РОТОРНЫЙ ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ

Полезная модель относится к ветроэнергетике и может быть использована для преобразования энергии движения ветра посредством ветродвигателя с направляющим ветер устройством и роторным механизмом, расположенным внутри направляющего устройства.
Известен ветродвигатель, содержащий вертикальный вал с опорными подшипниковыми узлами, установленный с возможностью вращения вокруг своей продольной вертикальной оси, кинематически связанный с потребителем механической энергии, ветроколесо, состоящее из жестко закрепленных на валу верхнего и нижнего горизонтальных дисков, по периферии которых и между ними равномерно установлены лопасти, направляющий аппарат, установленный на валу, RU №81774 U1, F03D 3/00, 27.03.2009; RU №79948 U1, F03D 3/02, 20.01.2009; RU №69934 U1, F03D 3/04, 10.01.2008.
Известен ветродвигатель, содержащий вертикальный вал с круговыми опорами, между которыми на валу закреплены радиальные ветровые лопасти и направляющий ветровой аппарат, выполненный в виде створок, снабженых тарированными упругими элементами и ограничительными упорами, RU №93472 U1, F03D 3/04, 27.04.2010.
Известен ветродвигатель, содержащий ветроколесо с вертикальной осью вращения, снабженное ветровоспринимающими элементами в виде лопастей, RU №2289722 С2, F03D 3/06, 20.12.2006; RU №2283968 С1, F03D 3/00, 20.09.2006; RU №2235901 С2, F03D 3/00, 10.09.2004; RU №85564 U1, F03D 3/02, 10.08.2009; RU №73922 U1, F03D 3/04, 10.06.2008; RU №62435 U1, F03D 7/02, 10.04.2007; RU №46818 U1, F03D 9/00, 27.07.2005; RU №28897 U1, F03D 3/06, F03D 7/04, F03D 7/06, 20.04.2003.
Известны лопасти для ветродвигателей, выполненные изогнутыми по вертикали, установленные с встречным наклоном к потоку ветра и снабженные закрепленными на их внутренней стороне вихреобразующими козырьками, имеющими профиль винтообразно изогнутого полуцилиндра, или лопасти, выполненные с профилем, образованным параболой, или лопасти из композиционного материала, или лопасти из листового материала с фигурными вырезами, или лопасти с аэродинамическими поверхностями переменного сечения с крыльевыми (или винтовыми) профилями, RU №2328620 C1, F03D 3/00, 10.07.2008; RU №2314433 С2, F03D 3/00, 10.01.2008; RU №108504 U1, F03D 3/06, 20.09.2011; RU №31614 U1, F03D 1/06, F03D 3/12, F03D 5/00, 20.08.2003; RU №30872 U1, F03D 1/06, 10.07.2003.
Известен ротор для ветродвигателя, содержащий вертикальный вал с лопастями, установленными на его внешней поверхности, RU №2347104 C2, F03D 3/06, 20.02.2009; RU №2327057 C1, F03D 3/06, 20.06.2008; RU №2293211 C1, F03D 5/00, 10.02.2007; RU №90850 U1, F03D 7/06, 20.01.2010.
Известен роторный ветродвигатель, содержащий вертикальный вал, к которому жестко прикреплены горизонтально верхний и нижний диски с размещенными между ними двумя лопастями ротора типа Савониуса, и двумя роторными лопастями, выполненными в виде пластины с цилиндрической частью снаружи и вогнутой навстречу ветровому потоку, RU №2418191 C1, F03D 3/00.
Известен роторный ветродвигатель с использованием эффекта Савониуса, содержащий лопасти, установленные между дисками на центральной оси вращения и выполненные поворотными, RU №31151 U1, F03D 1/02, 20.07.2003.
Известен роторный ветродвигатель, содержащий вал, лопасти, жеско закрепленные на валу, выполненные в виде цилиндра и через шарниры связанные с подвижными плоскими лопастями, RU №2413870 С1, F03D 3/06, 10.03.2011; RU №2253038 C2, F03D 3/00, 27.05.2005.
Известен роторный ветродвигатель, содержащий ротор, вертикально установленный в подшипниковых опорах, вал отбора мощности, конфузоры, установленные неподвижно вокруг роторного колеса, и заслонки конфузоров с щелевыми продольными отверстиями, RU №71707 U1, F03D 3/04, 20.03.2008.
Известен роторный ветродвигатель, содержащий каркас, закрепленный на нем с помощью подшипников вал и рабочие лопасти, соединенные с валом с возможностью вращения с ним, RU №2422673 C1, F03D 3/06, F03D 3/04, 27.06.2011; RU №2210000 C1, F03D 3/00, 10.08.2003; RU №106921 U1, F03D 3/04, 27.07.2011; RU №64296 U1, F03D 3/00, 27.06.2007.
Известные ветродвигатели, конструкции роторов и лопастей к ним, системы управления движением воздуха, различные направляющие элементы выполнены индивидуально и не содержат признаков, предложенных в настоящей полезной модели.
Известен ротор турбины, включающий вал, роторный диск, установленный на вале, направляющие ветер элементы и улавливающие ветер элементы, закрепленные на диске и вращающие вал, RU №2354843 С1, F03D 3/06, 10.05.2009.
Данное техническое решение принято в качестве «ближайшего аналога» настоящей полезной модели.
