Ветродвигатель

Полезная модель относится к устройствам для преобразования ветровой энергии в механическую, преимущественно для получения электрической энергии.
Прототипом полезной модели является ветродвигатель, включающий в себя вертикальный вал, который снабжен радиальными ветровыми лопастями и кинематической системой передачи энергии потребителю, а также направляющий аппарат с хвостовым оперением ориентации по ветру [https://cyberleninka.ru/article/n/vetrokoleso-s-vertikalnym-valom-i-radialnymi-vetrovymi-lopastyami/viewer Запылихин Ю.С., Андрианова Л.П. Ветроколесо с радиальными ветровыми лопастями // Инновационная наука. - Уфа: Аэтерна. 2017, С. 36-37].
Недостатком прототипа является низкая мощность, т.к. работают ветровые лопасти только в одной четверти их радиальной окружности на величину одной лопасти, а преимущественно воздух обтекает лопасти в окружающей среде.
Задача полезной модели - разработка нового устройства ветродвигателя с достижением следующего технического результата - повышение мощности ветродвигателя.
Поставленная задача решается тем, что ветродвигатель, включающий вертикальный вал, снабженный радиальными ветровыми лопастями и кинематической системой передачи энергии потребителю, направляющий аппарат с хвостовым оперением ориентации по ветру, согласно полезной модели выполнен в виде двух параллельных вертикальных валов, закрепленных на общей раме, радиальные ветровые лопасти которых выполнены по касательным окружностям, при этом валы снабжены равными контактирующими зубчатыми колесами, а рама установлена на поворотной опоре.
Такое техническое решение нельзя называть сложением, т.к. ветровая нагрузка проходит между валами, а их ветровые лопасти касательно полностью перекрывают пространство между валами, исключая обтекание воздуха.
На фиг. 1 представлен вид сверху описываемого ветродвигателя.
На фиг. 2 представлен вид сбоку описываемого ветродвигателя.
Ветродвигатель включает в себя общую раму 1, на которой установлены два параллельных вертикальных вала 2 с верхними и нижними дисками 3, между которыми на каждом валу 2 установлены радиальные ветровые лопасти 4, выполненные по касательным окружностям. Сверху рама 1 снабжена хвостовым оперением 5 ориентации по ветру. Валы 2 снабжены одинаковыми, находящиеся в зацеплении, зубчатыми колесами 6, а один или каждый из валов 2 через кинематическую зубчатую пару связан с генератором 7 электрической энергии. Рама 1 снабжена поворотной опорой 8 (может быть рельсовая тележка и др.). Ветровые лопасти 4 защищены от ветра кожухами 9, а между ними установлены створки 10 направляющего аппарата.
Ветродвигатель работает следующим образом.
При напоре ветра хвостовое оперение 5, поворачивая раму 1 на поворотной опоре 8, становится по ветру и устанавливает створки 10 направляющего аппарата встречно ветру. Воздух створками 10 уплотняется и с повышенным динамическим давлением поступает на ветровые лопасти 4 обоих валов 2, а т.к. ветровые лопасти 4 выполнены по касательным окружностям, то они полностью перекрывают сечение между валами 2, все динамическое давление ветра полностью действует на ветровые лопасти 4 и поворачивают их, а они поворачивают валы 2, мощность которых взаимно складываются через зубчатые колеса 6, которые синхронизируют вращения валов 2. Оба или один из валов 2 приводит во вращение ротор генератора 9, который вырабатывает электрическую энергию.