacting with the cam flange and through the clamps with bottom flange.

Узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти содержит верхний фланец с сегментным упором, двумя отжимными подшипниками и храповиком, подпружиненный фланец лопасти с кулачками, четырьмя отверстиями и пазами, установленный на втулке лопасти с возможностью продольного смещения, а также фиксирующий палец, неподвижно закрепленный в сцепке и взаимодействующий с отверстиями фланца лопасти, кулачки которого взаимодействуют с отжимными подшипниками, при этом наконечник храповика взаимодействуют с пазами фланца лопасти, а наконечник рычага - с сегментным упором верхнего фланца.The unit for changing the orientation and fixing the position of the blade contains an upper flange with a segmented stop, two squeezing bearings and a ratchet, a spring-loaded flange of the blade with cams, four holes and grooves mounted on the blade hub with the possibility of longitudinal displacement, as well as a fixing finger fixedly mounted in the coupling and interacting with the holes of the blade flange, the cams of which interact with the squeeze bearings, while the ratchet tip interact with the grooves of the blade flange, and the tips to the lever - with a segment focus of the upper flange.

На втулках лопастей преобразователя установлены понтоны.Pontoons are installed on the bushings of the converter blades.

Оси вращения валов колес и лопастей ориентированы горизонтально и содержат дополнительно вторую пару колес и вторую замкнутую цепь из сцепок, ориентированную параллельно первой и взаимодействующую с лопастями, при этом оси вращения колес шарнирно установлены на четырех вновь введенных стояках, кроме того, один (или два) выходной вал кинематически связан с электрогенератором (насосом), неподвижно установленным на одном (или двух) из стояков.The axis of rotation of the shafts of the wheels and blades are oriented horizontally and additionally contain a second pair of wheels and a second closed chain of couplings oriented parallel to the first and interacting with the blades, while the axis of rotation of the wheels are pivotally mounted on four newly introduced risers, in addition, one (or two) the output shaft is kinematically connected with an electric generator (pump), motionlessly mounted on one (or two) of the risers.

На обоих концах осей вращения лопастей шарнирно установлены катки, взаимодействующие с четырьмя тросами, натянутыми попарно параллельно с двух сторон от колес.At both ends of the axes of rotation of the blades, rollers are pivotally mounted, interacting with four cables, stretched in pairs parallel from two sides of the wheels.

Каждая лопасть ориентирована перпендикулярно и соединена неподвижно с соответствующей сцепкой.Each blade is oriented perpendicularly and fixedly connected to the corresponding hitch.

На фиг.1 изображена конструкция первого варианта преобразователя энергии, установленного в потоке воды (реке), гдеFigure 1 shows the design of the first variant of the energy Converter installed in the water stream (river), where

1 - бетонное основание;1 - concrete base;

2 - стойка неподвижная;2 - stand motionless;

3 - стойка выдвижная;3 - extendable stand;

4 - упорное кольцо;4 - a persistent ring;

5 - упорный подшипник;5 - thrust bearing;

6 - подпорки;6 - backups;

7 - центральный вал;7 - the central shaft;

8, 9 - ведущая и ведомая шестерни;8, 9 - driving and driven gears;

10 - электрогенератор (насос);10 - electric generator (pump);

11 - неподвижная подставка;11 - fixed stand;

12 - герметичный корпус;12 - sealed housing;

13 - рычаги;13 - levers;

14 - стойка лопасти;14 - the rack of the blade;

15, 16 - первая и вторая половины лопасти;15, 16 - the first and second halves of the blade;

17 - оси вращения двух половин лопасти;17 - axis of rotation of the two halves of the blade;

18 - коромысло верхнее;18 - upper rocker;

19 - центральная звездочка;19 - the central asterisk;

20 - периферийные звездочки (звездочки платформ);20 - peripheral sprockets (platform sprockets);

21 - цепь первая;21 - chain one;

22 - узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти.22 - node changes the orientation and fixing the position of the blade.

На фиг.2 изображена конструкция первого варианта узла изменения ориентации и фиксации положения лопасти, где позиции 12-21 те же, что на фиг.1;Figure 2 shows the construction of the first variant of the node changes the orientation and fixing the position of the blade, where the position 12-21 are the same as in figure 1;

23 - крышка платформы;23 - platform cover;

24 - ролики;24 - videos;

25 - второй упорный подшипник;25 - second thrust bearing;

26 - втулки лопасти;26 - blades bushings;

27 - коромысло нижнее;27 - lower rocker;

28 - кронштейн;28 - an arm;

29 - внутренние звездочки;29 - internal sprockets;

30, 31 - верхняя и нижняя сегментные звездочки;30, 31 - upper and lower segment stars;

32 - вторая (внутренняя) цепь;32 - the second (inner) chain;

33, 34 - первая и вторая пружины;33, 34 - the first and second springs;

35, 36 - верхняя и нижняя муфты сцепные;35, 36 - upper and lower couplings;

37 - фланец сцепления;37 - clutch flange;

38 - кулачковый фланец;38 - cam flange;

39 - кулачки;39 - cams;

40 - подшипники.40 - bearings.

На фиг.3 изображена кинематическая связь между внутренними звездочками 29 и сегментными звездочками 30 и 31, создаваемая с помощью второй (внутренней) цепи 32.Figure 3 shows the kinematic connection between the inner sprockets 29 and the segment sprockets 30 and 31, created using the second (inner) chain 32.

На фиг.4 изображена конструкция совмещенного (гибридного) ветро-, гидропреобразователя энергии, гдеFigure 4 shows the design of the combined (hybrid) wind, hydraulic energy converter, where

41, 42 - первый и второй ярусы преобразователя энергии, каждый из которых идентичен преобразователю энергии, представленному на фиг.1, 2 и 3, содержит одни и те же признаки, кроме того на фиг.4 приведены дополнительно:41, 42 - the first and second tiers of the energy converter, each of which is identical to the energy converter shown in figures 1, 2 and 3, contains the same features, in addition to figure 4 are additionally shown:

43 - упорные кольца;43 - thrust rings;

44, 45 - первый и второй выходные валы;44, 45 - the first and second output shafts;

46, 47 - первая и вторая обгонные муфты;46, 47 - the first and second overrunning clutches;

48, 49 - первая и вторая ведущие конические шестерни;48, 49 - the first and second leading bevel gears;

50 - ведомая коническая шестерня;50 - driven bevel gear;

51 - электрогенератор (насос);51 - electric generator (pump);

52 - флюгер конический.52 - conical weather vane.

На фиг.5 изображена конструкция второго подводного варианта преобразователя энергии, где подводная часть аналогична конструкции, представленной на фиг.1 и 2, а надводная часть содержит:Figure 5 shows the construction of the second underwater version of the energy Converter, where the underwater part is similar to the structure shown in figures 1 and 2, and the surface part contains:

53 - лопасти одинарные;53 - single blades;

54 - горизонтальная балка с подпорками;54 - horizontal beam with props;

55 - кронштейн;55 - bracket;

56 - указатель угла поворота с фиксатором;56 - angle indicator with a latch;

57 - центральная звездочка;57 - the central asterisk;

58 - выходной вал;58 - output shaft;

59 - коническая пара шестерен;59 - a conical pair of gears;

60 - электрогенератор (насос);60 - electric generator (pump);

61 - подвески;61 - pendants;

62 - подшипник упорный.62 - thrust bearing.

На фиг.6 изображена третья конструкция преобразователя энергии, где платформы вращаются в вертикальной плоскости. Оси вращения лопастей ориентированы горизонтально.Figure 6 shows the third design of the energy Converter, where the platform rotates in a vertical plane. The axis of rotation of the blades are oriented horizontally.

На фиг.6 представлены:Figure 6 presents:

63 - кольцо упорное;63 - thrust ring;

64 - подшипник упорный;64 - thrust bearing;

65 - выходной вал;65 - output shaft;

66, 67 - ведущая и ведомая шестерни;66, 67 - driving and driven gears;

68 - электрогенератор (насос);68 - electric generator (pump);

69 - подставка;69 - stand;

70 - цилиндр;70 - cylinder;

71 - вращающаяся втулка;71 - rotating sleeve;

72 - конический флюгер;72 - conical weather vane;

73, 74 - первый и второй рычаги;73, 74 - the first and second levers;

75 - пружина флюгера;75 - spring weather vane;

76 - блочок;76 - block;

77 - трос;77 - cable;

78 - палец;78 - finger;

79 - стержень;79 - a core;

80 - противовес.80 is the counterweight.

На фиг.7 изображен вид В по фиг.6 на узел генератора.In Fig.7 shows a view In Fig.6 on the generator node.

На фиг.8 изображен вид А по фиг.6 на узел взаимодействия конического флюгера 72 на центральную звездочку 57, где позиции 72-79 те же.On Fig depicts a view of Fig.6 on the interaction node of the conical weather vane 72 on the central sprocket 57, where the positions 72-79 are the same.

Конструкция узла изменения ориентации и фиксации положения одинарной лопасти в преобразователях энергии на фиг.5 и 6 выполнена по упрощенной схеме, представленной на фиг.9.The design of the unit for changing the orientation and fixing the position of a single blade in the energy converters in FIGS. 5 and 6 is made according to the simplified scheme shown in FIG. 9.

На фиг.9 изображена конструкция ветряного варианта преобразователя энергии с третьим вариантом выполнения узла изменения ориентации лопасти, гдеFigure 9 shows the design of the wind version of the energy Converter with a third embodiment of the node changes the orientation of the blades, where

81 - платформа;81 - platform;

82 - колеса;82 - wheels;

83 - ось вращения лопасти;83 - axis of rotation of the blade;

84 - рычаг соединительный;84 - connecting lever;

85 - лопасть одинарная;85 - single blade;

86 - втулка лопасти;86 - the sleeve of the blade;

87 - фланец лопасти;87 - blade flange;

88 - первая звездочка;88 - the first asterisk;

89 - первая цепь;89 - the first chain;

90 - втулка вторая (первой звездочки);90 - the second sleeve (first sprocket);

91 - фланец ориентации;91 - orientation flange;

92 - фланец с защелками;92 - flange with latches;

93 - защелки;93 - latches;

94 - пружины защелок;94 - spring latches;

95 - рычаг защелки;95 - latch lever;

96 - пазы фланца ориентации;96 - grooves of the orientation flange;

97 - пазы фланца лопасти;97 - grooves of the flange of the blade;

98 - кронштейны;98 - brackets;

99 - подшипники;99 - bearings;

100 - пружина-накопитель энергии.100 - spring energy storage.

На фиг.10 изображен вид А-А по фиг.9, где позиции 93-99 те же, что на фиг.9.Figure 10 shows a view aa of figure 9, where the positions 93-99 are the same as in figure 9.

На фиг.11 изображена конструкция четвертого варианта узла изменения ориентации и фиксации положения одинарной лопасти, где позиции 83-100 те же, что на фиг.9 и фиг.10;In Fig.11 shows the construction of the fourth variant of the node changes the orientation and fixing the position of a single blade, where the position 83-100 are the same as in Fig.9 and Fig.10;

101 - фланец ведущий;101 - leading flange;

102 - фланец ведомый;102 - driven flange;

103 - фланец с фиксированной ориентацией;103 - flange with a fixed orientation;

104, 105 - первые и вторые пальцы;104, 105 - the first and second fingers;

106 - кулачки;106 - cams;

107 - подшипники отжимные;107 - squeezing bearings;

108 - первые и вторые фиксирующие отверстия.108 - the first and second locking holes.

На фиг.12 изображена конструкция вращающейся платформы с пятым вариантом конструкции изменения ориентации и фиксации положения лопасти из двух половинок, где позиции 81-110 те же, что на фиг.9;On Fig shows the design of a rotating platform with a fifth embodiment of the design changes the orientation and fixation of the position of the blades of two halves, where the positions 81-110 are the same as in Fig.9;

109, 110 - нижнее и верхнее коромысла;109, 110 - lower and upper rocker arms;

111 - колпак цилиндрический;111 - a cylindrical cap;

112 - вторая центральная звездочка;112 - the second central sprocket;

113 - третья цепь;113 - the third chain;

114 - фланец с фиксированной ориентацией;114 - flange with a fixed orientation;

115 - фланец лопасти;115 - blade flange;

116, 117 - третья и четвертая звездочки;116, 117 - the third and fourth stars;

118 - собачка;118 - a dog;

119 - подшипник;119 - bearing;

120 - вилка;120 - fork;

121 - штанга;121 - barbell;

122, 123 - первая и вторая половины лопасти.122, 123 - the first and second halves of the blade.

На фиг.13 изображен вид А-А по фиг.12, где позиции 86-121 те же, что и на фиг.12;In Fig.13 shows a view aa of Fig.12, where the positions 86-121 are the same as in Fig.12;

124 - пазы;124 - grooves;

125 - пружина собачки;125 - spring dog;

126 - рычаг собачки;126 - dog lever;

127 - ушки.127 - ears.

На фиг.14 изображена кинематическая связь между второй центральной звездочкой 112 и третьими 116 и четвертыми 117 звездочками, которая осуществляется с помощью третьей цепи 113.On Fig shows a kinematic connection between the second Central sprocket 112 and the third 116 and fourth 117 sprockets, which is carried out using the third chain 113.

На фиг.15 представлена конструкция центрального узла преобразования энергии, гдеOn Fig presents the design of the Central node of the energy conversion, where

128 - стойка флюгера;128 - stand of the weather vane;

129 - вал выходной;129 - output shaft;

130, 131 - ведущая и ведомая шестерни;130, 131 - leading and driven gears;

132 - электрогенератор (насос);132 - electric generator (pump);

133 - флюгер конический;133 - conical weather vane;

134 - цилиндрическая втулка;134 - cylindrical sleeve;

135 - стержни;135 - rods;

136 - упор;136 - emphasis;

137 - горизонтальный рычаг флюгера;137 - horizontal lever of the weather vane;

138 - паз;138 - groove;

139 - палец;139 - finger;

140 - трос;140 - cable;

141 - блочок;141 - block;

142 - центральная звездочка;142 - central sprocket;

143 - шток;143 - stock;

144 - пружина флюгера;144 - spring weather vane;

145 - цилиндр с наклонным пазом.145 - cylinder with an inclined groove.

На фиг.16 изображен общий вид сверху на преобразователь энергии, где позиции 85-133 те же, что и на фигурах 10, 14;In Fig.16 shows a General top view of the energy Converter, where the positions 85-133 are the same as in figures 10, 14;

146 - вращающиеся платформы;146 - rotating platforms;

147 - лопасти плоские;147 - blades are flat;

148 - рычаги;148 - levers;

149 - сцепки;149 - coupling;

150 - штанга;150 - barbell;

151 - подшипник;151 - bearing;

152 - центральная звездочка;152 - central sprocket;

153 - периферийные звездочки.153 - peripheral sprockets.

На фиг.17 изображен вид сверху на конструкцию преобразователя энергии, размещенную в потоке воды, гдеOn Fig shows a top view of the structure of the energy Converter, placed in a stream of water, where

154, 155 - колеса;154, 155 - wheels;

156 - рычаги;156 - levers;

157 - звездочки;157 - stars;

158 - лопасти;158 - blades;

159 - сцепки;159 - couplers;

160 - центральная звездочка;160 - central sprocket;

161 - цепь;161 is a chain;

162 - неподвижные стойки.162 - fixed racks.

