ВЕТРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ

Предлагаемая полезная модель относится к ветроэнергетике, а именно к двигателям, используемым ветер для получения механической и электрической энергии.
Известен ветровой двигатель, включающий ветровую турбину с вертикальным валом, защитный кожух, корпус и ось. (Патент РФ № 2399789, публ.20.09.2010 г.). Данное устройство обладает достаточно высоким коэффициентом полезного действия, однако представляет собой весьма сложную конструкцию.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности работы двигателя.
Технический результат достигается тем, что ветровой двигатель, включающий ветровую турбину с вертикальным валом, защитный кожух, корпус и ось дополнительно снабжен мотор-редуктором, закрепленным на фланце корпуса, а внутри корпуса вертикально установлена на подшипниках полая ось с фланцем в центральной ее части, на верхней консоли которой посредством подшипников установлена ветровая турбина с закрепленным в ней трансмиссионным валом, который размещен внутри полой оси, при этом нижний конец вала установлен на подшипниках внутри оси, а защитный кожух установлен на фланце полой оси, закреплен на ней посредством шпонки и снабжен зубчатым колесом, установленным на его днище с возможностью обеспечения постоянного зацепления с шестерней мотор-редуктора и выполнен цилиндрической формы с вырезом с возможностью обеспечения охвата снаружи турбины, а кожух снабжен верхней съемной крышкой, на которой установлен флюгер.
Такое техническое решение позволяет упростить конструкцию и повысить ее эксплуатационные характеристики.
Предлагаемая конструкция поясняется чертежами, где на фиг.1 общий вид ветрового двигателя в разрезе; на фиг.2 - узел Б в разрезе, на фиг.3-сечение по А-А турбины
Ветровой двигатель содержит турбину 1 с вертикальной полой осью вращения 2. Полая ось 2 двигателя установлена внутри корпуса 3 на подшипниках 4. Корпус 3 выполнен в виде трубы, установленной вертикально, при этом нижний его фланец 5 закреплен на бетонном основании 6 на выбранной поверхности. На верхней консоли 7 оси 2 снаружи установлена на подшипниках 8 ветровая турбина 1. Сверху на турбине 1 центрально закреплен приводной вал 9, при этом нижний конец вала установлен на подшипниках 10 внутри полой оси 2, при этом на свободном конце вала 9 установлена муфта 11 для соединения с трансмиссией потребителя механической энергии. На фланце 12 полой оси 2 сверху закреплено днище цилиндрического защитного кожуха 13, боковая поверхность которого снаружи по окружности охватывает турбину 1. В цилиндрической поверхности кожуха 13 с одной стороны выполнен вырез 14 для доступа воздушного потока к лопастям турбины 1. Сверху кожух снабжен крышкой 15, на которой установлен флюгер 16. На днище кожуха 13 закреплено зубчатое колесо 17 с возможностью обеспечения постоянного зацепления с шестерней 18, установленной на выходном валу мотор-редуктора 19, закрепленного на верхнем фланце 20 корпуса 3.
Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.
При воздействии воздушного потока на лопасти турбины 1, расположенные со стороны выреза 14 на цилиндрической поверхности кожуха 13, создается крутящий момент относительно вертикальной оси 2 турбины 1. Турбина 1 начинает вращение, при этом лопасти последовательно входят в зону, закрытую защитным кожухом 12, а на смену им в зону выреза 14 входят другие лопасти. При прохождении лопастей турбины в зоне, закрытой кожухом 13 момент сопротивления их вращению будет меньше активного момента вследствие защитной роли кожуха и профильной формы лопастей и, следовательно вращение турбины 1 будет продолжаться в сторону действия активной силы.
При изменении направления ветра по сигналу флюгера по электрической цепи автоматически включается электродвигатель мотор-редуктора 19 и поворачивает кожух 13 на угол изменения направления воздушного потока относительно корпуса 3. Сигнал от флюгера пропадает и электродвигатель мотор-редуктора 19 останавливается.
Таким образом, преимущество предлагаемого технического решения состоит в том, что:
- конструкция проста и технологична;
- величина крутящего момента на валу турбины зависит от величины площади лопастей турбины, поэтому, изменяя параметры турбины (высоту и диаметр), можно легко разработать ряд типоразмеров двигателей различной мощности.