ВОДО-ВЕТРЯНОЙ ДВИГАТЕЛЬ
WATER-WIND ENGINE

Водо-ветряной двигатель предназначен для использования энергии ветра/воды для выработки механической энергии в различных областях техники.
Наиболее близким к изобретению является водо-ветряной двигатель, содержащий две или три лопасти, равномерно расположенные вокруг вала в одном ряду и выполненные каждая в виде двух образующих раму параллельных труб, закрепленных концами на валу, между которыми закреплены стержни с навешенными на них пластинами, при этом на трубах напротив каждого стержня и между стержнями установлены ограничители, а элементы двигателя выполнены из стали и пластмасс (RU 2270932 С2, 27.02.2006).
В отличие от известного водо-ветряного двигателя, содержащего две или три лопасти, равномерно расположенные вокруг вала в одном ряду и выполненные каждая в виде двух образующих раму параллельных труб, закрепленных концами на валу, между которыми закреплены стержни с навешенными на них пластинами, при этом на трубах напротив каждого стержня и между стержнями установлены ограничители, а элементы двигателя выполнены из стали и пластмасс, в предлагаемом водо-ветряном двигателе согласно изобретению на каждый стержень навешено по паре пластин, а ограничители между стержнями установлены на равном расстоянии.
Двигатель может быть снабжен массивной площадкой - местом крепления двигателя, в которой вертикально установлен вал, имеющей возможность крепления ее к грунту, к платформе, к транспорту, к плавсредствам.
Пластины на 1/3 ширины по всей их длине могут иметь изгиб 2°, образуя при сложенных пластинах свободного хода общий угол 4° в каждой паре пластин, который способствует моментальному их раскрытию при рабочем ходе.
Двигатель может быть снабжен дополнительными рядами лопастей, установленными на валу со смещением лопастей разных рядов для увеличения мощности и повышения компактности элементов.
Ширина пластин может составлять от 2 до 6 см в зависимости от размеров двигателя.
Ограничители, расположенные около стержней, могут быть выполнены в виде пластин с наклоном к середине рамы, а ограничители, расположенные между стержнями, в виде сфер.
На фиг.1 изображен общий вид водо-ветряного двигателя при работе в воздушных потоках.
На фиг.2 - то же, при работе в водных потоках.
На фиг.3 - устройство пары пластин.
На фиг.4 - схема работы пары пластин, пластины в сложенном состоянии.
На фиг.5 - то же, пластины в раскрытом состоянии.
На фиг.6 - вид сверху на фиг.1. Стрелками показано направление ветра.
На фиг.7 - вал водо-ветряного двигателя.
На фиг.8 - место крепления вала двигателя, продольный разрез.
Водо-ветряной двигатель содержит вал 1, две или три лопасти 2, равномерно расположенные вокруг вала 1 в одном ряду и выполненные каждая в виде двух образующих раму параллельных труб, закрепленных концами на валу 1. Между трубами закреплены стержни 4 с навешенными на них пластинами 9. На трубах напротив каждого стержня 4 и между стержнями 4 установлены ограничители 3 поворота пластин 9. Ограничители 3 крепятся к раме только по одну сторону, на которую навешены пары пластин 9 (фиг.6). Ограничители 3, расположенные около стержней 4, выполнены в виде пластин с наклоном к середине рамы, а ограничители 3, расположенные между стержнями 4, - в виде сфер. Ограничители 3 между стержнями 4 установлены на равном расстоянии. Ограничители предназначены не допускать хаотичные повороты пластин 9, удерживать пластины 9 в сложенном состоянии перпендикулярно раме и способствовать созданию ребристой поверхности раскрытых пластин 9. Элементы двигателя выполнены из стали и пластмасс. На каждый стержень 4 навешено по паре пластин 9. Двигатель снабжен массивной площадкой 6 - местом крепления двигателя, в которой вертикально установлен вал 1, имеющей возможность крепления ее к грунту, к платформе 7 (на фиг.1), к транспорту, к плавсредствам над поверхностью 8 воды (на фиг.2) или стационарно. Во всех случаях крепления вал 1 должен располагаться перпендикулярно поверхности земли или воды. Это положение обеспечивает работу водо-ветряного двигателя при любых направлениях ветра и водных потоков без помощи флюгерной системы. Платформа 7 предназначена для установки места крепления водо-ветряного двигателя над поверхностью воды и над недоступными местами.
