ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ

Полезная модель относится к области ветроэнергетики, а именно, к ветроэнергетическим установкам с вертикальной осью вращения ротора, используемым для получения механической и электрической энергии.
Известна ветроэнергетическая установка, содержащая ротор турбины с лопастями и направляющий аппарат, образованный из неподвижных осесимметричных направляющих створок, закрепленных верхней и нижней крышками. Входная и выходная кромки направляющих створок ориентированы по оси вращения ротора турбины. Турбина образована рядом радиальных профилированных осесимметричных лопастей и расположена внутри направляющего аппарата. Кромки лопаток турбины сориентированы так, чтобы обеспечить плавное натекание воздуха с направляющих створок на лопатки турбины (Описание изобретения к патенту RU 2168059, МПК F03D 3/04, заявл. 27.07.1999, опубл. 27.05 2001).
Основным недостатком данного устройства является низкая полнота использования энергии ветрового потока, т.к. не используется энергия потока, отходящего вверх вдоль оси модуля, из-за того, что не организован отход этого потока.
Наиболее близкой по технической сущности к полезной модели является ветроэнергетическая установка, содержащая электрогенератор, установленный на валу, ротор радиальной турбины с лопастями, вал которого связан с валом электрогенератора, и направляющий аппарат, включающий оболочки, между которыми расположены лопатки с прямолинейными входной и выходной кромками. Ротор радиальной турбины расположен внутри направляющего аппарата. Обе кромки лопаток направляющего аппарата ориентированы по оси вращения ротора турбины. Ветроэнергетическая установка выполнена, по меньшей мере, из одного модуля. При этом вал модуля механически связан с валом электрогенератора (Описание изобретения к патенту RU 2215898, МПК F03D 3/04, заявл. 19.11.2002, опубл. 10.11.2003).
Обеспечиваемая данным устройством схема движения ветрового потока внутри устройства, повышает эффективность использования энергии ветра, однако, не в полной мере. К недостаткам устройства относится то, что полностью работают только часть лопаток турбины, расположенных внизу установки, так как с увеличением ее высоты, все большая часть воздуха, отходящего вверх по межлопаточным каналам турбины, не участвует в создании механической энергии, и препятствует созданию этой энергии воздуху, поступающему на лопатки турбины из направляющего аппарата.
Особенно потери энергии могут возрастать при количестве модулей больше одного.
Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является устранение указанных недостатков, а именно, использование энергии всего ветрового потока поступающего на лопатки турбины из направляющего аппарата для создания механической энергии.
Заявляемый технический результат достигается тем, что ветродвигатель содержит электрогенератор, установленный на валу, ротор турбины с лопастями, вал которого связан с валом электрогенератора, и направляющий аппарат, включающий оболочки, между которыми расположены лопатки, с прямолинейными входной и выходной кромками. Входная кромка, ориентирована по оси вращения ротора турбины.
Новым в полезной модели является то, что наружная и внутренняя оболочки направляющего аппарата представляют собой круговые седлообразные поверхности вращения вокруг оси вращения ротора. