РОТОРНЫЙ ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ
VERTICAL ROTARY WINDMILL

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для создания новых преобразователей энергии ветра в электрическую.
Известен ветродвигатель [Пат. РФ №2385147, заявка №2007135964/06, 27.09.2007, опубл. 10.06.2009 Бюл. №16 / Литвиненко A.M.]. Ветродвигатель содержит башню, поворотное устройство, несущую конструкцию, установленные на ней воздуховоды, вертикальные валы и вращающиеся в разные стороны ветроколеса с лопастями с вертикальной осью вращения, а также хвостовую балку и хвостовые плоскости, причем согласно изобретению воздуховоды выполнены боковыми в виде трех участков - приемного, прямого и дугообразного коробов, последний из которых ориентирован на лопасти ветроколес, при этом периферийные по потоку лопасти ветроколес прикрыты экранами.
Недостатком двигателя является наличие дополнительных коробов.
Из всех аналогов наиболее близким к заявленному по совокупности признаков является роторный ветродвигатель [Пат. РФ №2479748, заявка №2011110598/06, 21.03.2011, опубл. 27.09.2012 Бюл. №11]. Роторный ветродвигатель содержит вращающееся основание, траверсы, колонны с приемниками энергии и центральную стойку, причем согласно изобретению приемники энергии выполнены в виде установленных между верхними и нижними траверсами колонн с частично охватывающими их гибкими шторками, закрепленными одним краем по образующим колонн, а другим краем связанными тягами с соответствующим краем шторки противоположной колонны, при этом колонны выполнены пустотелыми и снабжены окнами с перемычками, окна расположены на одной стороне колонн, идущей по потоку. Его недостатком является наличие пустотелых колонн, при которых, несмотря на смещение шторок, наблюдается увеличение сопротивления встречному воздушному потоку.
Изобретение направлено на упрощение конструкции, повышение надежности.
Это достигается тем, что в роторном вертикальном ветродвигателе, содержащем вращающиеся основания, траверсы, приемники энергии, центральную стойку с поворотным основанием, согласно изобретению каждая пара приемников энергии выполнена в виде перекрещивающихся Λ-образных стоек, установленных на вращающихся основаниях нижних траверс, к вершинам стоек прикреплена верхняя траверса, а между торцами траверс установлены вертикальные стойки, а к последним прикреплены ветроприемные поверхности, между которыми размещены стягивающие пружины.
Технический результат, заключающийся в упрощении конструкции и повышении надежности, состоит в возможности применения пассивных ветроприемников парусного типа.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан роторный вертикальный ветродвигатель, вид сверху, на фиг.2 показано изометрическое изображение одной лопасти.
Ветродвигатель содержит вращающиеся основания 1 и 2, содержащие зубья 3 по периметру, при этом зубья оснований 1 и 2 входят в зацепление. Каждый приемник энергии состоит из верхних 4 и нижних 5 траверс, между которыми натянуты полотнища 6. Также имеется центральная стойка 7 с поворотным основанием 8, на поворотном основании укреплены подшипниковые узлы 9 вращающихся оснований 1 и 2. Важными узлами приемника энергии являются Λ-образные стойки 10, которые закреплены на вращающихся основаниях 1 и 2, на показанном на чертежах ветродвигателе имеются два вращающихся основания, на каждом из которых установлены четыре приемника энергии (четыре полотнища 6). Каждая пара приемников энергии натянута между нижней траверсой 5. Пара Λ-образных стоек 10, закрепленных на вращающемся основании, перекрещиваются в местах крепления 11, а к вершинам 12 Λ-образных стоек прикреплена верхняя траверса 4, между торцами траверс установлены вертикальные стойки 13, к ним прикреплены ветроприемные поверхности 6 (полотнища), между которыми размещены стягивающие пружины 14 с поводками 15.
Ветродвигатель имеет центральный обтекатель и направляющий стабилизатор, скрепленный с поворотным основанием 8.
Работа устройства
При набегании ветрового потока происходит перемещение крайних ветроприемников по ветровому потоку, в частности основание 1 вращается по часовой стрелке, а основание 2 - против часовой стрелки, при этом внутренние ветроприемники оказывают минимальное сопротивление воздушному потоку благодаря действию двух факторов:
- экранированию с помощью экрана;
- взаимному перекрытию, которое обеспечивается зубчатым зацеплением, соответствующие приемники показаны пунктиром в центральной части фиг.1. При работе электродвигателя обеспечивается достаточная жесткость конструкции ветроприемников благодаря наличию двух силовых треугольников: нижнего, в составе основания, и нижних частей Λ-образных стоек и верхнего, в составе верхней траверсы 4 и верхних участков Λ-образных стоек.
Технико-экономическим преимуществом данного роторного электродвигателя является простота и надежность выполнения главного элемента ветроприемников, благодаря чему уменьшается их стоимость, а также имеется возможность сооружения масштабных устройств.