На фиг.18 изображена конструкция второго варианта узла изменения ориентации и фиксации положения лопасти, гдеOn Fig shows the design of the second variant of the node changes the orientation and fixing the position of the blade, where

163 - кронштейн;163 - bracket;

164 - ось вращения звездочки;164 - axis of rotation of the sprocket;

165 - плоскопараллельные пластины;165 - plane-parallel plates;

166 - фланец кулачковый;166 - cam flange;

167 - прямоугольный торец;167 - rectangular end face;

168 - фланец нижний;168 - bottom flange;

169 - пружина аккумулирующая;169 - accumulating spring;

170 - фланец верхний;170 - top flange;

171 - рычаг;171 - lever;

172 - фиксатор;172 - retainer;

173 - шарнир;173 - hinge;

174 - пружина;174 - spring;

175 - втулка;175 - sleeve;

176 - понтон (герметичная камера);176 - pontoon (sealed chamber);

177 - втулка лопасти.177 - the sleeve of the blade.

На фиг.19 изображен вид А (сверху) по фиг.18, где позиции 191-206 те же, что на фиг.18.In Fig.19 shows a view A (top) of Fig.18, where the positions 191-206 are the same as in Fig.18.

На фиг.20 изображена конструкция второго варианта узла изменения ориентации и фиксации положения лопасти гидропреобразователя энергии по фиг.17, где позиции 156-167, 177 те же, что на фиг.17, 19;On Fig depicts the construction of the second variant of the node changes the orientation and fixing the position of the blades of the hydraulic energy converter according to Fig, where the position 156-167, 177 are the same as in Fig.17, 19;

178 - упорная втулка;178 - persistent sleeve;

179 - пружина;179 - spring;

180 - фланец лопасти;180 - blade flange;

181 - палец направляющий;181 - guide pin;

182 - верхний фланец;182 - upper flange;

183 - кулачки;183 - cams;

184 - подшипники отжимные;184 - squeezing bearings;

185 - храповик;185 - ratchet;

186 - сегментный упор;186 - segment emphasis;

187 - палец фиксирующий;187 - locking finger;

188 - отверстия фиксирующие;188 - fixing holes;

189 - наконечник рычага 156;189 - tip of the lever 156;

190 - упор рычага.190 - emphasis of the lever.

На фиг.21 изображен вид на узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти по фиг.20 сверху, где позиции те же, что на фиг.17-20.On Fig shows a view of the node changes the orientation and fixing the position of the blades of Fig.20 from above, where the positions are the same as in Fig.17-20.

На фиг.22 изображен вид наконечника рычага 156 с упором 190.On Fig depicts a view of the tip of the lever 156 with emphasis 190.

На фиг.23 изображено положение храповика 185 относительно фланца 180, гдеOn Fig shows the position of the ratchet 185 relative to the flange 180, where

191 - наконечник храповика;191 - ratchet tip;

192 - радиальные канавки.192 - radial grooves.

На фиг.24 изображен гидровариант преобразователя энергии с горизонтальными осями вращения лопастей, гдеOn Fig depicts the hydraulic variant of the energy Converter with horizontal axes of rotation of the blades, where

193, 194 - первая и вторая пары колес;193, 194 - the first and second pairs of wheels;

195 - стояки;195 - risers;

196 - оси вращения колес;196 - axis of rotation of the wheels;

197 - оси вращения лопастей;197 - axis of rotation of the blades;

198 - плоские лопасти;198 - flat blades;

199 - сцепки;199 - coupling;

200 - рычаги;200 - levers;

201 - узлы измерения ориентации и фиксации положения лопастей;201 - nodes measuring the orientation and fixing the position of the blades;

202 - электрогенератор (насос);202 - electric generator (pump);

203 - подставка;203 - stand;

204 - тросы;204 - cables

205 - катки.205 - rollers.

На фиг.25 изображен вид сверху на преобразователь энергии, изображенный на фиг.24.On Fig depicts a top view of the energy Converter depicted in Fig.24.

Преобразователь энергии текучей среды, представленный на фиг.1, может функционировать как гидродвигатель, так и ветродвигатель. В зависимости от этого меняется место размещения электрогенератора (насоса) (см. фиг.14 и 16).The fluid energy converter of FIG. 1 can operate both a hydraulic motor and a wind turbine. Depending on this, the location of the generator (pump) changes (see Fig. 14 and 16).

Преобразователь энергии функционирует следующим образом.The energy Converter operates as follows.

На фиг.1 представлена конструкция преобразователя энергии (гидроварианта), установленного в реке или море.Figure 1 shows the design of an energy converter (hydraulic option) installed in a river or sea.

Упорная стойка 2, вмонтированная в бетонный блок 1, устанавливается на дне реки или моря. Выдвижная стойка 3 позволяет регулировать высоту установки лопастей 15 преобразователя. Над упорным подшипником 5 установлены подпорки 6 для каждого корпуса платформы 12 отдельно. Узлы изменения ориентации и фиксации положения лопастей 22 размещены внутри герметичных корпусов 12 обтекаемой формы.Thrust post 2, mounted in a concrete block 1, is installed at the bottom of the river or sea. Retractable rack 3 allows you to adjust the installation height of the blades 15 of the Converter. Above the thrust bearing 5 mounted props 6 for each housing of the platform 12 separately. The nodes of the orientation change and fixing the position of the blades 22 are placed inside the sealed enclosures 12 streamlined.

Центральный вал 7 насажен на вертикальную стойку и соединен горизонтальными рычагами 23 с герметичными корпусами. Герметичность корпусов облегчает их вес и защищает от коррозии размещенные внутри него элементы конструкции.The Central shaft 7 is mounted on a vertical rack and connected by horizontal levers 23 with sealed enclosures. The tightness of the cases facilitates their weight and protects the structural elements located inside it from corrosion.

Для передачи энергии вращательного движения выходного вала 7 на электрогенератор 10 (или насос) используются ведущая 8 и ведомая 9 конические шестерни. Электрогенератор установлен на подставке 11, приваренной к торцу выдвижной стойки 3.To transmit the energy of the rotational motion of the output shaft 7 to the generator 10 (or pump), the drive gear 8 and the driven gear 9 are used. The generator is mounted on a stand 11, welded to the end of the retractable rack 3.

Так как направление течения реки постоянное, а скорость течения меняется редко, то в небольших пределах предусмотрена установка центральной звездочки 19 на стойке 3 с фиксированием ее углового положения при помощи болта. Угловое положение центральной звездочки с помощью первой цепи 21 передается на звездочки платформ 20, кинематически связанные с узлами изменения положения лопастей 22 (см. фиг.2).Since the direction of the river flow is constant, and the flow velocity rarely changes, it is within small limits to install a central sprocket 19 on the rack 3 with fixing its angular position with a bolt. The angular position of the central sprocket using the first chain 21 is transmitted to the sprocket of the platforms 20, kinematically connected with the nodes of the change in position of the blades 22 (see figure 2).

Данный узел обеспечивает автоматическую установку первой 15 и второй 16 половин лопасти перпендикулярно течению реки на активном участке вращения платформы и вдоль течения реки на пассивном участке.This unit provides automatic installation of the first 15 and second 16 halves of the blade perpendicular to the river flow in the active section of the platform rotation and along the river in the passive section.

Каждая из половинок лопасти 15, 16 вращается вокруг своей оси 17, верхние концы которых шарнирно соединены с верхним коромыслом 18.Each of the halves of the blade 15, 16 rotates around its axis 17, the upper ends of which are pivotally connected to the upper beam 18.

Коромысло 18, в свою очередь, установлено на вертикальной стойке лопасти 14 с возможностью свободного вращения.The beam 18, in turn, is mounted on a vertical strut of the blade 14 with the possibility of free rotation.

На каждой платформе 12 в корневой части лопасти установлены узлы изменения ориентации и фиксации положения лопасти 22.On each platform 12 in the root part of the blade mounted nodes change the orientation and fixation of the position of the blade 22.

При повышении скорости течения реки выше установленной достаточно изменить угловое положение центральной звездочки 19. Это приводит к изменению углового положения звездочек платформ 20 и смещению точек а и б изменения ориентации лопастей на границах активного и пассивного участков их вращения вокруг их центрального выходного вала 7 (129 на фиг.15).If the flow rate of the river increases above the established one, it is sufficient to change the angular position of the central sprocket 19. This leads to a change in the angular position of the platform asterisks 20 and a shift in the points a and b of the change in the orientation of the blades at the boundaries of the active and passive sections of their rotation around their central output shaft 7 (129 on Fig. 15).

Изменение фазы переключения активного и пассивного участков траектории вращения платформ приводит к уменьшению скорости их вращения вокруг центрального вала, т.е. к сохранению прежней скорости его вращения, но при большей скорости течения реки.Changing the switching phase of the active and passive sections of the trajectory of rotation of the platforms leads to a decrease in the speed of their rotation around the central shaft, i.e. to maintain the same speed of its rotation, but at a higher speed of the river.

Узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти 22 размещен внутри герметичного корпуса 12 и имеет конструкцию (первый вариант), представленную на фиг.2. Звездочки платформ 20 установлены неподвижно на вертикальных стойках лопастей 1. Стойки лопастей проходят через центры крышек платформ 23, вращающихся на роликах 24 по корпусу платформы 12. Уплотнительные прокладки для обеспечения герметичности корпуса не приведены на фиг.2.The site of changing the orientation and fixing the position of the blade 22 is placed inside the sealed housing 12 and has a design (first option), shown in figure 2. The sprockets of the platforms 20 are fixedly mounted on the vertical racks of the blades 1. The racks of the blades pass through the centers of the covers of the platforms 23, rotating on rollers 24 along the body of the platform 12. Sealing gaskets to ensure the tightness of the case are not shown in Fig.2.

Периферийные звездочки 20 платформ, установленные в каждом узле изменения ориентации и фиксации положения лопасти, через цепь 21 кинематически связаны с центральной звездой 19 (см.фиг.1).The peripheral sprockets 20 of the platforms installed in each node change the orientation and fixation of the position of the blades, through a chain 21 are kinematically connected with the central star 19 (see figure 1).

Стойка 14 шарнирно установлена в центре корпуса 12 на втором упорном подшипнике 25. На стойке неподвижно закреплены нижнее коромысло 27, верхняя 30 и нижняя 31 сегментные звездочки, фланец сцепления 37, а также установлен кулачковый фланец 38 с возможностью продольного смещения по стойке.The strut 14 is pivotally mounted in the center of the housing 12 on the second thrust bearing 25. The lower beam 27, the upper 30 and the lower 31 segment sprockets, the clutch flange 37 are fixedly mounted on the strut, and the cam flange 38 is mounted with the possibility of longitudinal displacement along the strut.

На концах нижнего коромысла 27 симметрично стойке 14 устанавливаются первая и вторая половины лопастей 15 и 16 с возможностью свободного вращения вокруг своих осей 17. Верхние концы вращения двух половин лопасти шарнирно связаны с верхним коромыслом 18, вращающимся вокруг вертикальной стойки 14.At the ends of the lower rocker arm 27, the first and second halves of the blades 15 and 16 are mounted symmetrically to the strut 14 with the possibility of free rotation around their axes 17. The upper ends of the rotation of the two halves of the blade are pivotally connected to the upper beam 18, rotating around the vertical strut 14.

В корневой части втулок лопасти 26 неподвижно установлены внутренние звездочки 29, связанные второй (внутренней) цепью 32 с верхними 30 и нижними 31 сегментными звездочками по кинематической схеме, представленной на фиг.3. Оси вращения 17 двух половин лопастей могут быть закреплены к нижнему 27 и верхнему 18 коромыслам неподвижно (см. фиг.2).In the root part of the bushings of the blade 26, the inner sprockets 29 are fixedly mounted, connected by the second (inner) chain 32 with the upper 30 and lower 31 segment sprockets according to the kinematic diagram shown in Fig. 3. The axis of rotation 17 of the two halves of the blades can be fixed to the lower 27 and upper 18 rocker arms motionless (see figure 2).

В этом случае две половины лопасти неподвижно установлены на соответствующих втулка 26, свободно вращающихся на осях 17.In this case, the two halves of the blade are fixedly mounted on the corresponding sleeve 26, freely rotating on the axes 17.

Внешняя звездочка 20 и связанное с ней неподвижно нижнее коромысло 27 установлены на стойке лопасти 14 с возможностью свободного вращения. На концах коромысел 18, 17 вертикально установлены две половины лопасти с возможностью поворота до 90° во взаимно противоположных направлениях.The outer sprocket 20 and the fixed lower rocker 27 connected to it are mounted on the rack of the blade 14 with the possibility of free rotation. At the ends of the rocker arm 18, 17 two halves of the blade are vertically mounted with the possibility of rotation up to 90 ° in mutually opposite directions.

На фиг.2 внутренние звездочки 29 установлены неподвижно с помощью кронштейна 28 соосно втулкам 26 в их корневой части, кроме того, на втулка 26 каждой половины лопасти неподвижно закреплены соответствующие верхние сцепные полумуфты 35. При этом нижние полумуфты 36, неподвижно связанные с кулачковым фланцем 38, свободно перемещаются вверх и вниз по втулкам 26. Первая пружина 33, установленная на стойке 14 между нижним коромыслом 27 и кулачковым фланцем 38, обеспечивает сцепление верхних 35 и нижних 36 полумуфт друг с другом, фиксируя ориентацию двух половин лопасти на активном и пассивном участках траектории вращения платформы вокруг центрального вала 7.In Fig.2, the inner sprockets 29 are fixedly mounted using the bracket 28 coaxially with the bushings 26 in their root part, in addition, the corresponding upper coupling coupling halves 35 are fixedly fixed to the sleeve 26 of each half of the blade. In this case, the lower coupling halves 36 fixedly connected to the cam flange 38 freely move up and down the bushings 26. The first spring 33 mounted on the rack 14 between the lower beam 27 and the cam flange 38, provides the upper 35 and lower 36 coupling halves to each other, fixing the orientation of the two floors in blades on the active and passive sections of the trajectory of rotation of the platform around the Central shaft 7.

Нижние полумуфты сцепные 36 неподвижно связаны с соответствующими внутренними звездочками 29 и шарнирно - с кулачковым фланцем 38, установленным на стойке лопасти 14 с возможностью продольного смещения. Кулачковый фланец 38 взаимодействует с опорными подшипниками 40. Кроме того, внутренние звездочки через вторую (внутреннюю) цепь 32 взаимодействуют с верхними и нижними сегментными звездочками 30, 31. Сегментные звездочки 30, 31 неподвижно связаны с соосно установленным фланцем сцепления 37. Указанный фланец 37 через вторую накопительную пружину 34 взаимодействует с корпусом платформы 12.The lower coupling halves 36 are fixedly connected to the corresponding inner sprockets 29 and pivotally to a cam flange 38 mounted on the rack of the blade 14 with the possibility of longitudinal displacement. The cam flange 38 interacts with the thrust bearings 40. In addition, the inner sprockets through the second (inner) chain 32 interact with the upper and lower segment sprockets 30, 31. The segment sprockets 30, 31 are fixedly connected to the coaxially mounted clutch flange 37. The specified flange 37 through the second storage spring 34 interacts with the housing of the platform 12.

В определяющих точка а и б траектории вращения платформ кулачки 39, закрепленные в диаметрально противоположных точках по периметру кулачкового фланца 38, взаимодействуют с подшипниками 40. Эти подшипники установлены на корпусе 12 так, что дважды за период вращения платформы, наталкиваясь на кулачки 39, выводят полумуфты 35 и 36 из сцепления друг с другом.In the paths of rotation of the platforms determining the points a and b, the cams 39, fixed at diametrically opposite points along the perimeter of the cam flange 38, interact with the bearings 40. These bearings are mounted on the housing 12 so that twice during the period of rotation of the platform, encountering the cams 39, the coupling halves 35 and 36 out of engagement with each other.

