ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ

Заявляемая полезная модель относится к ветроэнергетике и может быть использована для обеспечения энергией различных потребителей.
Из аналогов уровня техники известен ветродвигатель (А.С. 1802203. 15.03.93 г. F03Д 3/04), включающий вертикальный вал, с которым связаны концы лопастей ветроколеса, с круговой рельсовой опорой и поворотный направляющий аппарат.
Недостатком аналога является сравнительно низкая устойчивость в ветровых условиях.
Известен ветродвигатель, выбранный за прототип (заявка Франции №2483533, 1981 г. F03Д 3/06), включающий вертикальный вал, на котором установлено ветровое колесо с радиальными лопастями и поворотного корпуса с направляющим сопловым аппаратом, выполненным в виде створок.
Недостатком прототипа является низкая надежность работы ветроколеса при запредельных нагрузках ветра.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение надежности, эффективности работы конструкции при любых погодных условий эксплуатации, вплоть до штормовых порывов ветра.
Поставленная задача достигается ветродвигателем, содержащим вертикальный вал с круговыми опорами, между которыми на валу закреплены радиальные ветровые лопасти и направляющий ветровой аппарат, выполненный в виде створок, причем створки направляющего ветрового аппарата шарнирно установлены на круговых опорах и связаны между собой шарнирными тягами, кроме того, каждая створка снабжена тарированным упругим элементом и ограничительным упором.
На фиг.1. представлено продольное сечение ветродвигателя.
На фиг.2 - сечение А-А при нормальной ветровой нагрузке.
На фиг.3. - сечение А-А при штормовом ветре.
Ветродвигатель состоит из ветроколеса, образованного вертикальным валом 1, корпуса ветрового колеса, образованного верхней 2 и нижней 3 круговыми опорами, жестко связанными между собой вертикальной стенкой-экраном 4, в виде сегмента охватывающего ветровое колесо в секторе 90° и плоской стенкой-экраном 9, установленной касательно образующей ветроколеса (фиг.2, 3). На вертикальном валу симметричное его оси закреплены ветровые лопасти 5.
Между круговыми опорами 2 и 3 установлены две прямоугольные листовые створки 6 и 7, соединенные шарнирами 8 с опорами, причем начальное положение створки 6 под углом 30°-40° к горизонтальной оси.
Створка 7 параллельна горизонтальной оси касательно диаметру ветрового колеса.
Створки 6 и 7 вместе с опорами 2 и 3 и прямоугольным экраном 9 представляют направляющий сопловый аппарат. Створки 6 и 7 связаны между собой шарнирными тягами 10.
Нижняя опора 3, через катки 15 опирается на основание 14, через которое проходит вал 1, с которого через редуктор 16 передается вращение от ветроколеса к генератору электрической энергии 17.
Хвостовик 13 предназначен для поворачивания корпуса ветродвигателя вокруг оси вала 1, ориентируя сопловой аппарат навстречу ветру V.
Ветродвигатель работает следующим образом. При движении ветра V хвостовик 13 ориентируется по ветру и поворачивает корпус ветродвигателя направляющим сопловым аппаратом навстречу потоку воздуха. Воздух, проходящий через направляющий сопловый аппарат, воздействует на лопасти ветроколеса, заставляя вращаться его по часовой стрелке (на фиг.2).
При увеличении скорости ветра створка 6, преодолевая усилие упругого элемента 12, поворачивается на шарнирах 8 и тягами 10 поворачивает створку 7. Проходное сечение уменьшается, что снижает скорость вращения ветроколеса. При увеличении скорости ветра до критических (штормовых) значений створки 6 и 7 продолжают поворачиваться до упора тяг 10 в ограничители поворота (упоры) 11, максимально перекрывая проходное сечение воздуха (фиг.3), чем устраняется разрушение ветроколеса.
Таким образом, постепенно с увеличением скорости ветра осуществляется перекрытие ветрового потока и снижение скорости ветроколеса, что ведет к повышению надежности.