ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ
WINDMILL

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано, например, для привода электрического генератора.
Известна ветроэнергетическая установка, использующая существующие конструкции энергоустановок, за счет использования атмосферного электричества (А.С. №1802204 по кл. F03D 9/00, 5/00, БИ №10, 1993 г., РФ) (1). Известная установка имеет сложную электрическую схему.
Известен ветродвигатель, содержащий рабочие колеса нижнего и верхнего ярусов, причем поверхность лопастей имеет микровыступы, позволяющие уменьшить скольжение ветра по ним (А.С. №1622609 по кл. F03D 9/00, БИ №3, 1991 г., СССР) (2).
Известный ветродвигатель сложный по конструкции и в эксплуатации.
Известна волновая энергетическая установка, содержащая плавучий корпус и преобразователи волновой энергии в электрическую с генераторами, к которым подключены электронагреватели (А.С. №133318 по кл. Р03В 13/12, БИ №32, 1987 г., СССР) (3).
Известная установка имеет низкую надежность из-за контакта генератора с соленной морской водой.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является ветродвигатель, содержащий вертикальный вал с кронштейнами, на концах которых прикреплены подвижные эксцентрические лопасти. Вокруг вала установлены плоские панели и вертикальные ограничительные стержни (Патент RU №2029885, C1, 6 F03D3/00, Р03D3/06, БИ №24, 2000 г.) (4).
Известный ветродвигатель имеет развитую систему панелей, снижающих энергию ветрового потока и не способствующих переводу лопастей из рабочего положения во флюгерное. Прижатие внутренних частей лопастей к панелям в рабочем положении не используется для получения дополнительного количества, например, электрической энергии. Отсутствие амортизатора (резинового или иного) между лопастями и панелями приведет их к взаимному и преждевременному износу.
Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение эффективности работы ветродвигателя, причем в предлагаемом ветродвигателе можно перевести лопасти из рабочего положения во флюгерное и тем самым получить дополнительно высокую удельную выработку электрической электроэнергии на единицу веса и увеличить КПД ветроэлектродвигателя.
Заявленный технический результат достигается в ветродвигателе, содержащем вертикальный вал с кронштейнами, прикрепленные к ним поворотные эксцентрические лопасти, контактирующие с упорами, и установленные вокруг вала плоские панели. В промежутке между кронштейнами к валу прикреплены пластины, на концах которых вмонтированы электрические генераторы, взаимодействующие поочередно с длинными концами лопастей в их рабочем и флюгерном положении. Электрические генераторы выполнены в виде прикрепленного к пластине статора и ротора, жестко скрепленного с подпружиненным стержнем, снабженным с обратной стороны пластины цилиндрической головкой с упругим диском, контактирующим с лопастью
На фиг.1 показан общий вид ветродвигателя; на фиг.2 - вид его по сечению А-А; на фиг.3 - электрический генератор в разрезе.
Ветродвигатель содержит вертикальный вал 1 с кронштейном 2, на концах которых прикреплены поворотные эксцентрические лопасти 3, контактирующие с упорами 4, на концах которых вмонтированы электрические генераторы 5 и в средних частях их установлены плоские панели 6 (для исключения образования воздушных «мешков»), а также ограничительные стержни 7. Снизу вал 1 имеет полумуфту 8, контактирующую с полумуфтой генератора (не показаны). Электрические генераторы 5 содержат статор 9 и подвижный ротор 10, прикрепленный жестко к стержню 11, имеющий цилиндрическую головку 12, в которую уперта цилиндрическая пружина 13. С противоположной стороны стержень 11 зафиксирован шайбой 14 со шплинтом, контактирующей через амортизатор 15 и диэлектрическую шайбу 16 со статором 9, прикрепленным к пластине 4, имеющей с обратной стороны стакан 17. К головке 12 жестко прикреплен упругий диск 18, контактирующий с лопастью 3.
Амортизатор 15 и упругий диск 18 выполнены, например, из резины. Шайба 14 фиксируется шплинтом в отверстиях стержня 11 (не показаны), обеспечивая предварительный натяг пружины 13. Периодически амортизатор 15, диск 18 и пружину 13 заменяют из-за постепенного срабатывания.
Ветродвигатель работает следующим образом.
При наличии ветра лопасти 3 ветродвигателя принимают поочередно рабочее (см. фиг.2) слева и флюгерное справа положения. I лопасть длинным концом начинает воздействовать на генераторы 5, силой Р (см. фиг.3) сжимать упругий диск 18 и пружину 13. II лопасть в этот момент переместила стержень 11 с ротором 10 в левое крайнее положение с появлением на клеммах генераторов электрического напряжения. III лопасть ушла от воздействия ветрового потока, а потому стержень 11 с пружиной 13 отбросят ее от стержня 7 и она примет флюгерное положение, т.е. меньшим своим концом повернется навстречу ветровому потоку (см. IV лопасть). В этот момент стержень 11 с ротором 10 возвратится опять в положение, с появлением снова на клеммах генераторов электрического напряжения. В последующем цикле повторится. При подключении генераторов 5 к действующей электрической сети (ламы освещения, аккумуляторные батареи и др.) по ней потечет электрический ток. При вращении вала 1 ветродвигателя через полумуфту 8 может быть передано вращение электрическому генератору, который, вращаясь с той же скоростью, будет вырабатывать электрический ток для бытовых и промышленных потребителей.
Сущность изобретения заключается в том, что в промежутке между кронштейнами к валу прикреплены пластины, на концах которых вмонтированы электрические генераторы, взаимодействующие поочередно с длинными концами лопастей в их рабочем и флюгерном положении, при этом электрические генераторы выполнены в виде прикрепленного к пластине статора и ротора, жестко скрепленного с подпружиненным стержнем, снабженным с обратной стороны пластины цилиндрической головкой с упругим диском, контактирующим с лопастью.
Предлагаемое изобретение позволяет исключить приведенные недостатки в известных аналогах и прототипе.
Литература
1. А.С. №1802204 по кл. Р03D 9/00, 5/00, БИ №10, 1993 г., РФ.
2. А.С. №1622609 по кл. Р03D 9/00, БИ №3, 1991 г., СССР.
3. А.С. №133318 покл. Р03В 13/12, БИ №32, 1987 г., СССР.
4. Патент RU №2029885 C1, 6 F03D 3/00, Р03D 3/06, БИ №24, 2000 г.