При этом заведенная на 180° вторая пружина 34 поворачивает с помощью фланца сцепления 37 на половину оборота соосно и неподвижно связанные с ним сегментные звездочки 30 и 31. Цепная связь между сегментными звездочками 30, 31 и внутренними звездочками 29, приведенная на фиг.3, обеспечивает изменение ориентации двух половинок лопасти 15, 16 на угол ±90° через каждые пол-оборота платформы. Для этой цели диаметр делительной окружности сегментных звездочке и внутренних звездочек 29 берется в соотношении 1:2.At the same time, the second spring 34, which was brought in through 180 °, rotates the segment sprockets 30 and 31 coaxially and motionlessly connected with it through the clutch flange 37 by half a turn. The chain connection between the segment sprockets 30, 31 and the internal sprockets 29 shown in FIG. 3 provides a change in the orientation of the two halves of the blade 15, 16 by an angle of ± 90 ° every half turn of the platform. For this purpose, the diameter of the pitch circle of the segmented sprocket and inner sprockets 29 is taken in a ratio of 1: 2.

Кроме того, зубцы верхней и нижней сегментных звездочек занимают менее половины их окружности и расположены на разных уровнях с двух противоположных сторон окружности.In addition, the teeth of the upper and lower segmental stars occupy less than half of their circumference and are located at different levels on two opposite sides of the circle.

Когда входят в сцепление со второй цепью 32 зубцы одной сегментной звездочки, зубцы второй звездочки должны быть свободны, т.е. не должны находиться в сцеплении с цепью и наоборот.When the teeth of one segment sprocket enter into engagement with the second chain 32, the teeth of the second sprocket should be free, i.e. should not be in grip with the chain and vice versa.

Кинематическая цепная связь между сегментными звездочками 30 и 31 и внутренними звездочками 29 (см. фиг.3) обеспечивает периодическое изменение направления ориентации двух половин лопасти при постоянном направлении вращения фланца сцепления 37. Когда входит в сцепление верхняя сегментная звездочка, цепь поворачивает правую половину лопасти на угол +90°, левую на -90°. Через полпериода вращения в сцепление входит нижняя сегментная звездочка и цепь меняет свое направление движения на обратное. При этом правая половина лопасти поворачивается вокруг своей оси на -90°, а левая - на +90°.The kinematic chain connection between the segment sprockets 30 and 31 and the inner sprockets 29 (see FIG. 3) provides a periodic change in the direction of orientation of the two halves of the blade with a constant direction of rotation of the clutch flange 37. When the upper segment sprocket enters the clutch, the chain rotates the right half of the blade by angle + 90 °, left -90 °. After half a period of rotation, the lower segment sprocket enters the clutch and the chain reverses its direction of movement. In this case, the right half of the blade rotates around its axis by -90 °, and the left - by + 90 °.

Таким образом, на активном участке обе половины лопасти устанавливаются перпендикулярно направлению течения реки (ветра), а на пассивном участке - вдоль указанного направления.Thus, in the active section, both halves of the blade are installed perpendicular to the direction of the river (wind) flow, and in the passive section along the indicated direction.

Направление течения реки задается и фиксируется с помощью центральной звездочки 19. Направление течения реки, заданное фиксированной ориентацией центральной звездочки 19 относительно неподвижной стойки 3, с помощью первой цепи 21 передается на все периферийные звездочки платформ 20.The direction of the river flow is set and fixed using the central sprocket 19. The direction of the river flow, given the fixed orientation of the central sprocket 19 relative to the fixed rack 3, is transmitted to all peripheral sprockets of the platforms 20 using the first chain 21.

Центральная звездочка и звездочки платформ имеют одинаковые диаметры и количество зубцов. Несмотря на вращение платформ вокруг центрального вала, звездочки платформ 20 и неподвижно связанные с ними коромысла 18, 27 и кулачковые фланцы 38 сохраняют свою ориентацию в пространстве. Сила давления текучей среды (воды или ветра) на лопасти с помощью рычагов 13 передается на центральный вал. Момент вращения пропорционален площади лопасти и длине рычага, а также количеству лопастей, находящихся на активном участке.The central sprocket and platform sprockets have the same diameters and number of teeth. Despite the rotation of the platforms around the central shaft, the sprockets of the platforms 20 and the rocker arms 18, 27 and cam flanges fixedly connected to them retain their spatial orientation. The pressure force of the fluid (water or wind) on the blades using levers 13 is transmitted to the Central shaft. The moment of rotation is proportional to the area of the blade and the length of the lever, as well as the number of blades located in the active section.

На фиг.4 представлен "гибридный" вариант преобразователя энергии, где на один генератор передается энергия вращения двух ярусов лопастей.Figure 4 presents a "hybrid" version of the energy converter, where the rotational energy of two tiers of the blades is transmitted to one generator.

Первый ярус преобразует энергию текучей воды (реки или волн моря), а второй ярус - энергию ветра. Принципы работы обоих ярусов идентичены друг другу и конструкция их аналогична описанным выше конструкциям на фиг.1, 2 и 3.The first tier converts the energy of flowing water (river or sea waves), and the second tier converts wind energy. The principles of operation of both tiers are identical to each other and their design is similar to the structures described above in figures 1, 2 and 3.

Первый ярус лопастей работает в воде, где направление течения не меняется. Поэтому центральная звездочка 19 устанавливается на стойке 3 неподвижно.The first tier of the blades operates in water, where the direction of the current does not change. Therefore, the central sprocket 19 is mounted on the rack 3 motionless.

Второй ярус работает от ветра, направление и скорость которого меняются произвольно. Поэтому центральная звездочка 19 второго яруса устанавливается на втулке флюгера 52. Изменение направления и скорости ветра приводит к изменению углового положения центральной звездочки, а это, в свою очередь, - к смещению активного и пассивного участков (точек а и б) на траектории вращения платформ (см. описание фиг.14).The second tier runs from the wind, the direction and speed of which varies arbitrarily. Therefore, the central sprocket 19 of the second tier is installed on the sleeve of the weather vane 52. Changing the direction and speed of the wind leads to a change in the angular position of the central sprocket, and this, in turn, to the displacement of the active and passive sections (points a and b) on the trajectory of rotation of the platforms ( see description of FIG. 14).

Указатель течения среды (флюгер) 52 устанавливается на неподвижной стойке с возможностью свободного вращения и неподвижно связан с центральной звездочкой.The medium flow indicator (weather vane) 52 is mounted on a stationary rack with the possibility of free rotation and is fixedly connected to the central sprocket.

Вращение выходных валов 44 и 45 первого и второго ярусов преобразователя с помощью соответствующих обгонных муфт 46 и 47 и ведущих конических шестерен 48 и 49 передается на единую ведомую коническую шестерню 50.The rotation of the output shafts 44 and 45 of the first and second tiers of the converter using the corresponding freewheels 46 and 47 and the bevel gears 48 and 49 is transmitted to a single driven bevel gear 50.

Для этой цели ступицы первой и второй обгонных муфт необходимо соединить неподвижно с соответствующими валами, а обоймы их - с соответствующими шестернями.For this purpose, the hubs of the first and second overrunning clutches must be fixedly connected to the corresponding shafts, and their clips to the corresponding gears.

Обгонные муфты 46, 47 выполнены на конструкции типа I [3]. Эта конструкция муфт обеспечивает автоматическую развязку работы двух ярусов лопастей. Если, например, нет ветра, то верхняя обгонная муфта 47 разъединяет верхнюю ведущую шестерню 49 от выходного вала 45. Шестерня 49 при этом будет отключена от ведомой шестерни 50.One way clutches 46, 47 are made on a type I construction [3]. This coupling design provides automatic isolation of the work of two tiers of blades. If, for example, there is no wind, then the upper overrunning clutch 47 disconnects the upper drive gear 49 from the output shaft 45. The gear 49 will be disconnected from the driven gear 50.

Под нагрузкой генератор (насос) 51 и связанная с ним шестерня крутятся медленно. При этом обгонные муфты обеспечивают одновременное включение обеих ведущих шестерен и параллельную работу двух ярусов преобразователя.Under load, the generator (pump) 51 and its associated gear spin slowly. At that, overrunning clutches provide simultaneous switching on of both drive gears and parallel operation of two tiers of the converter.

На фиг.5 приведена конструкция второго подводного варианта преобразователя энергии.Figure 5 shows the design of the second underwater version of the energy Converter.

Эта конструкция отличается тем, что лопасти одинарные и узлы изменения ориентации и фиксации положения имеют упрощенную конструкцию, представленную на фиг.9, 10. Эта конструкция используется также в третьем и четвертом вариантах преобразователя, представленных на фиг.6 и 9.This design is characterized in that the single blades and the nodes of orientation and position fixation have a simplified design, shown in Fig.9, 10. This design is also used in the third and fourth versions of the Converter, presented in Fig.6 and 9.

Второй вариант конструкции преобразователя подвешивается над уровнем реки или моря с помощью горизонтальной балки с подпорками 54.The second version of the design of the Converter is suspended above the river or sea using a horizontal beam with props 54.

Электрогенератор (или насос) 60 устанавливается над балкой. Вся тяжесть подводной части преобразователя приходится на упорный подшипник 62. В зависимости от направления и скорости течения воды устанавливается и фиксируется угловое положение центральной звездочки 57. Для этой цели используется кронштейн 55 и указатель угла поворота центральной звездочки с фиксатором (болтом) 56. Указатель поворота 56, неподвижно связанный с центральной звездочкой 57, установлен на оси вращения выходного вала. При этом каждый узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти содержит дополнительную звездочку. Кроме того, все звездочки платформ цепью связаны с центральной звездочкой 57.An electric generator (or pump) 60 is mounted above the beam. The entire weight of the underwater part of the converter falls on the thrust bearing 62. Depending on the direction and speed of the water flow, the angular position of the central sprocket 57 is set and fixed. For this purpose, the bracket 55 and the angle indicator of rotation of the central sprocket with a retainer (bolt) 56 are used. Turn signal 56 fixedly connected to the central sprocket 57 is mounted on the axis of rotation of the output shaft. Moreover, each node changes the orientation and fixation of the position of the blade contains an additional asterisk. In addition, all platform sprockets are connected in a chain to central sprocket 57.

Угол поворота центральной звездочки определяет положение точек а и б на траектории вращения платформ, где происходит изменение ориентации лопастей. Смещая положение активного и пассивного участков траектории вращения текучей среды (реки или ветра) платформ относительно направления течения, можно регулировать скорость вращения выходного вала преобразователя.The rotation angle of the central sprocket determines the position of points a and b on the trajectory of rotation of the platforms, where the orientation of the blades changes. By shifting the position of the active and passive sections of the trajectory of rotation of the fluid (river or wind) of the platforms relative to the direction of flow, you can adjust the speed of rotation of the output shaft of the Converter.

Экспериментально можно установить однозначное соответствие между скоростью течения реки и угловым положением центральной звездочки 57, при котором скорость вращения выходного вала не меняется. Это позволяет отградуировать шкалу, где указатель поворота с фиксатором 56 будет указывать на скорость, при которой будет обеспечена номинальная скорость вращения выходного вала 58 и номинальная мощность электрогенератора 60.It is experimentally possible to establish an unambiguous correspondence between the velocity of the river and the angular position of the central sprocket 57, at which the speed of rotation of the output shaft does not change. This allows you to scale the scale where the direction indicator with a latch 56 will indicate the speed at which the rated rotation speed of the output shaft 58 and the rated power of the generator 60 will be provided.

Для подключения электрогенератора (или насоса) используется коническая пара шестерен 59.A conical pair of gears 59 is used to connect an electric generator (or pump).

Для согласования скорости вращения выходного вала с номинальной скоростью вращения электрогенератора используется мультипликатор (на фиг.5 не указан). При использовании винтового водяного насоса, который работает при любых скоростях вращения винта, необходимость в применении мультипликатора отпадает.To coordinate the speed of rotation of the output shaft with the nominal speed of rotation of the generator, a multiplier is used (not shown in FIG. 5). When using a screw water pump, which works at any speed of rotation of the screw, the need for a multiplier is eliminated.

Третий вариант конструкции преобразователя энергии, представленный на фиг.6, может быть использован как гидродвигатель, так и ветродвигатель.The third design variant of the energy converter, shown in Fig.6, can be used as a hydraulic motor, and a wind turbine.

Отличие его от второго варианта (фиг.5) заключается в том, что платформы с одинарными лопастями 53 вращаются вокруг горизонтального выходного вала 65 в вертикальной плоскости. Эта плоскость параллельна плоскости ориентации флюгера 72.Its difference from the second option (figure 5) is that the platform with single blades 53 rotate around a horizontal output shaft 65 in a vertical plane. This plane is parallel to the orientation plane of the vane 72.

Оси вращения лопастей ориентированы горизонтально, узлы изменения ориентации и фиксации положения одинарных лопастей выполнены, как и для второго варианта преобразователя, по упрощенной конструкции, представленной на фиг.9 и 10.The axis of rotation of the blades is oriented horizontally, the nodes of the change in orientation and fixation of the position of the single blades are made, as for the second version of the Converter, according to the simplified design shown in Fig.9 and 10.

В отличие от второго варианта в данной конструкции предусмотрена автоматическая регулировка скорости вращения выходного вала 65 преобразователя при изменении скорости течения текучей среды.Unlike the second option, this design provides automatic adjustment of the rotation speed of the output shaft 65 of the Converter when changing the flow velocity of the fluid.

В остальном данная конструкция преобразователя выполнена аналогично конструкции второго варианта преобразователя, представленной на фиг.5.The rest of this design of the Converter is made similar to the construction of the second version of the Converter, presented in figure 5.

На вертикальной стойке неподвижно закрепляется упорное кольцо 63, на котором устанавливается упорный подшипник 64 и вращающаяся втулка 71. Весь механизм преобразователя монтируется на этой вращающейся втулке 71. Для компенсации веса вращающихся платформ с лопастями может быть использован противовес 80, прикрепленный к втулке 71 с противоположной стороны (см. фиг.7).A thrust ring 63 is fixedly mounted on a vertical strut, on which a thrust bearing 64 and a rotating sleeve 71 are mounted. The entire converter mechanism is mounted on this rotating sleeve 71. To counterbalance the weight of rotating platforms with blades, a counterweight 80 attached to the sleeve 71 from the opposite side can be used. (see Fig.7).

Флюгер конической формы 72 и электрогенератор 68 с подставкой 69 также установлены с 2-х противоположных сторон относительно втулки 71, закреплены к ней и вращаются вместе.The cone-shaped weather vane 72 and the electric generator 68 with the stand 69 are also mounted from 2 opposite sides relative to the sleeve 71, are fixed to it and rotate together.

Флюгер конической формы 72 ориентирует плоскость вращения лопастей относительно направления ветра.The weather vane conical 72 orients the plane of rotation of the blades relative to the direction of the wind.

Конструкция конического флюгера приводится на фиг.14 и подробно описана в прототипе [2].The design of the conical weather vane is shown in Fig. 14 and is described in detail in the prototype [2].

Давление ветра (или воды) на боковую поверхность усеченного конуса флюгера с помощью рычагов 73, 74 стержня 79 и пальца 78 меняет ориентацию центральной звездочки 57.The pressure of the wind (or water) on the lateral surface of the truncated cone of the weather vane using the levers 73, 74 of the rod 79 and the finger 78 changes the orientation of the central sprocket 57.

