Роторный вертикальный ветродвигатель
VERTICAL ROTARY WIND TURBINE

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для создания новых преобразователей энергии ветра.
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.
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. 20.04.2013, бюл. №16 / Литвиненко A.M.]. 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, приемники энергии, поворотное основание, согласно изобретению каждая пара приемников энергии выполнена в виде установленных на вращающихся основаниях наклонных стоек с подкосами, на концах стоек расположены реи под углом 90° к стойкам, а через реи по диагонали перекинуты ветроприемные поверхности, причем их совмещенные углы соединены с вращающимися основаниями посредством натяжных устройств.
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 показана исходная ветроприемная поверхность, на фиг. 3 - деформированная и подготовленная к установке на ветродвигатель ветроприемная поверхность, на фиг. 4 - изометрическое изображение одного из роторов ветродвигателя.
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 наклонных стоек 4 с подкосами 5, на концах стоек расположены реи 6 под углом 90° к стойкам, а через реи по диагонали 7 перекинуты ветроприемные поверхности, причем их совмещенные углы 8 соединены с вращающимися основаниями посредством натяжных устройств 9. Исходная ветроприемная поверхность имеет в центре отверстие 10 для прохода узла 11, совмещающего в себе крепления наклонных стоек и подкосов. Ветродвигатель имеет центральный обтекатель 12 и направляющий стабилизатор, установленный на хвосте и скрепленный с поворотным основанием 13.
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 обтекателя 12 и 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 силового тетраэдра: основание 1 или 2, наклонная стойка 4, два подкоса 5.
Технико-экономическим преимуществом данного роторного вертикального ветродвигателя является простота, выраженная наличием минимума несущих конструкций, и дешевизна выполнения главного элемента ветроприемников, благодаря чему уменьшается их стоимость, а также имеется возможность сооружения масштабных устройств.