ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ

Заявляемая полезная модель относится к ветроэнергетике и может использоваться в ветроэнергетических агрегатах для обеспечения энергией различных потребителей.
Из аналогов, характеризующих уровень техники известен ветродвигатель (пат. РФ №2031240, FО3Д 3/04 от 20.03.95 г.), содержащий вертикальный вал, связанный с механическим потребителем, на котором установлено ветроколесо, выполненное в виде оболочки и соединенных с ней пары лопастей.
Недостатком известного ветродвигателя является сравнительно низкий коэффициент использования энергии ветра, низкая надежность.
Известен ветродвигатель (А.С. №1802203 от 15.03.93), выбранный авторами за прототип, содержащий вертикальный вал, ветроколесо с подвижными лопастями, одни концы которых связаны с вертикальным валом, а на других концах укреплены катки, взаимодействующие с кольцевой колеей расположенной эксцентрично вертикальному валу, причем каждая лопасть выполнена в виде двух связанных шарнирно частей.
Недостатком прототипа является низкая надежность, обусловленная конструктивным выполнением ветровых лопастей из двух половин и складывающихся по эксцентриситету, также усложнена эксплуатация устройства и создание повышенного уровня шума.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение эффективности, надежности, снижение уровня шума за счет упрощения конструкции.
Поставленная задача достигается ветродвигателем, включающим в себя вертикальный вал и радиальные ветровые лопасти с круговой рельсовой опорой, расположенной эксцентрично вертикальному валу, причем вал в области ветровых лопастей выполнен в виде цилиндра со сквозными боковыми прорезями, через которые проходят цельные радиально расположенные ветровые лопасти, которые внутри цилиндра, в пределах его радиуса, снабжены вилочными вырезами, обеспечивающими взаимное радиальное перемещение ветровых лопастей при движении по эксцентричной рельсовой опоре.
На фиг.1 показан общий вид ветродвигателя, в продольном сечении. На фиг.2 - сечение А-А.
Ветродвигатель включает в себя вертикальный вал 1, который снабжен вертикальным цилиндром 2, на нем выполнены диаметрально сквозные радиальные вырезы (щели) 3, через которые проходят радиальные лопасти 4, а последние в пределах радиуса цилиндра 2 имеют вилочные вырезы 5, обеспечивающие продольное перемещение независимо друг от друга взаимно перекрестных сквозных радиальных ветровых лопастей 4. Последние по ширине размаха, на концах снабжены наклонными пластинами 6 под углом 30°-45° к радиусу. Все ветровые лопасти 4 снабжены опорными колесами 7, установленные на круговом рельсе 8, установленном на площадке 9, эксцентрично оси вала 1. Площадка 9 снабжена катками 10 на опорном основании 11 с возможностью поворота вокруг вала 1. Под опорой 11 расположено служебное здание 12, куда проходят нижний конец вала с опорным подшипником 13, а к валу 1 закреплено конусное зубчатое колесо 14 в зацеплении с зубчатым колесом 15 редуктора генератора электрической энергии 16. На площадке 9 параллельно большой оси вала 1 и кругового рельса 8, сбоку, установлена рама 17 с двумя вертикальными хвостовиками 18, перекрывающих диаметр ветроколеса, служащими направляющим аппаратом.
Ветродвигатель работает следующим образом. При направлении ветра V хвостовики 18 ориентируются по ветру и через раму 17 устанавливают площадку 9, поворачивая ее вокруг вала 1 на катках 10 на опоре 11, встречно ветру, т.е. поперек большой оси эксцентриситета вала 1 и кругового рельса 8. Слева (по чертежу) продольная лопасть 4 полностью выдвинута из цилиндра 2, которая между наклонной пластиной 6 и цилиндром 2 образует карман, ветровой поток воздуха по цилиндру 2 и пластиной 4 направляется в этот карман на радиальную пластину 4, на которой возникает давление пропорционально площади радиально пластины 4, наклонной пластины 6, и четверти поверхности цилиндра 2 и скорости V ветра. Это давление создает крутящий момент на валу 1, который вращается (по часовой стрелке по чертежу). Левая ветровая лопасть (радиальная) 4 проходит во вторую четверть вращения, а в это время на ее место, по вращению, выходит следующая лопасть 4, которая работает таким же образом, и. т.д. Лопасть 4, проходя на правую сторону на колесе 7, обкатывается по круговому эксцентричному рельсу 8, который постепенно через продольный вырез 3 вталкивает ее внутрь цилиндра 2, одновременно выталкивая радиально противоположную лопасть 4. При этом лопасти 4 пройдут по вилочным вырезам 5 друг в друге. В правом положении лопасти 4, она максимально утоплена в цилиндре 2. Практически, в этом положении, на ветру остается наклонная пластина 6 по направлению ветра, которая не создает значительного сопротивления. Вал 1, связанный с цилиндром 2, вращаясь, вращает зубчатое колесо 14, а последнее через зубчатое колесо 15, приводит в работу генератор 16, который вырабатывает электрическую энергию.
Таким образом, предложенный ветродвигатель обеспечивает повышение надежности, улучшение условий эксплуатации, снижение уровня шума.