При слабом ветре пружина 75 приводит рычаг 74 в крайне правое положение по часовой стрелке (см. фиг.8). Трос 77, перекинутый через блочок 76, установленный на конце первого рычага, подтягивает конический флюгер 133 с помощью пальца 139 в крайнее левое положение и прижимает его к упору 136.In light winds, the spring 75 brings the lever 74 to the far right clockwise position (see Fig. 8). The cable 77, thrown over the block 76, mounted on the end of the first lever, pulls the conical weather vane 133 with the finger 139 in the extreme left position and presses it against the stop 136.

Положение второго рычага 74 при этом соответствует номинальной скорости ветра. Через стержень 79 и палец 78 ориентация рычага 74 передается и меняет ориентацию центральной звездочки 57.The position of the second lever 74 in this case corresponds to the nominal wind speed. Through the rod 79 and the finger 78, the orientation of the lever 74 is transmitted and changes the orientation of the central sprocket 57.

При слабом ветре (меньше номинального) граница раздела активного и пассивного участков траектории вращения платформ (линия а - б) совпадает с направлением ветра.With a weak wind (less than the nominal), the interface between the active and passive sections of the trajectory of rotation of the platforms (line a - b) coincides with the direction of the wind.

При возрастании скорости ветра конический флюгер перемещается по горизонтальному рычагу и с помощью троса 77 поворачивает рычаг 74 против часовой стрелки. Это приводит к изменению ориентации центральной звездочки и связанных с ней звездочек платформ 20.As the wind speed increases, the conical weather vane moves along the horizontal lever and, using the cable 77, turns the lever 74 counterclockwise. This leads to a change in the orientation of the central sprocket and associated platform sprockets 20.

При этом происходит смещение границы раздела активного и пассивного участков (линия а-б) траектории вращения платформ от направления ветра.In this case, the interface between the active and passive sections (line a-b) of the trajectory of rotation of the platforms from the direction of the wind is shifted.

Раннее изменение ориентации лопастей приводит к уменьшению суммарного крутящего момента лопастей, а следовательно, к уменьшению скорости вращения выходного вала преобразователя.An early change in the orientation of the blades leads to a decrease in the total torque of the blades, and therefore to a decrease in the rotation speed of the output shaft of the converter.

На вращающейся втулке 71 закреплен цилиндр 70, к которому закреплена ось вращения выходного вала 65 и горизонтальный рычаг конического флюгера 72.A cylinder 70 is fixed to the rotating sleeve 71 to which the axis of rotation of the output shaft 65 and the horizontal lever of the conical weather vane 72 are fixed.

На выходном валу 65 неподвижно установлена ведущая коническая шестерня 66.A drive bevel gear 66 is fixedly mounted on the output shaft 65.

Ведомая шестерня 67 установлена на валу мультипликатора (на фиг.6 не указано), на выходе которого установлен электрогенератор 68. Мультипликатор согласовывает скорость вращения выходного вала со скоростью вращения якоря электрогенератора.The driven gear 67 is mounted on the shaft of the multiplier (not shown in FIG. 6), the output of which is equipped with an electric generator 68. The multiplier coordinates the rotation speed of the output shaft with the rotation speed of the generator armature.

На фиг.7 представлен вид сверху по стрелке В на узел электрогенератора 68. Подставка 69 крепится неподвижно к вращающейся втулке 71. Весь узел вращается вокруг неподвижной стойки при изменении направления ветра.Figure 7 shows a top view along arrow B on the generator assembly 68. The stand 69 is fixedly mounted to the rotating sleeve 71. The entire assembly rotates around a stationary rack when the wind direction changes.

При мощности преобразователя от 5 до 20 кВт предпочтительны конструкции преобразователя, где платформы с плоскими лопастями вращаются вокруг центрального вала на тележках по круговой дороге.With converter power ranging from 5 to 20 kW, converter designs are preferred where flat-blade platforms rotate around the central shaft on bogies on a circular road.

На фиг.8 представлен вид по стрелке А на узел взаимодействия конического флюгера 72 на центральную звездочку. При увеличении скорости ветра конический флюгер 72 с помощью троса 77, перекинутый через блочок 76, поворачивает второй рычаг 74. При слабом ветре пружина флюгера прижимает рычаг 74 к упору. Второй рычаг и палец 78 закреплены неподвижно в стержне 79. Взаимодействие конического флюгера 72 с центральной звездочкой 57 происходит через стержень 79. Центральная звезда, в свою очередь, через цепь взаимодействует с периферийными звездочками платформ и соответственно лопастями. Изменение ориентации лопастей приводит к регулированию скорости вращения выходного вала и электрогенератора.On Fig presents a view along arrow A on the interaction node of the conical weather vane 72 on the Central sprocket. As the wind speed increases, the conical weather vane 72, using the cable 77, thrown over the block 76, turns the second lever 74. With a weak wind, the weather vane spring presses the lever 74 against the stop. The second lever and finger 78 are fixed motionless in the rod 79. The interaction of the conical weather vane 72 with the central sprocket 57 occurs through the rod 79. The central star, in turn, through the chain interacts with the peripheral sprockets of the platforms and, accordingly, the blades. Changing the orientation of the blades leads to regulation of the speed of rotation of the output shaft and the generator.

На фиг.9 представлена конструкция ветряного варианта преобразователя энергии.Figure 9 presents the design of the wind version of the energy Converter.

Вращающаяся платформа 81 выполнена в виде четырехгранной усеченной пирамиды, установленной на двух резиновых колесах 82.The rotating platform 81 is made in the form of a tetrahedral truncated pyramid mounted on two rubber wheels 82.

По центру пирамиды установлена неподвижно ось вращения лопасти 83. Платформы соединяются друг с другом сцепками (фиг.9 не указаны), а с центральным валом - рычагами 84. Лопасти одинарные 85, неподвижно установленные на втулках 86, свободно крутятся на осях 83. В коневой части втулки лопасти 86 неподвижно установлен фланец лопасти 87.The axis of rotation of the blade 83 is fixedly fixed in the center of the pyramid. The platforms are connected to each other by couplers (Fig. 9 are not indicated), and the levers 84 are connected to the central shaft. Single blades 85, fixedly mounted on bushings 86, rotate freely on axes 83. part of the sleeve of the blade 86 is stationary mounted flange of the blade 87.

На втулку лопасти 86 соосно надета вторая втулка 90 с возможностью свободного вращения. На верхнем конце этой втулки неподвижно установлена первая звездочка 88, а нижнем конце также неподвижно установлен фланец 91 ориентации. Над этим фланцем свободно вращается соосно установленный фланец 92 с защелками 93. На второй втулке 90, на верхнем конце которой неподвижно установлена первая звездочка 8, на нижнем конце фланец 91 ориентации установлен неподвижно, фланец 92 с двумя защелками - с возможностью свободного вращения. Кроме того, фланец 92 с защелками через пружину-накопитель энергии взаимодействует с платформой. Дважды за период вращения платформы вокруг выходного вала рычаги защелок 95 наталкиваются на отжимные подшипники 99, установленные с двух сторон на платформе 87. При этом первая звездочка 88 через первую цепь взаимодействует с центральной звездочкой, неподвижно установленной на втулке флюгера.A second sleeve 90 is mounted coaxially on the blade sleeve 86 with the possibility of free rotation. The first sprocket 88 is fixedly mounted on the upper end of this sleeve, and the orientation flange 91 is also fixedly mounted on the lower end. Coaxially mounted flange 92 with latches 93 freely rotates above this flange. On the second sleeve 90, at the upper end of which the first sprocket 8 is fixedly mounted, the orientation flange 91 is fixedly installed at the lower end, and the flange 92 with two latches can rotate freely. In addition, the flange 92 with latches through the spring-energy storage device interacts with the platform. Twice during the period of rotation of the platform around the output shaft, the latches levers 95 hit the release bearings 99 mounted on both sides of the platform 87. In this case, the first sprocket 88 through the first chain interacts with the central sprocket fixedly mounted on the vane bush.

На фиг.10 показан вид А-А, снизу на указанные фланцы 87, 91, 92. Диаметр фланца 87 лопасти имеет диаметр немного больше, чем диаметр фланца 91 ориентации.Figure 10 shows a view aa, from below on the indicated flanges 87, 91, 92. The diameter of the blade flange 87 has a diameter slightly larger than the diameter of the orientation flange 91.

Кроме того, фланец лопасти имеет четыре паза 97 по периметру, расположенные через 90° друг от друга. Фланец ориентации имеет два паза, расположенные также по периметру через 180°, т.е. с диаметрально противоположных сторон.In addition, the flange of the blade has four grooves 97 around the perimeter, located 90 ° from each other. The orientation flange has two grooves, also located along the perimeter through 180 °, i.e. from diametrically opposite sides.

Фланец 92 с защелками имеет наибольший диаметр. На этом фланце с нижней стороны симметрично с двух сторон установлены две защелки 93. С помощью пружинок 94 наконечники обеих защелок прижимаются к окружности фланца лопасти 87. По толщине (высоте) наконечник защелок должен быть таким, чтобы охватить толщину двух фланцев 87 и 91 с учетом зазора между ними.The snap flange 92 has the largest diameter. Two latches 93 are mounted symmetrically on both sides on this flange from two sides. Using the springs 94, the tips of both latches are pressed against the circumference of the blade flange 87. The thickness (height) of the latches tip must be such as to cover the thickness of the two flanges 87 and 91, taking into account the gap between them.

Рычаги защелок 93 при вращении платформ взаимодействуют с подшипниками 99, установленными с помощью кронштейнов 98 на платформе 81. Пружина-накопитель энергии 100 установлена между фланцем с защелками 92 и верхней торцевой поверхностью платформы 81 соосно втулке 90. При этом верхний конец пружины связан с корпусом, а нижний - с фланцем 92. На активном и пассивном участках траектории вращения платформы вокруг центрального вала, например, по часовой стрелке пружина 100 закручивается на 180° и накапливает энергию. На границах раздела, в точках а и б рычаги защелок 93 наталкиваются на подшипники 99. При этом наконечники защелок выходят из пазов 96 и 97 фланцев 87 и 91. Заведенная на 180° пружина вращает фланец с защелками 92 в обратном направлении - против часовой стрелки. Девяносто градусов фланец 92 крутится вхолостую. Наконечники защелок ходят по кромке фланца лопасти и через 90° попадают в пазы 97. Далее заведенная пружина поворачивает фланец лопасти и связанную с ним лопасть на 90°, и наконечник защелки попадает в паз 96 фланца ориентации 91. Таким образом фиксируется положение лопасти еще на полпериода вращения платформы.The levers of the latches 93 during rotation of the platforms interact with bearings 99 mounted using brackets 98 on the platform 81. An energy storage spring 100 is installed between the flange with latches 92 and the upper end surface of the platform 81 coaxially with the sleeve 90. The upper end of the spring is connected with the housing, and the lower one with a flange 92. On the active and passive sections of the trajectory of rotation of the platform around the central shaft, for example, clockwise, the spring 100 twists 180 ° and accumulates energy. At the interfaces, at points a and b, the latches levers 93 collide with bearings 99. At the same time, the latches tips come out from grooves 96 and 97 of flanges 87 and 91. A spring inserted through 180 ° rotates the flange with latches 92 in a counterclockwise direction. Ninety degrees flange 92 idles. The tips of the latches go along the edge of the flange of the blade and through 90 ° fall into the grooves 97. Next, the wound spring rotates the flange of the blade and the associated blade 90 °, and the tip of the latch falls into the groove 96 of the orientation flange 91. Thus, the position of the blade is fixed for another half period platform rotation.

Ориентация пазов 96 определяется направлением флюгера или устанавливается с помощью центральной звездочки вручную (57 или 142). С помощью первой цепи 89 и первых звездочек 88, установленных на каждой платформе, ориентация пазов 96 фланцев ориентации 91 всех платформ сохраняется неизменной, несмотря на вращение платформ вокруг выходного вала.The orientation of the grooves 96 is determined by the direction of the wind vane or set manually using the central sprocket (57 or 142). Using the first chain 89 and the first sprockets 88 mounted on each platform, the orientation of the grooves 96 of the flanges of the orientation 91 of all the platforms remains unchanged, despite the rotation of the platforms around the output shaft.

Таким образом возможно изменить ориентацию и фиксировать положение лопасти в конструкциях, представленных на фиг.5 и 6.Thus, it is possible to change the orientation and fix the position of the blade in the structures shown in figure 5 and 6.

Четвертый вариант конструкции узла изменения ориентации и фиксации положения лопасти (фиг.11) также может быть использован в преобразователях энергии, представленных на фиг.5, 6 и 9, где применяются одинарные лопасти.A fourth embodiment of the assembly for changing the orientation and fixing the position of the blade (FIG. 11) can also be used in the energy converters shown in FIGS. 5, 6 and 9, where single blades are used.

Аналогично конструкции на фиг.9 на втулке лопасти 83 неподвижно установлен фланец ведомый 102. С пружиной-накопителем энергии 100 связан фланец ведущий 101. Между ведущим и ведомым фланцами 101 и 102 находится фланец с фиксированной ориентацией 103. Этот фланец установлен неподвижно на одной втулке 90 с первой звездочкой (88) и сохраняет постоянно свою ориентацию при вращении платформы.Similarly to the design of FIG. 9, a driven flange 102 is fixedly mounted on the hub of the blade 83. A leading flange 101 is connected to the energy storage spring 100. A flange with a fixed orientation 103 is located between the leading and driven flanges 101 and 102. This flange is mounted motionless on one sleeve 90 with the first sprocket (88) and constantly maintains its orientation when the platform rotates.

На нижней стороне ведущего фланца 101 по его периметру с двух диаметрально противоположных сторон устанавливаются кулачки 106. Эти кулачки дважды за период вращения платформы в определяющих точках а и б траектории вращения взаимодействуют с отжимными подшипниками 107, установленными на корпусе платформы.Cams 106 are installed on the lower side of the driving flange 101 along its perimeter from two diametrically opposite sides. These cams twice during the rotation period of the platform at the defining points a and b of the rotation path interact with squeezing bearings 107 mounted on the platform body.

Ведущий фланец взаимодействует с фланцами 102 и 103 с помощью первых 104 и вторых 105 пальцев. Эти пары пальцев неподвижно соединены с ведущим фланцем 101 и фиксируют с помощью отверстия 108 в фланцах 102 и 103 положение лопасти на активном и пассивном участках траектории вращения платформы.The driving flange interacts with the flanges 102 and 103 using the first 104 and second 105 fingers. These pairs of fingers are fixedly connected to the driving flange 101 and fix the position of the blade on the active and passive sections of the platform rotation path using the hole 108 in the flanges 102 and 103.

Как видно на фиг.11, фланец ведомый (лопасти) 102 имеет четыре отверстия 108, расположенные через 90° друг от друга, а фланец ориентации 103 - два отверстия, расположенные через 180°.As can be seen in FIG. 11, the driven flange (blades) 102 has four holes 108 located 90 ° apart, and the orientation flange 103 has two holes located 180 ° apart.

В определяющих точках траектории вращения а и б кулачки 106 наталкиваются на подшипники 107.At the defining points of the trajectory of rotation a and b, the cams 106 run into bearings 107.

