ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ
WINDMILL

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветроэлектрогенераторам с вертикальной осью вращения.
Известен ветроэлектродвигатель [1], содержащий поворотные лопасти, основание, направляющее устройство (флюгер) и трубчатую мачту с внутренними направляющими и установленной на них с возможностью перемещения полой кареткой, полый вал, соединенный со ступицей и установленный при помощи подшипников внутри каретки концентрично вертикальному валу, закрепленную на ступице полую стойку с направляющими, установленную на ней с возможностью перемещения по направляющей платформу и рамки по числу лопастей, шарнирно соединенных с одной стороны с платформой, при этом цапфа каждой лопасти снабжена цилиндрической поворотной муфтой.
Из всех известных аналогов наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ветродвигатель [2], содержащий вертикальную ось, ветровоспринимающие элементы - конусные роторы, корпус, размещенный в нем электрогенератор, кинематически связанный с установленным в корпусе ветроколесом с вертикальной осью вращения и поворотными лопастями, установленными с возможностью складывания к оси, при этом корпус снабжен шарнирно связанной с одной из его сторон крепежной площадкой с откидными болтовыми фиксаторами и подпружиненной защелкой, упором, расположенным с другой его стороны и взаимодействующим с защелкой, шарнирными опорами и крепежным узлом. Ветродвигатель имеет также стойку и перекладины.
Недостатками данной конструкции являются сложность и низкая эффективность.
Изобретение направлено на повышение эффективности за счет уменьшения противодействующего момента лопастей, располагающихся против потока.
Это достигается тем, что ветродвигатель, содержащий вращающиеся относительно вертикальной оси стойки и основные перекладины с неподвижными вогнутыми ветровоспринимающими элементами, согласно изобретению, дополнительно снабжен вспомогательными перекладинами, установленными над основными перекладинами, и рамками с вогнутыми ветровоспринимающими элементами на нижней стороне, причем рамки установлены верхней стороной в поворотном шарнире на вспомогательных перекладинах и размещены с возможностью упора вертикальными стойками в основные перекладины.
Достижение технического результата обусловлено тем, что ветровоспринимающие элементы нижнего ряда практически принимают совокупно с основными элементами обтекаемую аэродинамическую форму во встречном потоке воздуха, уменьшая тем самым вредное аэродинамическое сопротивление.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 схематично показана конструкция ветродвигателя, вид спереди, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - вид сбоку в рабочем состоянии (ветровоспринимающие элементы по потоку) - ветровой поток направлен слева направо, на фиг.4 - вид сбоку при расположении ветровоспринимающих элементов против потока, т.е. повернутом на 180° относительно фиг.3 состоянии, ветровой поток направлен слева направо.
Ветродвигатель, приводящий в движение генератор с роторным 1 и статорным 2 элементами, содержит стойку 3, вращающуюся относительно вертикальной оси 4, перекладины 5 с ветровоспринимающими элементами 6, выполненными, например, в виде цилиндров, разрезанных вертикально по образующим. Ветровоспринимающие элементы собраны в 2 группы: неподвижно установленные на перекладине 5 и установленные на нижней стороне 7 рамки 8, верхняя сторона которой 9 установлена в поворотном шарнире 10 на вспомогательной перекладине 11, которая установлена над основной перекладиной. На фиг.1 условно показана только одна из четырех перекладин с ветровоспринимающими элементами. Рамка установлена таким образом, что она упирается своими вертикальными стойками 8, соприкасается с участками перекладины 5, свободными от ветровоспринимающих элементов.
Ветродвигатель работает следующим образом. При набегании потока с вогнутой стороны ветровоспринимающего элемента - Фиг.3 рамка 8 прижимается к перекладине 5. При этом возникает вращательный момент. При набегании потока со стороны выпуклой части ветровоспринимающего элемента Фиг.4, рамка отклоняется, пропуская тем самым противодействующий поток, что приводит к увеличению момента вращения.
К технико-экономическим преимуществам ветроэнергоагрегата относится увеличенный примерно в два раза момент, который возникает за счет использования лопастей ветроколес, которые обычно у традиционных конструкций движутся против потока, тормозя тем самым ветроколесо.
Источники информации
1. А.с. СССР №1270408 / В.Г.Федчишин - ветродвигатель, опубл. Б.И. 42, 1986, F03D 7/06.
2. А.с. СССР №1747745 / В.Г.Федчишин - ветродвигатель, опубл. Б.И. №26, 1992, F03D 7/06.