В «ближайшем аналоге» диск выполнен одинарным и установлен на вале ротора, направляющие ветер элементы выполнены в виде отверстий, проходящих через диск вблизи его края и расположенных под одинаковым углом, а улавливающие ветер элементы выполнены в виде лопастей, закрепленных на верхней и нижней поверхностях диска, и в виде лопаток, прикрепленных к валу и диску.
Выполнение ротора в «ближайшем аналоге» способствует стабилицации воздушного потока и обеспечивает вращение даже при сильном ветре, однако он имеет сложное конструктивное выполнение.
Вал «ближайшего аналога» закреплен на раме, что значительно увеличивает габаритные характеристики размещения ротора, а незащищенность вращающихся дисков увеличивает опасность при работе.
В основу настоящей полезной модели положено решение задачи, позволяющей упростить конструкцию, уменьшить габариты и повысить безопасность.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в выполнении направляющего устройства в виде цилиндра с верхним и нижним основаниями и боковой поверхностью в виде стоек и створок, навешанных на стойки с возможностью поворота на открытие и закрытие, в выполнении роторного механизма из верхнего и нижнего роторных дисков и роторных лопаток аэродинамической формы, закрепленных на верхнем и нижнем роторных дисках, в установлении роторного механизма внутри цилиндра.
Согласно полезной модели эта задача решается за счет того, что роторный ветродвигатель включает ротор, вал, роторный диск, установленный на вале, направляющие ветер элементы и улавливающие ветер элементы, закрепленные на диске и вращающие вал.
Ветродвигатель состоит из направляющего устройтва и роторного механизма.
Направляющее устройство выполнено в виде цилиндра с верхним и нижним основаниями и боковой поверхностью.
Боковая поверхность образована стойками, закрепленными между верхним и нижним основаниями, и направляющими ветер элементами в виде створок, навешанными на стойки с ограничением вращения относительно их осей и с возможностью поворота на открытие и закрытие.
Роторный механизм установлен во внутрь цилиндра, выполнен из верхнего и нижнего роторных дисков, между которыми размешены улавливающие ветер элементы в виде роторных лопаток аэродинамической формы, закрепленных в верхней и нижней частях к верхнему и нижнему роторным дискам, соответственно.
Заявителями не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящей полезной модели, что позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «новизна».
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где изображены:
на фиг.1 - Роторный ветродвигатель, в сборе;
на фиг.2 - Роторный ветродвигатель, вид сверху;
на фиг.3 - Схема движения воздушного потока, схематично;
на фиг.4 - Роторный ветродвигатель, общий вид.
Роторный ветродвигатель содержит:
Вал - 1,
Направляющее устройтво в виде цилиндра - 2,
верхнее основание (цилиндра 2) - 3,
нижнее основание (цилиндра 2) - 4,
боковую поверхностью (цилиндра 2) - 5,
стойки (между основаниями 3 и 4) - 6,
створки (поверхности 5) - 7.
Роторный механизм - 8,
верхний роторный диск (механизма 8) - 9,
нижний роторный диск (механизма 8) - 10,
роторные лопатки (механизма 8) - 11.
Ветродвигатель состоит из направляющего устройтва 2 и роторного механизма 8.
Направляющее устройство 2 выполнено в виде цилиндра с верхним 3 и нижним 4 основаниями и боковой поверхностью 5.
Боковая поверхность 5 образована стойками 6 и створками 7.
Стойки 6 закреплены между верхним 3 и нижним 4 основаниями.
Створки 7 (направляющие ветер элементы) навешаны на стойки 6 с ограничением вращения относительно их осей и с возможностью поворота на открытие и закрытие.
Роторный механизм 8 выполнен из верхнего 9 и нижнего 10 роторных дисков.
Между роторными дисками 9 и 10 размешены роторные лопатки 11.
Роторные лопатки 11 (улавливающие ветер элементы) закреплены на верхнем 9 и нижнем 10 роторных дисках.
Роторные лопатки 11 имеют аэродинамическую форму.
Верхнее 3 и нижнее 4 основания цилиндра 2 направляющего устройства установлены неподвижно.
Вал 1 установлен в подшипниках, закреплен на верхнем основании 3 цилиндра 2 и содержит механизм привода (не показан) створок 7.
Механизм привода связан со стойками 6 и регулирует угол их поворота (открытие и закрытие створок 7).
В зависимости от поворота створок 7 регулируется поток поступающего воздуха в роторный механизм 8, уменьшая или увеличивая скорость его вращения.
При полностью открытых створках 7 поток воздуха в роторный механизм 8 увеличивается, при частично открытых створках 7 поток воздуха уменьшается, а при полностью закрытых створках 7 прекращается поступление воздуха в роторный механизм 8.
Поскольку площадь проходного сечения между створками 7 значительно больше площади проходного сечения между роторными лопатки 11 роторного механизма 8 - движущая сила воздуха усиливается.
Выполнение направляющего устройтва 2 со створками 7 и роторного механизма 8 с дисками 9 и 10 и с роторными лопатками 11 уменьшает количество деталей, по сравнению с «ближайшим аналогом», и упрощает конструкцию ветродвигателя.
Размещение роторного механизма 8 внутри цилиндра 2 направляющего устройства уменьшает габариты ветродвигателя.
Отсутствие роторных элементов снаружи ветродвигателя, как в «ближайшем аналоге», повышает безопасность.
Предложенный роторный ветродвигатель содержит детали и узлы, широко применяемые в ветроэнергетике, и проведенные проектно-конструкторские и технологические проработки обусловливают, по мнению заявителей, соответствие его критерию «промышленная применимость».