Подшипники отжимают ведущий фланец 101 вверх и выводят первые и вторые пальцы 104 и 105 из отверстий фланцев 102 и 103. При этом вторые пальцы 105, из-за большей их длины, первыми входят в отверстия ведомого фланца 102. Заведенная на 180° пружина 100 вращает ведущий фланец на 180° против часовой стрелки. Первые 90° ведомый фланец крутится вхолостую. Затем вторые пальцы 105 входят в отверстия 108 ведомого фланца 102 и поворачивают его на угол -90°.The bearings push the drive flange 101 up and lead the first and second fingers 104 and 105 out of the holes of the flanges 102 and 103. The second fingers 105, due to their longer lengths, enter the holes of the driven flange 102 first. The spring 100 introduced by 180 ° rotates 180 ° drive flange counterclockwise. The first 90 ° driven flange spins idle. Then the second fingers 105 enter the holes 108 of the driven flange 102 and rotate it through an angle of -90 °.

Как только первые пальцы 104 доходят до отверстий во фланце ориентации 103, зажатая пружина 100 опускает ведущий фланец вниз и первые пальцы входят в отверстия 108 фланца 103 и фиксируют угловое положение ведущего фланца 101. После этого начинается закрутка пружины 100. Эта пружина работает одновременно на закрутку и на отжатие. Пружина за полпериода вращения платформы закручивается и набирает энергию. В определяющих точках а и б процесс повторяется.As soon as the first fingers 104 reach the holes in the orientation flange 103, the clamped spring 100 lowers the drive flange down and the first fingers enter the holes 108 of the flange 103 and fix the angular position of the drive flange 101. After that, the spring 100 begins to twist. This spring works simultaneously to twist and squeeze. The spring spins for half a period of rotation of the platform and gains energy. At the defining points a and b, the process is repeated.

Вращающаяся платформа на фиг.12 отличается от конструкции на фиг.9 тем, что каждая лопасть состоит из двух половинок 122 и 123, и для изменения их ориентации используется пятый вариант конструкции узла изменения ориентации и фиксации положения лопасти.The rotating platform in FIG. 12 differs from the construction in FIG. 9 in that each blade consists of two halves 122 and 123, and a fifth embodiment of the assembly for changing the orientation and fixing the position of the blade is used to change their orientation.

Общие признаки обоих вращающихся платформ приводятся под одинаковой нумерацией 81-100.The common features of both rotating platforms are given the same numbering 81-100.

Стойка 83 установлена вертикально на вращающейся платформе 81 лопасти. Первая и вторая половины лопасти 122 и 123 установлены шарнирно между нижним 109 и верхним коромыслами. Коромысла свободно вращаются на вертикальной стойке 83 и сохраняют свою ориентацию с помощью первой звездочки 88. Эта звездочка установлена на одной втулке 90 с нижним коромыслом и фланцем с фиксированной ориентацией 114. Втулка лопасти 86, установленная соосно втулке 90, соединяет неподвижно фланец лопасти 115 со второй центральной звездочкой 112. При этом фланец лопасти 115 взаимодействует с фланцем 114 через пружину-накопитель энергии кручения 100.The stand 83 is mounted vertically on a rotating platform 81 of the blade. The first and second halves of the blades 122 and 123 are pivotally mounted between the lower 109 and the upper rocker arms. The rocker arms rotate freely on a vertical strut 83 and maintain their orientation with the first sprocket 88. This sprocket is mounted on one sleeve 90 with a lower beam and a flange with a fixed orientation 114. The blade sleeve 86, mounted coaxially with the sleeve 90, fixedly connects the flange of the blade 115 to the second the central asterisk 112. In this case, the flange of the blade 115 interacts with the flange 114 through the torsion energy storage spring 100.

В корневой части каждой половины 122, 123 лопасти установлены неподвижно, связанные с ними третья 116 и четвертая 117 периферийные звездочки. Эти звездочки с помощью третьей цепи 113 кинематически связаны со второй центральной звездочкой 112, неподвижно связанной с фланцем лопасти 115.In the root part of each half 122, 123 the blades are fixedly mounted, the third 116 and the fourth 117 peripheral sprockets connected with them. These sprockets with the help of the third chain 113 are kinematically connected with the second central sprocket 112, fixedly connected with the flange of the blade 115.

Фланец лопасти 115, установленный совместно со второй центральной звездочкой 112 неподвижно на одной втулке лопасти 86, взаимодействует с флюгером конической формы 133. Такое взаимодействие осуществляется с помощью фиксатора собачки 118 и штанги 121. Штанга, в свою очередь, взаимодействует через цилиндр с наклонным пазом 145 и подпружиненный шток 143 с пальцем и трос 140 с флюгером конической формы 133. Флюгер шарнирно установлен на стойке 128, на которой вращается выходной вал преобразователя 129.The flange of the blade 115, mounted together with the second central sprocket 112 motionlessly on one sleeve of the blade 86, interacts with a vane of a conical shape 133. This interaction is carried out using the latch of the dog 118 and the rod 121. The rod, in turn, interacts through the cylinder with an inclined groove 145 and a spring-loaded rod 143 with a finger and a cable 140 with a cone-shaped weather vane 133. The weather vane is pivotally mounted on a stand 128, on which the output shaft of the converter 129 rotates.

На активном и пассивном участках вращения платформы вокруг выходного вала 129 (см. фиг.14) фланец лопасти 115 находится в сцеплении с корпусом платформы. Для этой цели используется собачка 118, закрепленная с помощью ушек 127 (см. фиг.13), и корпусу цилиндрического колпака 111. Колпак неподвижно закреплен к корпусу 81 платформы. Внутри колпака размещен узел изменения и фиксации положения лопасти.In the active and passive sections of the platform rotation around the output shaft 129 (see Fig. 14), the blade flange 115 is in engagement with the platform body. For this purpose, a dog 118 is used, secured with ears 127 (see Fig. 13), and the body of the cylindrical cap 111. The cap is fixedly fixed to the body 81 of the platform. Inside the cap is a node for changing and fixing the position of the blade.

С помощью пружины 125 наконечник собачки входит в паз 124 и фиксирует положение фланца 115 и связанной с ним второй центральной звездочки 112. Эта звездочка второй цепью 113 кинематически связана с третьей 116 и четвертой звездочками, установленными неподвижно на осях вращения двух половин лопасти 122 и 123. Эта цепная связь обеспечивает изменение ориентации двух половинок лопасти на ±90° и фиксацию этого положения на активном и пассивном участках. Для этой цели необходимо, чтобы диаметр делительной окружности второй центральной звездочки 112 и соответственно число зубцов были в два раза меньше, чем диаметр и число зубцов звездочек 116 и 117.Using the spring 125, the tip of the dog enters the groove 124 and fixes the position of the flange 115 and the second central sprocket 112 associated with it. This sprocket is kinematically connected by a second chain 113 to the third 116 and the fourth sprocket mounted motionless on the rotation axes of the two halves of the blade 122 and 123. This chain connection provides a change in the orientation of the two halves of the blade by ± 90 ° and fixation of this position in the active and passive sections. For this purpose, it is necessary that the diameter of the pitch circle of the second central sprocket 112 and, accordingly, the number of teeth are two times less than the diameter and number of teeth of the sprockets 116 and 117.

Кинематическая связь между указанными звездочками приведена на фиг.14. При вращении центральной звездочки на 180° первая и вторая половины лопасти вращаются вокруг своих осей навстречу друг другу на 90°. Это происходит в определяющих точках а и б, на границе раздела активного и пассивного участков траектории вращения платформ. В этих точках концы рычагов собачек 126 двух противоположных платформ наталкиваются на подшипники 119, установленные с помощью вилок 120 на двух концах штанги 121, и отжимают собачки. При отжатии наконечника собачки 118 заведенная на 180° пружина поворачивает фланец 115 и связанную с ним вторую центральную звездочку 112 на 180° по часовой стрелке. Это, в свою очередь, приводит к установке двух половин лопасти перпендикулярно направлению ветра на активном участке и вдоль указанного направления на пассивном участке.The kinematic relationship between these stars is shown in Fig. 14. When the central sprocket rotates 180 °, the first and second halves of the blade rotate around their axes towards each other by 90 °. This occurs at the defining points a and b, at the interface between the active and passive sections of the trajectory of rotation of the platforms. At these points, the ends of the levers of the dogs 126 of two opposite platforms run into bearings 119 mounted with forks 120 at the two ends of the rod 121, and the dogs are pushed. When depressing the tip of the dog 118, a spring turned 180 ° rotates the flange 115 and the associated second center sprocket 112 180 ° clockwise. This, in turn, leads to the installation of two halves of the blade perpendicular to the direction of the wind in the active section and along the specified direction in the passive section.

После изменения ориентации наконечник собачки 93 попадает в паз фланца лопасти 115 и пружина 100 начинает закручиваться и накапливать энергию для следующего цикла переключения.After changing the orientation, the tip of the dog 93 falls into the groove of the flange of the blade 115 and the spring 100 begins to twist and accumulate energy for the next switching cycle.

Угловое положение штанги 121 определяет границу раздела активного и пассивного участков траектории, т.е. положение точек а и б. При слабом ветре граница раздела (линия а-б) совпадает с направлением ветра.The angular position of the rod 121 defines the interface between the active and passive sections of the path, i.e. position of points a and b. In light winds, the interface (line a-b) coincides with the direction of the wind.

Для автоматической регулировки и синхронизации скорости вращения выходного вала при изменении скорости ветра используется конструкция, показанная на фиг.15, совместно с конструкциями, показанными на фиг. 16 и 12.To automatically adjust and synchronize the speed of rotation of the output shaft when the wind speed changes, the structure shown in FIG. 15 is used together with the structures shown in FIG. 16 and 12.

При изменении направлений ветра флюгер 133 меняет свое направление. На стойке флюгера 128 неподвижно установлена центральная звездочка 142. С помощью первой цепи 89 эта звездочка связана с первыми звездочками 88, установленными на вертикальных стойках всех платформ. Указанная кинематическая связь флюгера со звездочками представлена на фиг.16. Эта связь обеспечивает автоматическую ориентацию лопасти (или двух половин лопасти) перпендикулярно направлению ветра на активном участке и вдоль указанного направления на пассивном.As the wind directions change, the weather vane 133 changes direction. A central sprocket 142 is fixedly mounted on the vane post 128. With the help of the first chain 89, this sprocket is connected to the first sprockets 88 mounted on the vertical posts of all platforms. The specified kinematic relationship of the weather vane with asterisks is shown in Fig.16. This connection provides automatic orientation of the blade (or two halves of the blade) perpendicular to the direction of the wind in the active area and along the specified direction in the passive.

Для регулировки скорости вращения выходного вала при изменении скорости ветра используется штанга 121, на концах которой установлены подшипники 119. Взаимодействие подшипников с собачками 118 приводит к изменению ориентации двух половин лопасти. Следовательно, штанга определяет границу раздела активного и пассивного участков, т.е. совпадает с линией а-б.To adjust the speed of rotation of the output shaft when the wind speed changes, a rod 121 is used, at the ends of which bearings 119 are installed. The interaction of the bearings with the dogs 118 leads to a change in the orientation of the two halves of the blade. Therefore, the rod determines the interface between the active and passive sections, i.e. coincides with line a-b.

При повышении скорости ветра необходимо, чтобы штанга отклонилась от первоначального направления, совпадающего с направлением ветра, на угол φ против часовой стрелки (см. фиг.16). Угол φ пропорционален приращению скорости ветра. Раннее изменение ориентации лопасти приводит к уменьшению активного участка. На пассивном участке, соответствующем углу φ, лопасть, ориентированная перпендикулярно ветру, создает отрицательный момент. Это приводит к уменьшению скорости вращения выходного вала.With increasing wind speed, it is necessary that the rod deviates from the original direction, which coincides with the direction of the wind, by an angle φ counterclockwise (see Fig. 16). The angle φ is proportional to the increment of wind speed. An early change in the orientation of the blade leads to a decrease in the active area. In the passive section corresponding to the angle φ, the blade, oriented perpendicular to the wind, creates a negative moment. This leads to a decrease in the speed of rotation of the output shaft.

Для изменения ориентации штанги используется флюгер конической формы 133 (см. фиг.15).To change the orientation of the rod, a weather vane with a conical shape 133 is used (see Fig. 15).

Под давлением ветра на боковые поверхности усеченного корпуса 133 флюгер смещается по горизонтальному рычагу 137. Палец 139, который ходит по пазу 138, тянет за собой трос 140. Трос перекинут через блочок 141 и проходит по внутренней полости стойки флюгера 128, и тянет вверх связанный с ним шток 143. С нижней стороны шток связан с пружиной флюгера 144. Растянутая пружина 144 прижимает флюгер к упору 136. Шток находится в нижнем положении. В шток вставлен палец, который ходит по вертикальному пазу в стойке 128 и взаимодействует с наклонным пазом цилиндр 145. С цилиндром неподвижно связана штанга 121. Взаимодействие пальца с наклонным пазом приводит к повороту цилиндра и связанной с ним штанги на угол φ.Under wind pressure, the weather vane is shifted to the lateral surfaces of the truncated housing 133 along the horizontal lever 137. The finger 139, which runs along the groove 138, pulls the cable 140 along it. The cable is thrown over the block 141 and passes along the inner cavity of the vane 128, and pulls up connected with it is a stem 143. On the lower side, the stem is connected with the spring of the weather vane 144. An extended spring 144 presses the weather vane against the stop 136. The stem is in the lower position. A finger is inserted into the rod, which goes along the vertical groove in the rack 128 and interacts with the inclined groove of the cylinder 145. The rod 121 is motionlessly connected to the cylinder. The interaction of the finger with the inclined groove causes the cylinder and the associated rod to rotate through an angle φ.

В корневой части каждой половины 122, 123 лопасти установлены неподвижно связанные с ними третья 116 и четвертая 117 периферийные звездочки. Эти звездочки с помощью третьей цепи 113 кинематически связаны со второй центральной звездочкой 112, неподвижно связанной с фланцем лопасти 115.In the root part of each half 122, 123 of the blade fixedly connected to them are the third 116 and fourth 117 peripheral sprockets. These sprockets with the help of the third chain 113 are kinematically connected with the second central sprocket 112, fixedly connected with the flange of the blade 115.

Фланец лопасти 115, установленный совместно со второй центральной звездочкой 112 неподвижно на одной втулке лопасти 86, взаимодействует с флюгером конической формы 133. Такое взаимодействие осуществляется с помощью фиксатора (собачки 118) и штанги 121. Штанга, в свою очередь, взаимодействует через цилиндр с наклонным пазом 145 и подпружиненный шток 143 с пальцем и трос 140 с флюгером конической формы 133. Флюгер шарнирно установлен на стойке 128, на которой вращается выходной вал преобразователя 129.The flange of the blade 115, mounted together with the second central sprocket 112 motionless on one sleeve of the blade 86, interacts with a weather vane of a conical shape 133. This interaction is carried out using the lock (dogs 118) and the rod 121. The rod, in turn, interacts through a cylinder with an inclined a groove 145 and a spring-loaded rod 143 with a finger and a cable 140 with a conical weather vane 133. The weather vane is pivotally mounted on a stand 128, on which the output shaft of the converter 129 rotates.

Чем больше скорость ветра, тем больше горизонтальное смещение конического флюгера и тем больше угол поворота (φ) штанги относительно направления ветра. Пропорционально углу поворота φ возрастает тормозящий момент. Подбирая параметры конического флюгера, пружины и наклонного паза, возможно синхронизировать скорость вращения выходного вала в широком диапазоне изменения скорости ветра.The greater the wind speed, the greater the horizontal displacement of the conical weather vane and the greater the angle of rotation (φ) of the rod relative to the direction of the wind. In proportion to the angle of rotation φ, the braking torque increases. Selecting the parameters of the conical weather vane, spring and inclined groove, it is possible to synchronize the speed of rotation of the output shaft in a wide range of changes in wind speed.

