ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ

Полезная модель относится к ветроэнергетике и может быть использована в ветроустановках для регулирования частоты вращения ветроколеса.
Аналогом полезной модели является устройство, представляющее собой быстроходный ветродвигатель с ветровым колесом, помещенным за башней (авт.св-во №76284). Ветроколесо укреплено на конце гибкого вала, помещенного внутри коленообразной трубы, с возможностью поворота в опорах башни. При вращении от действия ветра ветроколесо сообщает вращательное движение гибкому валу и соединенному с ним вертикальному валу и передает вращательное движение по назначению. Недостатками данной конструкции является то, что при вращении лопастей ветроколеса возникает процесс неконтролируемых сложных колебаний и натяжений гибкого вала, который будет постоянно стремиться свести ветроколесо как в сторону требуемой ометаемой плоскости, так и в сторону, противоположную плоскости наименьшего сопротивления воздушным массам, что не дает устойчивой стабилизации частоты вращения. Кроме того, отсутствие ограничения гибкого вала влечет за собой сильную неравномерность вращения вала генератора и вероятность технического повреждения лопастей конструкции.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение конструкции, регулирование частоты вращения ветроколеса в зависимости от скорости ветра для поддержания постоянства напряжения электрогенератора.
Новизной данной модели является применение подвеса ветроиспользующего генератора, приводимого в движение лопастями от воздушных потоков. Вследствие чего возникает естественная саморегуляция частоты вращательного момента от силы земного притяжения и уравновешивания геометрических размеров конструкции.
На чертеже представлена принципиальная схема ветродвигателя. На фиг.1 представлен вид устройства сбоку; на фиг.2 - вид спереди; на фиг.3 - вид сверху.
Конструкция ветродвигателя состоит из поворотной головки 1 со встроенным генератором, ветроколеса 2 и мачты 3. На конце верхней части мачты закреплен опорный подшипник 4, в котором установлен поворотный кронштейн 5. Кронштейн 5 является основанием для крепления вилки 6, на которой подвешен корпус с генератором. Крепление корпуса поворотной головки осуществлено в верхней части над центром тяжести, тем самым, обеспечивая ее баланс и естественный геометрический отвес параллельно горизонтальной плоскости. В месте подвеса корпуса с двигателем установлены подшипники 7, симметрично расположенные по его боковым сторонам. В верхней части вилки установлен ограничитель 8.
Ветродвигатель работает следующим образом. При взаимодействии ветрового потока с ветроколесом, ветроколесо начинает вращаться, при этом ось вращения находится в горизонтальном положении. При усилении скорости ветра ветроколесо и головка начинают отклоняться от оси подвеса, тем самым, следя за воздушным потоком, и уменьшая ометаемую площадь ветроколеса (поз.1'). Ветроколесо снижает обороты. При уменьшении скорости ветра поворотная головка возвращается в исходное положение, так как линия оси ветродвигателя стремится уравновеситься массивным отвесом - головкой, таким образом, достигается постоянная частота вращения ветроколеса и постоянное напряжение генератора. Для исключения колебания в обратную сторону установлен ограничитель, который выполнен из демпфирующего материала. В связи с тем, что ветроколесо установлено за опорой и центр давления не совпадает с осью опоры, возникает крутящий момент, разворачивающий поворотную головку. При этом ветроколесо, являясь аэродинамической плоскостью, испытывая сопротивление воздуха, устанавливается в положение за опорой по направлению воздушного потока.