На валу 1 установлено колесо 5 передачи энергии вращения механизмам-потребителям, которое может представлять часть шестеренной или другой передачи. Пластины 9 на 1/3 ширины по всей их длине имеют изгиб 2°, образуя при сложенных пластинах 9 (фиг.4) свободного хода общий угол 4° в каждой паре пластин 9, который способствует моментальному их раскрытию при рабочем ходе (фиг.5). Двигатель может быть снабжен дополнительными рядами лопастей 2, установленными на валу 1 со смещением лопастей 2 разных рядов для увеличения мощности и повышения компактности элементов (на чертежах не показано). Верхний ряд лопастей 9 закрепляется с таким расчетом, чтобы любая лопасть 9 нового ряда находилась посредине между лопастями 9 нижнего ряда, в котором установлено две или три лопасти. Ширина пластин 9 составляет от 2 до 6 см в зависимости от размеров двигателя.
Водо-ветряной двигатель бывает стационарным и транспортируемым. Работа водо-ветряного двигателя основывается на преобразовании кинетической энергии воздушного или водного потока в механическую энергию вращения вала 1, который имеет 2 или 3 лопасти, равномерно расположенные по окружности вала 1 в одном ряду или нескольких рядах. Ограничители 3 подразделяются на два вида: расположенные около стержней и расположенные между стержнями посредине. Ограничители 3 предназначены для ограничения движения пары пластин 9, навешенных на стержни 4, и удержания их в нужном направлении во время работы водо-ветряного двигателя. Ограничители 3, расположенные около стержней 4, изготовляются в виде пластин с легким наклоном к средине рамы. Пластины 9 предназначены принимать на себя кинетическую энергию ветра/воды и передавать ее на стержень 4 и на межстержневые ограничители 3, которые в свою очередь передают эту энергию раме, преобразующей кинетическую энергию ветра/воды в энергию вращения вала 1. Пластины 9 (2 шт.) навешиваются на стержни 4, крепящиеся к раме своими концами. Края пластин 9 по длине на 1/3 слегка изогнуты. Угол изгиба составляет 2° от плоскости пластин (фиг.3). Это нужно как при свободном ходе пластин 9 (фиг.4), так и при рабочем ходе пластин 9 (фиг.5). При свободном ходе пластины 9 расположены вплотную одна к другой, а между ними по краям пластин 9 расположены два ограничителя 3 (фиг.4). Ветер или водный поток обтекают пластины 9 равномерно по всей площади с одной стороны стержней 4. На чертежах движение ветра /воды/ обозначено стрелкой. Т.к. пластины 9 имеют изгибы по 2°, то в сложенном виде пластины образуют между собой общий угол 4° в каждой паре. Наличие угла в 4° между пластинами 9 способствует при подходе рамы в зону рабочего положения моментальному раскрытию пластин 9. При рабочем ходе пластины 9 максимально раскрыты в обе стороны. Угол между ними составляет 90°. Полностью раскрыться пластинам 9 не дают межстержневые ограничители 3. На половину этих ограничителей 3 пластины укладываются своими изогнутыми краями. На вторую половину ограничителей 3 ложатся соседние пластины 9 в таком же порядке, совместно создавая ребристую поверхность из всех пар пластин 9. Изогнутость и ребристость пластин 9 создают прочность сопротивления ветру/воде, которые обозначены на чертежах стрелками. Рабочее положение пластин изображено на фиг.5 и 6 (слева). Из-за того что вал 1 устанавливается перпендикулярно поверхности земли или воды воздушные /водные потоки могут с любой стороны обдувать/ омывать вал 1 с установленными на нем лопастями 2 и автоматически перемещать пластины 9. Площадь раскрытых пластин 9 рамы при рабочем положении части пластин 9 больше, чем площадь рамы, ограничителей и сложенных пластин 9 свободного хода. Соответственно, при этом возникает разница давления потока воздуха/воды на рабочую лопасть и лопасть свободного хода, и эта разница давления заставляет вращаться рабочую лопасть 2, которая вращает вал 1.
С началом отхода рамы с развернутыми пластинами 9 от рабочего положения (слева на фиг.6) по инерции движения (вверху на фиг.6) происходит следующее: пары пластин 9 под воздействием ветра /воды сходятся и образуют обтекаемые воздухом /водой фигуры, которые не оказывают существенного торможения раме с ограничителями 3, и рама оказывает незначительное сопротивление встречному ветру/ потоку воды.
Водо-ветряной двигатель можно изготовлять разных размеров для удобства его установки и использования при передаче механической энергии вращения разным потребителям, как для выработки электрической энергии, так и для вращения, например, винта при установке двигателя на плавсредствах.