Сила давления ветра на лопасти с помощью рычагов 84 передается на центральный вал 129. На центральном валу установлена ведущая коническая шестерня 130, которая приводит во вращение ведомую шестерню 131 и связанный с ней электрогенератор 132 (насос). Для согласования скорости вращения электрогенератора необходимо использовать мультипликатор (на фиг.15 не указан).The pressure force of the wind on the blades using levers 84 is transmitted to the central shaft 129. A central bevel gear 130 is installed on the central shaft, which drives the driven gear 131 and the associated electric generator 132 (pump). To coordinate the rotation speed of the generator, it is necessary to use a multiplier (not shown in Fig. 15).

На фиг.17 представлен гидровариант преобразователя энергии. Этот вариант отличается высоким КПД из-за того, что около половины лопастей работают с максимальной эффективностью. Повышение КПД связано с тем, что сила давления текучей воды на лопасти на активном участке траектории создают максимальный момент вращения на выходном валу из-за большого рычага. Когда лопасть вращается по кругу, момент вращения пропорционален силе давления воды Р, длине рычага и cosφ, где φ меняется от 0 до 180°. Косинус угла φ меняется от 0 до 1 при круговой орбите вращения лопастей. В данной конструкции длина рычага для

Figure 00000002
лопастей меняется в пределах от R до
Figure 00000003
, где N - общее количество лопастей, а К - число рычагов 156 первого колеса 154.On Fig presents the hydraulic variant of the energy Converter. This option is characterized by high efficiency due to the fact that about half of the blades work with maximum efficiency. The increase in efficiency is due to the fact that the pressure force of flowing water on the blades on the active part of the trajectory creates the maximum torque on the output shaft due to the large lever. When the blade rotates in a circle, the moment of rotation is proportional to the force of the water pressure P, the length of the lever and cosφ, where φ varies from 0 to 180 °. The cosine of the angle φ varies from 0 to 1 with a circular orbit of rotation of the blades. In this design, the lever length for
Figure 00000002
the blades varies from R to
Figure 00000003
where N is the total number of blades, and K is the number of levers 156 of the first wheel 154.

Преобразователь содержит N-e количество платформ, на каждой из которых установлена вертикально плоская лопасть 158. В корневой части каждой лопасти установлен узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти (см. фиг.18).The converter contains an N-e number of platforms, each of which has a vertically flat blade 158. A node for changing the orientation and fixing the position of the blade is installed in the root part of each blade (see Fig. 18).

При шести рычагах длина рычага меняется от 0,865 R до R, в то время как при круговом вращении лопастей среднее арифметическое значение рычага равно 0,57 R.With six levers, the length of the lever varies from 0.865 R to R, while with the circular rotation of the blades, the arithmetic average value of the lever is 0.57 R.

Кроме повышенного КПД данная конструкция отличается простотой конструкции, особенно упрощенной конструкцией узла изменения ориентации и фиксации положения лопасти.In addition to increased efficiency, this design is distinguished by its simplicity of design, especially by the simplified design of the unit for changing orientation and fixing the position of the blade.

Гидровариант преобразователя энергии на фиг.17 содержит два колеса 154 и 155. Каждое из колес состоит из шести рычагов 156, закрепленных к выходному валу эквидистантно через 60° друг от друга.The hydraulic variant of the energy converter in FIG. 17 contains two wheels 154 and 155. Each of the wheels consists of six levers 156 fixed to the output shaft equidistantly through 60 ° from each other.

Каждое из колес 154, 155 установлено шарнирно на соответствующей вертикальной неподвижной стойке 162 вдоль течения реки. Они могут быть установлены на понтонах, чтобы обеспечить их положительную плавучесть. В этом случае изменение уровня воды не повлияет на работоспособность преобразователя. На таких же понтонах должны быть установлены вращающиеся платформы с плоскими лопастями 158 или лопасти должны быть выполнены пустотелыми, чтобы обеспечить положительную плавучесть платформ.Each of the wheels 154, 155 is pivotally mounted on a corresponding vertical fixed stand 162 along the course of the river. They can be mounted on pontoons to ensure their positive buoyancy. In this case, a change in the water level will not affect the operability of the converter. Rotating platforms with flat blades 158 must be installed on the same pontoons or the blades must be hollow to ensure positive buoyancy of the platforms.

Платформы соединены друг с другом сцепками 159 шарнирно. Длина сцепок на фиг.17 выбрана равной длине рычага R ведущего (активного) колеса 154. Длина сцепок может быть и меньше, но шарнирные соединения сцепок друг с другом при вращении колес 154 и 155 должны совпадать с наконечниками рычагов 156, аналогично звеньям гусеничного колеса трактора.The platforms are connected to each other by hinges 159 pivotally. The length of the couplers in FIG. 17 is chosen equal to the length of the lever R of the driving (active) wheel 154. The length of the couplers may be shorter, but the hinge joints of the couplers with each other when the wheels 154 and 155 rotate must coincide with the tips of the levers 156, similarly to the links of the tracked tractor wheel .

Сцепки 159 в узловых точках, где они соединены шарнирно, взаимодействуют с соответствующими узлами изменения ориентации и фиксации положения лопасти.Couplings 159 at the nodal points where they are pivotally interact with the corresponding nodes change the orientation and fix the position of the blade.

На осях вращения центральных валов колес 154 и 1545 неподвижно установлены центральные звездочки 160. Угловое положение этих звездочек связано с направлением течения реки или волн моря и фиксирует это направление.On the axes of rotation of the central shafts of the wheels 154 and 1545, central sprockets 160 are fixedly mounted. The angular position of these sprockets is connected with the direction of the flow of the river or sea waves and fixes this direction.

На каждом рычаге 156 обоих колес с помощью кронштейна 163 устанавливаются периферийные звездочки 157, связанные цепью 161 с центральной звездочкой 160 (см. фиг.18). Кинематическая связь между звездочками 160 и 157, имеющими одинаковые диаметры и число зубцов, обеспечивает неподвижную ориентацию всех указанных звездочек, заданную постоянным и неизменным направлением течения реки.On each lever 156 of both wheels with the help of the bracket 163, peripheral sprockets 157 are connected, connected by a chain 161 to the central sprocket 160 (see Fig. 18). The kinematic connection between sprockets 160 and 157, having the same diameters and the number of teeth, provides a fixed orientation of all these sprockets, given a constant and unchanging direction of the river.

Колеса на фиг.17 представляют собой вертикальный вал с радиальными рычагами 156, свободно вращающимися вокруг неподвижных стоек 162.The wheels in FIG. 17 are a vertical shaft with radial arms 156 freely rotating around the stationary struts 162.

Рычаги установлены с двух сторон вертикального вала эквидистантно через 60° друг от друга. Причем нижние и верхние радиальные рычаги закреплены к валу по вертикали и между ними по очереди проходят вертикальные плоские лопасти 158. В корневой части каждой лопасти установлен соответствующий узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти. Конструкции этих узлов представлены на фиг.18.The levers are mounted on both sides of the vertical shaft equidistantly through 60 ° from each other. Moreover, the lower and upper radial levers are fixed to the shaft vertically and between them in turn pass vertical flat blades 158. In the root part of each blade there is a corresponding unit for changing the orientation and fixing the position of the blade. The design of these nodes are presented in Fig. 18.

Центральные звезды 160 кинематически связаны с периферийными звездочками 157, установленными на концах рычагов 156 с помощью цепи 161, такая цепная связь осуществляется на обоих колесах 154, 155. Центральные звезды, неподвижно связанные с указателями направления течения среды, установлены на обеих стойках колес. Кроме того, лопасти связаны друг с другом сцепками, взаимодействующими с наконечниками рычагов и узлами изменения ориентации и фиксации положения лопастей.The central stars 160 are kinematically connected with the peripheral sprockets 157 mounted on the ends of the levers 156 using the chain 161, such a chain connection is made on both wheels 154, 155. The central stars, motionlessly connected with the direction indicators of the medium flow, are mounted on both wheel struts. In addition, the blades are connected to each other by couplers interacting with the tips of the levers and nodes changing the orientation and fixing the position of the blades.

На подавляющем протяжении траектории движения платформ на активном (по течению реки) и пассивном (против течения) участках их движения сцепки ориентированы вдоль течения реки. Поэтому достаточно изменить ориентацию и фиксировать положение лопастей 158 относительно сцепок 159.On the vast extent of the platform trajectory in the active (along the river) and passive (upstream) sections of their movement, the couplers are oriented along the river. Therefore, it is enough to change the orientation and fix the position of the blades 158 relative to the couplers 159.

Конструкция первого варианта изменения ориентации и фиксации положения лопасти относительно сцепки 159 представлена на фиг.18 и фиг.19. С помощью кронштейнов 163 на концах рычагов 156 установлены периферийные звездочки 157. К каждой из этих звездочек неподвижно соединены две параллельные направляющие пластины 165 и соосно кулачковый фланец 166. Звездочка с фланцем сохраняют свою ориентацию при вращении вокруг оси 164.The construction of the first variant of changing the orientation and fixing the position of the blade relative to the hitch 159 is presented in Fig. 18 and Fig. 19. Using brackets 163, peripheral sprockets 157 are mounted at the ends of the levers 156. Two parallel guide plates 165 and a coaxial cam flange 166 are fixedly connected to each of these sprockets. The sprocket with the flange retain their orientation when rotated around axis 164.

Остальные конструктивные элементы узла ориентации и фиксации лопасти 167-177 установлены на шарнирном соединении двух соседних сцепок 159. На втулке лопасти 177 установлены нижний 168 и верхний 170 фланцы. Нижний фланец связан со втулкой лопасти неподвижно. Верхний фланец свободно вращается во втулке. Внешний контур верхнего торца фланца 170 имеет форму прямоугольника. Торец фланца свободно входит в пространство между параллельными пластинами 165, и фланец при этом занимает положение соосное звездочке 157.The remaining structural elements of the orientation and fixation unit of the blade 167-177 are mounted on a pivot joint of two adjacent couplers 159. The lower 168 and upper 170 flanges are installed on the sleeve of the blade 177. The lower flange is fixed to the blade hub. The upper flange rotates freely in the sleeve. The outer contour of the upper end of the flange 170 has the shape of a rectangle. The end face of the flange freely enters the space between the parallel plates 165, and the flange in this case occupies a position coaxial to the sprocket 157.

Верхний и нижний фланцы связаны между с помощью аккумулирующей энергию пружины 169. В течение полпериода вращения колеса 154, 155 верхний прямоугольный торец фланца 170 находится между двумя пластинами 165. Нижний фланец 168, угловое положение которого относительно сцепки 159 зафиксировано фиксаторами 172, закручивает пружину 169 на 180°.The upper and lower flanges are connected between using the energy-accumulating spring 169. For half a period of rotation of the wheel 154, 155, the upper rectangular end face of the flange 170 is between the two plates 165. The lower flange 168, whose angular position relative to the coupling 159 is fixed by the latches 172, twists the spring 169 by 180 °.

Фиксаторы установлены симметрично с двух сторон относительно нижнего фланца. Фланец имеет четыре отверстия, расположенные через 90° друг от друга. Концы фиксаторов входят в два противоположные отверстия фланца и фиксируют его положение.The latches are installed symmetrically on both sides relative to the lower flange. The flange has four holes located 90 ° apart. The ends of the latches enter two opposite holes of the flange and fix its position.

Фиксаторы 172 установлены на сцепке 159 с помощью плоских шарниров 173 и с помощью пружины 174 обеспечивают фиксацию положения лопасти на активном и пассивном участках его движения.The latches 172 are mounted on the hitch 159 with the help of flat hinges 173 and with the help of the spring 174 provide fixation of the position of the blade on the active and passive sections of its movement.

После того как сцепка изменит свое направление движения (ориентацию) на 180°, т.е. совершит пол-оборота вокруг соответствующего колеса, рычаги 171 наталкиваются на кулачки фланца 166. В результате взаимодействия кулачков с рычагами концы фиксаторов 172 выходят из отверстий фланца. После этого заведенная на 180° аккумулирующая пружина поворачивает нижний фланец 168 и связанную с ним лопасть на 90°. Концы подпружиненных фиксаторов 172 занимают вторую пару отверстий нижнего фланца. После этого начинается прямолинейный участок движения лопасти. При этом прямоугольный торец верхнего фланца 167 выходит из промежутка между плоскопараллельными пластинами 165.After the hitch changes its direction of movement (orientation) by 180 °, i.e. will make half a revolution around the corresponding wheel, the levers 171 hit the cams of the flange 166. As a result of the interaction of the cams with the levers, the ends of the latches 172 come out of the holes of the flange. After that, the accumulation spring, which is brought in through 180 °, rotates the lower flange 168 and the associated blade by 90 °. The ends of the spring-loaded clips 172 occupy a second pair of holes in the lower flange. After that, a straight section of the blade begins. In this case, the rectangular end face of the upper flange 167 leaves the gap between plane-parallel plates 165.

Сохранившаяся энергия закрутки аккумулирующей пружины 169 приводит к повороту верхнего фланца 170 на 90° в обратном направлении. После этого пружина принимает и сохраняет нейтральное положение на всем прямолинейном участке движения лопасти.The stored spin energy of the storage spring 169 rotates the upper flange 170 90 ° in the opposite direction. After that, the spring assumes and maintains a neutral position throughout the entire straight section of the blade movement.

На фиг.19 показан вид сверху на узел изменения ориентации лопасти.On Fig shows a top view of the node changes the orientation of the blades.

Звездочка 157 неподвижно связана с кулачковым фланцем 166, который через кулачки взаимодействует с рычагами 171.The sprocket 157 is fixedly connected to the cam flange 166, which through the cams interacts with the levers 171.

На фиг.20 представлена конструкция второго варианта узла изменения ориентации и фиксации положения лопасти в гидропреобразователе энергии по фиг.17.On Fig presents the design of the second variant of the node changes the orientation and fixation of the position of the blades in the energy Converter on Fig.

На втулке лопасти 177 неподвижно установлена упорная втулка 178. Пружина 179, установленная между упорной втулкой 178 и фланцем лопасти 180, обеспечивает подъем и взаимодействие этого фланца с верхним фланцем 182. Палец направляющий 181 обеспечивает только продольное смещение фланца 180 относительно втулки лопасти 177. На верхней торцевой поверхности фланца лопасти установлены кулачки 182. Подшипники отжимные 184 и храповик установлены на нижней торцевой поверхности верхнего фланца 182. При взаимодействии кулачков 183 с отжимными подшипниками 184 фланец лопасти смещается вниз. При этом фиксирующий палец 187, неподвижно установленный в сцепке 159, выходит из сцепления с фланцем лопасти. Для сцепления используются четыре отверстия 188, размещенные по кругу через 90° друг от друга. Наконечник пальца 187 входит по очереди в эти отверстия и фиксирует положение лопасти через каждые полпериода на активном и пассивном прямолинейных участках его движения.A stop sleeve 178 is fixedly mounted on the blade sleeve 177. A spring 179 installed between the stop sleeve 178 and the blade flange 180 provides a lift and interaction of this flange with the upper flange 182. The guide pin 181 provides only longitudinal displacement of the flange 180 relative to the blade sleeve 177. On the top the cams 182 are installed on the end surface of the blade flange. The squeeze bearings 184 and the ratchet are mounted on the lower end surface of the upper flange 182. When the cams 183 interact with the squeeze bearings 184, the flange l mouth moves down. In this case, the locking finger 187, motionlessly mounted in the hitch 159, leaves the clutch with the flange of the blade. Four holes 188 are used for coupling, arranged in a circle 90 ° apart. The tip of the finger 187 enters these holes in turn and fixes the position of the blade every half period in the active and passive rectilinear sections of its movement.

