Ветродвигатель
WIND TURBINE

Изобретение относится к энергетике, в частности к устройствам, работающим с использованием энергии ветра.
Известно устройство - ветроколесо ветрогенератора, содержащее цилиндрический корпус, задняя сторона которого выполнена открытой, а передняя, обращенная к ветровому потоку, сторона корпуса разделена на две равные части, часть корпуса, закрывающая набегающие навстречу ветровому потоку лопасти, выполнена в виде треугольной призмы, высота которой равна высоте цилиндрического корпуса, на верхнем основании цилиндрического корпуса установлен флюгер (патент на изобр. RU 2594826).
Известно устройство - вертикально-осевая турбина, содержащая ветроротор, оперение, покрытие нерабочей стороны ветроротора, выполненное с возможностью ориентации по ветру оперением (патент на изобр. RU 2702780).
Недостатки известных устройств в том, что они громоздки и имеют большие габариты, в связи с чем для размещения устройств, с учетом необходимости обеспечения поворота флюгера (оперения) под действием разнонаправленного ветра, требуется значительное пространство, к тому же для работы устройств недостаточно эффективно используется энергия ветра, действующего в зоне флюгера (оперения).
Сущность изобретения заключается в том, что в ветродвигателе, содержащем ветроротор, оперение, покрытие нерабочей стороны ветроротора, выполненное с возможностью ориентации по ветру оперением, оперение содержит воздухозаборники с выходными отверстиями, снабженными направляющими, имеющими возможность направления воздушных потоков на ветроротор.
Это позволяет улучшить экономические показатели ветродвигателя.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 - представлен ветродвигатель с вертикальной осью вращения - общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2.
Ветродвигатель содержит ветроротор 1 с расположенными по окружности лопастями 2, закрепленными на валу 3, к которому может подсоединяться внешняя нагрузка. Ветроротор 1 размещен соосно внутри поворотного корпуса 4, несущего покрытие 5 нерабочей стороны ветроротора 1. На верхнем торце корпуса 4, в пределах его окружности, установлено оперение 6 треугольной формы с ребром 7, содержащее воздухозаборники 8, улавливающие ветровые потоки. В воздухозаборниках 8 выполнены выходные отверстия 9, снабженные направляющими 10, имеющими возможность направления ветровых потоков на лопасти 2 ветроротора 1. На лопастях 2 и на оперении 6 в диаметральных плоскостях ветроротора 1 выполнены выступы 11,12, способствующие эффективному воздействию ветра на лопасти 2 и на оперение 6. Кроме того, выступы II повышают жесткость лопастей 2.
Ветродвигатель работает следующим образом.
При воздействии ветра на наружные боковые поверхности оперения 6, включая ребро 7, результирующая сила ветра действует эксцентрично относительно оси поворота корпуса 4, в результате чего создается вращающий момент, поворачивающий корпус 4, причем, корпус 4 поворачивается по часовой стрелке (по фиг. 2), если ветер действует на левую боковую сторону оперения, а против часовой стрелки корпус 4 поворачивается при действии ветра на правую боковую сторону оперения. После поворота корпуса 4 на определенный угол, ветер попадает в воздухозаборники 8 и продолжает поворачивать корпус 4, оказывая давление на внутренние поверхности оперения 6, при этом ветровые потоки, попав в воздухозаборники 8, выходят из отверстий 9 и, направленные направляющими 10 на лопасти 2, вращают ветроротор 1. В тот момент, когда направление результирующей силы сил давления ветра на внутренние поверхности оперения 6 проходит через ось поворота корпуса 4, корпус 4, ориентируясь по ветру, останавливается, при этом нерабочая сторона ветроротора 1 становится защищенной от ветра покрытием 5, а через открытую сторону ветроротора 1 ветер воздействует на лопасти 2 и совместно с выходящими из отверстий 9 воздухозаборников 8 ветровыми потоками вращает ветроротор 1.
Таким образом, в работе ветродвигателя используется энергия ветра, действующего в зоне оперения 6, которое находится в пределах окружности корпуса 4 ветродвигателя.
Оперение 6 может быть установлено и на нижнем торце корпуса 4.
Заявленное изобретение позволяет улучшить экономические показатели ветродвигателя.