Роторный ветродвигатель
ROTARY WINDMILL

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно, к ветроэлектрическим станциям с роторными ветродвигателями с вертикальной осью.
Известен ветродвигатель [Пат. РФ №2358147, заявка № 2007135964/06, 27.09.2007, опубл. 10.06.2009, Бюл. №16 / Литвиненко A.M. - Ветродвигатель], который содержит башню, поворотное устройство, несущую конструкцию, установленные на ней воздуховоды, вертикальные валы и вращающиеся в разные стороны ветроколеса с лопастями с вертикально осью вращения.
Недостатком данного ветродвигателя является громоздкость конструкции. Данные недостаток частично устранен в наиболее близком аналоге.
Из всех известных аналогов наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является роторный ветродвигатель [Пат. РФ №2479748, заявка № 2011110598/06, 21.03.2011, опубл. 20.04.2013, Бюл. №11 / Литвиненко A.M. - Роторный ветродвигатель]. Сущность изобретения заключается в том, что в двигателе, который содержит вращающееся основание с установленными на нем валами с ветроприемниками и генераторами, а также направляющим устройством, на валах установлены зубчатые колеса, причем, согласно изобретению на основании установлены колонны, при этом колонны выполнены пустотелыми и снабжены окнами с перемычками, окна расположены на одной стороне колонн, идущей по потолку.
Недостатком данного ветродвигателя является низкая технологичность, обусловленная необходимостью использования отдельных заслонок и стабилизаторов.
Изобретение направлено на повышение технологичности устройства, повышение эффективность генераторной системы.
Это достигается тем, что у роторного ветродвигателя, содержащего вращающееся основание с установленными на нем валами с ветроприемниками и генераторами, а также направляющим устройством, на валах установлены зубчатые колеса, согласно изобретению, валы генераторов выполнены разновысотными, а радиусы роторов генераторов выполнены большими, чем радиусы зубчатых колес, при этом роторы установлены с возможностью перекрытия в плане, а статоры установлены во внешней межроторной зоне.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен заявленный ветродвигатель вид спереди, на фиг. 2 - то же, вид сбоку, на фиг. 3 - то же, вид сверху, на фиг. 4 - кинематическая схема генераторной системы, на фиг. 5 - вид статоров со стороны зазора.
Роторный ветродвигатель включает в себя башню 1, вращающееся основание 2 с ветроприемниками (роторы) 3 и 4, центральный обтекатель 5, направляющее устройство (стабилизатор) 6. Синхронизирующий механизм включает в себя два зубчатых колеса 7 и 8. Валы 9 и 10 генераторов выполнены разновысотными, например, вал 9 выше вала 10, так что ротор 11 расположен частично над ротором 12. При этом, как видно из фиг. 4, радиусы зубчатых колес 7 и 8 меньше, чем радиусы роторов 11 и 12.
Габариты генераторной системы (статоры) показаны на фиг. 4 пунктиром. Предполагается, что роторы снабжены ферромагнитными зубцами, как у всех индукторных генераторов. Устройство статора (например, правого) подробнее показано на фиг. 3 и фиг. 5. Он имеет центральный магнитопровод 13, находящийся в магнитом контакте с обоими роторами, источник возбуждения 14 (например, постоянный магнит), рабочие катушки 15, охватывающие источник возбуждения, и боковые магнитопроводы 16 и 17, контактирующие в магнитном отношении каждый со своим ротором.
Работа устройства. При набегании ветрового потока роторы 3 и 4 приходят во вращение, передавая тем самым энергию ветра на валы 9 и 10, а далее - на роторы 11 и 12. Роторы модулируют магнитный поток источников возбуждения, что приводит к появлению напряжения на рабочих катушках. Таким образом, статоры установлены во внешней межроторной зоне, а точнее, в зоне перекрытия роторов в плане (см. фиг. 3), центр фигуры. Синхронизация роторов осуществляется зубчатыми колесами 7 и 8, в результате чего лопасти роторов не контактируют между собой.
Технико-экономическим преимуществом данного ветродвигателя является то, что статор генератора имеет значительно меньшие габариты, по сравнению со статорами, размещенными у каждого ротора, если бы роторы были выполнены без перекрытия. Кроме этого, появляется возможность при размещении источника возбуждения с рабочей катушкой на центральном магнитопроводе вертикально, вдвое увеличить площадь воздушного зазора, что повышает производительность системы статоров при одновременном уменьшении его габаритов.