Для принудительного изменения ориентации лопасти используется сила взаимодействия наконечника 189 с упором 190 рычага 156 на сегментный упор 186. Сегментный упор неподвижно закреплен сверху на фланце 182 и взаимодействует с упором рычага 190. Вилка рычага 189 входит в зазор между упором 186 и верхним фланцем 182. Сцепки приводят во вращение колеса 154, 155 по часовой стрелке. После поворота платформ на угол 180° кулачки 183 наталкиваются на отжимные подшипники 184. В результате их взаимодействия фланец лопасти 180 опускается вниз и выходит из сцепления со сцепкой 159. После чего под воздействием упора рычага 190 на сегментный упор 186 фланец 182 меняет свою ориентацию на 90°.The force of interaction of the tip 189 with the stop 190 of the lever 156 on the segment stop 186 is used to force the orientation of the blade. The segment stop is fixedly mounted on top of the flange 182 and interacts with the stop of the lever 190. The fork of the lever 189 enters the gap between the stop 186 and the upper flange 182. Couplings drive the wheels 154, 155 clockwise. After the platforms rotate through an angle of 180 °, the cams 183 collide with the squeeze bearings 184. As a result of their interaction, the flange of the blade 180 goes down and disengages from the hitch 159. Then, under the influence of the lever stop 190 on the segment stop 186, the flange 182 changes its orientation by 90 °.

При дальнейшем повороте фланца с храповиком на 90° вокруг втулки лопасти 177 храповик 185 приводит к принудительному повороту лопасти на 90°.With a further rotation of the flange with ratchet 90 ° around the sleeve of the blade 177, the ratchet 185 leads to a forced rotation of the blade 90 °.

Таким образом, подпружиненный фланец лопасти 180 с двумя кулачками, четырьмя отверстиями и радиальными пазами взаимодействует с отжимными подшипниками и храповиком, установленными на верхнем фланце 182, а также с фиксирующим пальцем, закрепленным в сцепке.Thus, the spring-loaded flange of the blade 180 with two cams, four holes and radial grooves interacts with squeezing bearings and ratchet mounted on the upper flange 182, as well as with a locking finger fixed in the hitch.

Храповик имеет специальную форму (см. фиг.23) и эксцентричное крепление. Когда фланец 180 находится в верхнем положении и палец 187 фиксирует положение лопасти, наконечник храповика приподнят и он скользит по поверхности фланца лопасти (фиг.23, позиция а).The ratchet has a special shape (see FIG. 23) and an eccentric mount. When the flange 180 is in the upper position and the finger 187 fixes the position of the blade, the ratchet tip is raised and it slides along the surface of the blade flange (Fig.23, position a).

После снятия фиксации и при опущенном положении фланца лопасти наконечник храповика 191 входит в радиальную канавку 192 (см. фиг.23, позиция б). В дальнейшем фланцы 182 и 180 разворачиваются совместно на 90°, после чего палец 187 снова входит в отверстие 188 и фиксирует положение лопасти на всем протяжении прямолинейного движения.After loosening and when the blade flange is lowered, the ratchet tip 191 enters the radial groove 192 (see FIG. 23, position b). Subsequently, the flanges 182 and 180 are rotated together through 90 °, after which the pin 187 re-enters the hole 188 and fixes the position of the blade throughout the rectilinear movement.

Сцепки при этом приводят во вращение колеса 154, 155 по часовой стрелке.The couplers thus rotate the wheels 154, 155 clockwise.

Для обеспечения положительной плавучести на втулках лопастей 177 могут быть установлены понтоны (герметичные камеры).To ensure positive buoyancy on the bushings of the blades 177 can be installed pontoons (sealed chambers).

Принцип работы гидроварианта преобразователя на фиг.24 заключается в следующем.The principle of operation of the hydraulic converter in Fig.24 is as follows.

Плоские лопасти 198 вращаются вокруг горизонтальных осей 197, при этом концы осей вращения лопастей шарнирно соединены с узлами стыковки сцепок. Вращение лопастей происходит вокруг двух горизонтальных пар колес 193, 194. Колеса эти вращаются вокруг двух горизонтальных осей, установленных параллельно друг другу на четырех стоянках 195. Оси вращения лопастей также ориентированы горизонтально. Стояки неподвижно установлены в потоке воды так, чтобы нижние лопасти, ориентированные перпендикулярно течению реки, оказались под водой. При этом верхние лопасти, ориентированные по направлению течения реки, были выше уровня реки. Преобразователь может работать и в том случае, когда все лопасти окажутся под водой. В этом случае генератор должен быть установлен выше, и вращение на его якорь передается с помощью двух пар конических шестерен или с помощью ременной передачи. Сцепки 199 имеют длину, равную радиусу окружности колес, т.е. длине рычагов 200.Flat blades 198 rotate around the horizontal axes 197, while the ends of the axes of rotation of the blades are pivotally connected to the coupling nodes of the couplers. The rotation of the blades occurs around two horizontal pairs of wheels 193, 194. These wheels rotate around two horizontal axes mounted parallel to each other on the four parking lots 195. The axis of rotation of the blades is also oriented horizontally. The risers are motionlessly installed in the water stream so that the lower blades, oriented perpendicular to the flow of the river, are under water. Moreover, the upper lobes, oriented in the direction of the river flow, were higher than the level of the river. The converter can also work when all the blades are under water. In this case, the generator must be installed higher, and the rotation to its anchor is transmitted using two pairs of bevel gears or using a belt drive. Couplings 199 have a length equal to the radius of the circumference of the wheels, i.e. leverage 200.

Сцепки 199 образуют две замкнутые цепи, параллельные друг другу, и связывают два карусельных механизма друг с другом. Кроме того, через узловые точки шарнирного соединения параллельных цепей проходят горизонтальные втулки лопастей. Образуется своеобразное беличье колесо (см. фиг.24).Couplings 199 form two closed chains parallel to each other, and link two carousel mechanisms to each other. In addition, horizontal hubs of the blades pass through the nodal points of the hinge connection of parallel chains. Formed a kind of squirrel wheel (see Fig.24).

Втулки лопастей взаимодействуют с узлами изменения ориентации и фиксации положения лопастей 201. Эти узлы изменяют ориентацию лопастей так, что лопасти нижнего ряда устанавливаются перпендикулярно течению реки, а верхнего ряда - вдоль указанного течения. Электрогенератор (насос) устанавливается неподвижно на одном (или двух) из стояков.The hubs of the blades interact with the nodes of changing the orientation and fixing the position of the blades 201. These nodes change the orientation of the blades so that the blades of the lower row are installed perpendicular to the flow of the river, and the upper row - along the specified flow. An electric generator (pump) is installed motionlessly on one (or two) of the risers.

На правых концах осей вращения лопастей установлены узлы изменения ориентации и фиксации лопастей 201. По конструкции эти узлы могут быть выполнены согласно фиг.20. Для обеспечения необходимой положительной плавучести лопастей, такой, чтобы они не всплывали вверх и не тонули на дно реки, возможно применение специальных понтонов (герметичных камер), аналогично фиг.18. Целесообразно выполнить лопасти полыми. Вес объема вытесненной лопастями воды должен быть равен весу лопастей 198 совместно с весом узла изменения ориентации 201 и сцепок 199. Кроме того, для обеспечения положительной плавучести лопасти могут быть изготовлены из пластики с малым удельным весом.At the right ends of the axes of rotation of the blades, nodes of changing the orientation and fixing of the blades 201 are installed. By design, these nodes can be made according to Fig.20. To ensure the necessary positive buoyancy of the blades, such that they do not float up and do not sink to the bottom of the river, it is possible to use special pontoons (sealed chambers), similar to Fig. 18. It is advisable to make the blades hollow. The weight of the volume of water displaced by the blades should be equal to the weight of the blades 198 together with the weight of the orientation change unit 201 and the couplers 199. In addition, to ensure positive buoyancy, the blades can be made of plastic with a low specific gravity.

На пассивном участке (см. фиг.24) лопасти ориентированы вдоль направления течения реки. Для уменьшения лобового сопротивления сечению лопастей и понтонов необходимо придать обтекаемую форму.In the passive section (see Fig. 24), the blades are oriented along the direction of the river. To reduce drag, the cross section of the blades and pontoons must be streamlined.

Дальнейшее упрощение конструкции преобразователя может быть достигнуто тем, что фиксируют положение лопастей 198 относительно сцепок 199. На всем протяжении активного и пассивного участков движения плоскости лопасти перпендикулярны сцепкам, т.е. направлению движения реки. Каждая лопасть ориентирована перпендикулярно соответствующей сцепке и соединена с ней неподвижно. Для нормального функционирования преобразователя необходимо, чтобы пассивный участок проходил по воздуху, т.е. выше уровня реки. В этом случае упрощается также узел крепления электрогенератора (насоса) 202.A further simplification of the converter design can be achieved by fixing the position of the blades 198 relative to the couplers 199. Throughout the active and passive sections of the movement, the plane of the blade is perpendicular to the couplers, i.e. the direction of the river. Each blade is oriented perpendicular to the corresponding coupling and is connected to it motionless. For normal operation of the converter, it is necessary that the passive section passes through the air, i.e. above river level. In this case, the mounting unit of the generator (pump) 202 is also simplified.

Для предотвращения провисания лопастей на пассивном участке траектории их движения используются натянутые с двух сторон тросы 204. Тросы натянуты параллельно друг другу, и концы их связаны с вертикальными неподвижными стояками 195. По тросам катаются катки 205, шарнирно установленные на концах осей вращения лопастей 197. Это предотвращает провисание лопастей на пассивном участке.To prevent the blades from sagging in the passive section of their motion paths, cables 204 are stretched on both sides. The cables are pulled parallel to each other and their ends are connected with vertical stationary risers 195. Rollers 205 are rolled along the cables and pivotally mounted at the ends of the axes of rotation of the blades 197. This prevents sagging blades in the passive area.

Расстояние между параллельными тросами по вертикали равно 1,73 R. При большом количестве лопастей для уменьшения стрелки провисания могут быть использованы шарнирные подпорки, установленные с двух сторон по середине преобразователя.The distance between parallel cables along the vertical is 1.73 R. With a large number of blades, hinged supports mounted on both sides in the middle of the converter can be used to reduce the sagging arrow.

С помощью тросов концы стояков могут быть привязаны к колышкам, забитым с двух сторон берега реки.With the help of cables, the ends of the risers can be tied to pegs hammered on both sides of the river bank.

Аналогичным путем с помощью тросов может быть предотвращено провисание лопастей под водой и на активном участке их продвижения. В этом случае нет необходимости в применении понтонов или в использовании пустотелых лопастей.In a similar way, with the help of cables, the sagging of the blades under water and in the active section of their advancement can be prevented. In this case, there is no need to use pontoons or to use hollow blades.

На обоих концах осей вращения лопастей 197 шарнирно устанавливаются катки 205, которые взаимодействуют с четырьмя тросами 204, натянутыми попарно параллельно с двух сторон от колес 193, 194.At both ends of the axes of rotation of the blades 197, rollers 205 are pivotally mounted, which interact with four cables 204, stretched in pairs parallel from two sides of the wheels 193, 194.

Преобразователь энергии текучей среды может найти применение для выработки тепловой энергии (обогрев помещений, нагрев воды), механической энергии (отбор энергии с приводного вала для привода механического оборудования, например мельницы или насоса) в отделенных и изолированных местах, где отсутствует централизованное энергоснабжение.The fluid energy converter can be used to generate thermal energy (space heating, water heating), mechanical energy (energy extraction from the drive shaft to drive mechanical equipment, such as a mill or pump) in separate and isolated places where there is no centralized power supply.

Источники информацииInformation sources

1. Цыбульников С.И. Ветроэнергетическая установка. Патент RU № 2125182, кл. F 03 D 5/04, 20.01.99 г., бюл. № 2.1. Tsybulnikov S.I. Wind power installation. Patent RU No. 2125182, cl. F 03 D 5/04, 1/20/99, bull. Number 2.

2. Алиев А.С. Ветродвигатель Алиева, патент RU № 2224135, кл. F 03 D 5/00 от 05.05.2002 г.2. Aliev A.S. Wind turbine Aliyev, patent RU No. 2224135, class. F 03 D 5/00 dated 05/05/2002

3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Том.2. М.: Машиностроение, 1980, с.209-215.3. Anuryev V.I. Reference designer-mechanical engineer. Volume 2. M.: Mechanical Engineering, 1980, p.209-215.

Claims (17)

1. Преобразователь энергии текучей среды, содержащий неподвижную стойку с выходным валом, платформы с плоскими лопастями, в корневой части которых установлены узлы изменения ориентации и фиксации положения лопастей, отличающийся тем, что платформы закреплены неподвижно вокруг выходного вала и содержат дополнительно центральную, периферийные звездочки и цепь, при этом периферийные звездочки установлены на узлах изменения ориентации и фиксации положения лопастей и через цепь кинематически связаны с центральной звездочкой, установленной на неподвижной стойке с возможностью поворота и фиксации углового положения.1. A fluid energy converter comprising a fixed strut with an output shaft, platforms with flat blades, in the root part of which there are installed nodes for changing the orientation and fixing the position of the blades, characterized in that the platforms are fixed motionless around the output shaft and additionally contain central, peripheral sprockets and a chain, while peripheral sprockets are mounted on the nodes of changing the orientation and fixing the position of the blades and are kinematically connected through the chain to the central sprocket installed th on the fixed rack to pivot and lock the angular position. 2. Преобразователь энергии текучей среды по п.1, отличающийся тем, что содержит указатель течения среды (флюгер), который устанавливается на неподвижной стойке с возможностью свободного вращения, и неподвижно связан с центральной звездочкой.2. The fluid energy converter according to claim 1, characterized in that it comprises a medium flow indicator (weather vane), which is mounted on a stationary rack with the possibility of free rotation, and is fixedly connected to the central sprocket. 3. Преобразователь энергии текучей среды по п.1, отличающийся тем, что содержит дополнительно кинематически связанные второй вертикальный вал, второй ярус вертикальных плоских лопастей, а также первые и вторые обгонные муфты и ведущие шестерни, кинематически связанные через ведомую шестерню с электрогенератором (насосом), при этом ступицы первой и второй обгонных муфт неподвижно соединены с первым и вторым валами, а обоймы их - с шестернями соответственно.3. The fluid energy converter according to claim 1, characterized in that it further comprises kinematically connected second vertical shaft, a second tier of vertical flat blades, as well as first and second overrunning clutches and pinion gears kinematically connected through a driven gear with an electric generator (pump) , while the hubs of the first and second overrunning clutches are motionlessly connected to the first and second shafts, and their clips are connected to gears, respectively. 4. Преобразователь энергии текучей среды по п.1, отличающийся тем, что преобразователь энергии подвешен на горизонтальной балке лопастями вниз, а каждый узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти содержит дополнительную звездочку, при этом все звездочки платформ цепью связаны с центральной звездой, установленной на неподвижной оси вращения выходного вала и связанной неподвижно с указателем и фиксатором узла поворота.4. The fluid energy converter according to claim 1, characterized in that the energy converter is suspended on the horizontal beam with the blades down, and each node for changing the orientation and fixing the position of the blades contains an additional sprocket, while all the platform sprockets are connected by a chain to a central star mounted on fixed axis of rotation of the output shaft and connected motionlessly with a pointer and a latch of the rotation unit. 5. Преобразователь энергии текучей среды по п.1, отличающийся тем, что узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти содержит фланец с кулачками, опорные подшипники, верхние и нижние полумуфты сцепные, кинематически связанные первую, вторую внутренние звездочки, верхнюю и нижнюю сегментные звездочки, внутреннюю цепь, фланец сцепления, вторую пружину, а также внешнюю звездочку и связанное с ней неподвижно нижнее коромысло, установленное на стойке лопасти с возможностью свободного вращения, на концах которого симметрично установлены две половины лопасти с возможностью поворота до 90° во взаимно противоположных направлениях, при этом нижние полумуфты сцепные неподвижно связаны с соответствующими внутренними звездочками и с кулачковым фланцем, установленным с возможностью продольного смещения и взаимодействующим с опорными подшипниками, кроме того, внутренние звездочки через вторую цепь взаимодействуют с верхними и нижними сегментными звездочками, которые связаны неподвижно с соосным фланцем сцепления, который, в свою очередь, через вторую пружину взаимодействует с платформой, кроме того, верхние полумуфты сцепные связаны неподвижно с соответствующими половинами лопасти.5. The fluid energy converter according to claim 1, characterized in that the node for changing the orientation and fixing the position of the blade contains a flange with cams, thrust bearings, upper and lower coupling halves, kinematically connected first, second internal sprockets, upper and lower segment sprockets, the inner chain, the clutch flange, the second spring, as well as the outer sprocket and the fixed lower beam, connected to it, mounted on the rack of the blade with the possibility of free rotation, at the ends of which symmetrically installed There are two halves of the blade with the possibility of rotation up to 90 ° in mutually opposite directions, while the lower coupling halves are motionlessly connected with the corresponding inner sprockets and with a cam flange mounted with the possibility of longitudinal displacement and interacting with the thrust bearings, in addition, the inner sprockets through the second chain interact with the upper and lower segment sprockets, which are fixedly connected with the coaxial clutch flange, which, in turn, interacts through the second spring uet platform further upper coupling half connected fixedly coupling with the respective halves of the blade. 6. Преобразователь энергии текучей среды по п.1, отличающийся тем, что выходной вал и оси вращения лопастей ориентированы горизонтально, а плоскость вращения лопастей вертикальна и параллельна плоскости ориентации флюгера, при этом флюгер выполнен в виде усеченного конуса, который взаимодействует с центральной звездочкой и лопастями.6. The fluid energy converter according to claim 1, characterized in that the output shaft and the axis of rotation of the blades are oriented horizontally, and the plane of rotation of the blades is vertical and parallel to the orientation plane of the vane, while the vane is made in the form of a truncated cone that interacts with the central sprocket and blades. 7. Преобразователь энергии текучей среды по п.1, отличающийся тем, что платформы вращаются на колесах вокруг выходного вала по кругу, а узел изменения ориентации и фиксации положения одинарной лопасти содержит соосно установленные фланец лопасти, фланец ориентации и фланец с защелками, при этом на второй втулке, связанной неподвижно с первой звездочкой, фланец ориентации установлен неподвижно, а фланец с двумя защелками - с возможностью свободного вращения, кроме того, фланец с защелками через пружину накопителя энергии взаимодействует с платформой, а через две защелки - с двумя отжимными подшипниками, установленными на платформе, при этом первая звездочка через соответствующую цепь взаимодействует с центральной звездочкой, неподвижно установленной на втулке флюгера.7. The fluid energy converter according to claim 1, characterized in that the platforms rotate on wheels around the output shaft in a circle, and the unit for changing the orientation and fixing the position of a single blade contains coaxially mounted blade flange, orientation flange and flange with latches, while the second sleeve, fixedly connected with the first sprocket, the orientation flange is fixedly mounted, and the flange with two latches is freely rotatable, in addition, the flange with latches through the spring of the energy storage device interacts with latformoy, and two latch - with two squeeze bearing means mounted on the platform, wherein the first sprocket via a respective chain sprocket interacts with a central, fixedly mounted on the hub wind vane. 8. Преобразователь энергии текучей среды по п.1, отличающийся тем, что узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти включает в себя ведущий фланец с двумя кулачками и двумя парами пальцев разной длины, фланец с фиксированной ориентацией с двумя отверстиями и фланец ведомый с четырьмя отверстиями, которые взаимодействуют с соответствующими двумя парами пальцев, неподвижно закрепленными в ведущем фланце, который, в свою очередь, через кулачки взаимодействует с отжимными подшипниками, установленными на корпусе платформы.8. The fluid energy converter according to claim 1, characterized in that the node for changing the orientation and fixing the position of the blade includes a driving flange with two cams and two pairs of fingers of different lengths, a fixed orientation flange with two holes and a driven flange with four holes which interact with the corresponding two pairs of fingers fixedly mounted in the drive flange, which, in turn, through the cams interacts with squeezing bearings mounted on the platform body. 9. Преобразователь энергии текучей среды по п.1, отличающийся тем, что узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти содержит кинематически связанные фланец с фиксированной ориентацией, пружину и фланец лопасти, а также третью и четвертую периферийные звездочки, вторую центральную звездочку, штангу с подшипником и собачку, при этом каждая лопасть состоит из двух половин, шарнирно установленных между верхним и нижним коромыслами, в корневой части которых неподвижно установлены периферийные звездочки, кинематически связанные со второй центральной звездочкой, неподвижно связанной с фланцем лопасти, при этом первая звездочка неподвижно связана с фланцем с фиксированной ориентацией и нижним коромыслом, кроме того, фланец лопасти через фиксатор и штангу взаимодействует через барабан с наклонным пазом и шток с пальцем с флюгером конической формы, шарнирно установленным на оси вращения выходного вала преобразователя.9. The fluid energy converter according to claim 1, characterized in that the knot for changing the orientation and fixing the position of the blade contains kinematically connected flange with a fixed orientation, a spring and a flange of the blade, as well as a third and fourth peripheral sprockets, a second central sprocket, a rod with a bearing and a dog, each blade consisting of two halves pivotally mounted between the upper and lower arms, in the root of which peripheral sprockets are fixedly mounted kinematically connected to a second sprocket fixedly connected to the flange of the blade, the first sprocket fixedly connected to the flange with a fixed orientation and the lower beam, in addition, the flange of the blade through the latch and the rod interacts through the drum with an inclined groove and the rod with a finger with a cone-shaped weather vane, pivotally mounted on the axis of rotation of the output shaft of the converter. 10. Преобразователь энергии текучей среды, содержащий платформы с плоскими вертикальными лопастями, в корневой части которых установлены узлы изменения ориентации и фиксации положения лопасти, отличающийся тем, что содержит дополнительно два колеса, шарнирно установленных на вертикальных стойках вдоль течения среды (воды), а также сцепки, шарнирно связанные друг с другом и взаимодействующие с узлами изменения ориентации и фиксации положения лопастей, которые, в свою очередь, взаимодействуют через первые и вторые периферийные звездочки с центральными звездочками соответствующих колес.10. A fluid energy converter containing platforms with flat vertical blades, in the root part of which are installed nodes for changing orientation and fixing the position of the blade, characterized in that it additionally contains two wheels pivotally mounted on vertical struts along the flow of the medium (water), and couplings pivotally connected to each other and interacting with nodes changing orientation and fixing the position of the blades, which, in turn, interact through the first and second peripheral sprockets central asterisks respective wheels. 11. Преобразователь энергии текучей среды, содержащий вертикальный вал с радиальными рычагами, вертикальные плоские лопасти, в корневой части которых установлены узлы изменения и фиксации положения лопасти, а также периферийные звездочки, кинематически связанные с центральной звездочкой, установленной на указателе направления течения текучей среды (реки), отличающийся тем, что содержит дополнительно второй вал с радиальными рычагами, кинематически связанные вторые периферийные звездочки и центральную звездочку, установленную на втором указателе направления течения среды, кроме того, лопасти связаны друг с другом сцепками, взаимодействующими с наконечниками рычагов и узлами изменения ориентации и фиксации положения лопастей.11. A fluid energy transducer comprising a vertical shaft with radial levers, vertical flat blades, in the root of which there are mounted nodes for changing and fixing the position of the blades, as well as peripheral sprockets kinematically connected to the central sprocket mounted on the direction indicator of the fluid flow (river ), characterized in that it further comprises a second shaft with radial levers, kinematically connected second peripheral sprockets and a central sprocket mounted on the second the index m the direction of flow of the medium, in addition, the blades are connected to each other couplers interacting with lugs levers and nodes changes orientation and fixing the position of the blades. 12. Преобразователь энергии текучей среды по п.11, отличающийся тем, что узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти содержит кулачковый фланец с двумя параллельными пластинками, неподвижно связанный с соответствующей периферийной звездочкой, кинематически связанные верхний, нижний фланцы и пружину, а также подпружиненные рычаги с фиксаторами, шарнирно установленные на сцепке и взаимодействующие с кулачковым фланцем и через фиксаторы с нижним фланцем.12. The fluid energy converter according to claim 11, characterized in that the node for changing the orientation and fixing the position of the blade contains a cam flange with two parallel plates, fixedly connected to the corresponding peripheral sprocket, kinematically connected upper, lower flanges and spring, as well as spring-loaded levers with clamps pivotally mounted on the hitch and interacting with the cam flange and through the clamps with the lower flange. 13. Преобразователь энергии текучей среды по п.11, отличающийся тем, что узел изменения ориентации и фиксации положения лопасти содержит верхний фланец с сегментным упором, двумя отжимными подшипниками и храповиком, подпружиненный фланец лопасти с кулачками, четырьмя отверстиями и пазами, установленный на втулке лопасти с возможностью продольного смещения, а также фиксирующий палец, неподвижно закрепленный в сцепке и взаимодействующий с отверстиями фланца лопасти, кулачки которого взаимодействуют с отжимными подшипниками, при этом наконечник храповика взаимодействует с пазами фланца лопасти, а наконечник рычага - с сегментным упором верхнего фланца.13. The fluid energy converter according to claim 11, characterized in that the blade change orientation and fixation unit comprises an upper flange with a segment stop, two squeeze bearings and a ratchet, a spring-loaded blade flange with cams, four holes and grooves mounted on the blade hub with the possibility of longitudinal displacement, as well as a locking pin, fixedly fixed in the coupling and interacting with the holes of the flange of the blade, the cams of which interact with the squeezing bearings, while echnik ratchet interacts with notches of the flange of the blade and the arm tip - with a segment of the upper abutment flange. 14. Преобразователь энергии текучей среды по любому из п.12 или 13, отличающийся тем, что на втулках лопастей установлены понтоны.14. A fluid energy converter according to any one of Claim 12 or 13, characterized in that pontoons are mounted on the blades of the blades. 15. Преобразователь энергии текучей среды по п.13, отличающийся тем, что оси вращения валов колес и лопастей ориентированы горизонтально и содержат дополнительно вторую пару колес и вторую замкнутую цепь из сцепок, ориентированную параллельно первой и взаимодействующей с лопастями, при этом оси вращения колес шарнирно установлены на четырех вновь введенных стояках, кроме того, один (или два) выходной вал кинематически связан с электрогенератором (насосом), неподвижно установленным на одном (или двух) из стояков.15. The fluid energy converter according to claim 13, characterized in that the axis of rotation of the shafts of the wheels and blades are oriented horizontally and additionally contain a second pair of wheels and a second closed chain of couplings oriented parallel to the first and interacting with the blades, while the axis of rotation of the wheels is articulated installed on four newly introduced risers, in addition, one (or two) output shaft is kinematically connected to an electric generator (pump), motionlessly mounted on one (or two) of the risers. 16. Преобразователь энергии текучей среды по п.15, отличающийся тем, что на обоих концах осей вращения лопастей шарнирно установлены катки, взаимодействующие с четырьмя тросами, натянутыми попарно параллельно с двух сторон от колес.16. The fluid energy converter according to claim 15, characterized in that the rollers are pivotally mounted at both ends of the axes of rotation of the blades, interacting with four cables, stretched in pairs parallel from two sides of the wheels. 17. Преобразователь энергии текучей среды по п.15, отличающийся тем, что каждая лопасть ориентирована перпендикулярно и соединена неподвижно с соответствующей сцепкой.17. The fluid energy converter according to claim 15, characterized in that each blade is oriented perpendicularly and fixedly connected to the corresponding coupling.
RU2004122994/06A 2004-07-26 2004-07-26 Fluid medium energy converter (versions) RU2280782C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004122994/06A RU2280782C2 (en) 2004-07-26 2004-07-26 Fluid medium energy converter (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004122994/06A RU2280782C2 (en) 2004-07-26 2004-07-26 Fluid medium energy converter (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004122994A RU2004122994A (en) 2006-01-20
RU2280782C2 true RU2280782C2 (en) 2006-07-27

Family

ID=35873043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004122994/06A RU2280782C2 (en) 2004-07-26 2004-07-26 Fluid medium energy converter (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2280782C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494285C1 (en) * 2012-03-13 2013-09-27 Андрей Витальевич Порохня Wind-driven generator propeller
RU2607449C2 (en) * 2015-06-05 2017-01-10 Василий Силантьевич Петров Wind motor
RU182553U1 (en) * 2018-05-10 2018-08-22 Андрей Геннадьевич Винников WIND POWER DRIVE

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2494285C1 (en) * 2012-03-13 2013-09-27 Андрей Витальевич Порохня Wind-driven generator propeller
RU2607449C2 (en) * 2015-06-05 2017-01-10 Василий Силантьевич Петров Wind motor
RU182553U1 (en) * 2018-05-10 2018-08-22 Андрей Геннадьевич Винников WIND POWER DRIVE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004122994A (en) 2006-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2009100211A4 (en) System for generating power by river flow
EP1752657A1 (en) A vertical blade waterwheel power generator and method of waterpower thereof
CN107191736A (en) Four driving pipeline flexible climbing robots
CN105484959A (en) One-way conversion device and power generation system adopting same
RU2280782C2 (en) Fluid medium energy converter (versions)
KR20090034290A (en) Power generating apparatus using fluid
CN105464895A (en) Tidal current generating water turbine
CN102979657A (en) Equipment utilizing flowing energy of wave and seawater to generate power
WO2015116016A1 (en) Power plant (variants)
CN101906770A (en) Power transmission system of tide and sea wave potential energy power station
RU2253039C2 (en) Fluid medium energy converter (versions)
RU2432492C2 (en) Energy converter
US20170167468A1 (en) System for hydrokinetic energy conversion of a fluid current
RU2281413C1 (en) Wind power-generating device
CN204061031U (en) The multifunctional generating equipment of seawater, river and wind-power electricity generation can be utilized
RU2386855C1 (en) Vibratory energy converter (versions)
RU2275529C1 (en) Wind energy converter
CN105952599A (en) Unidirectional conversion device and power system comprising same
CN203009137U (en) Device for generating power by using sea wave and seawater flowing energy
RU2409763C2 (en) Energy convertor (versions)
RU2484298C1 (en) Wind and hydraulic unit with oscillating vertical blades
RU2254494C2 (en) Wind and wave energy converter
WO2009082270A2 (en) Energy converter (variants)
RU2329400C1 (en) Fluid medium energy converter (options)
RU2344315C1 (en) Fluid medium energy converter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080727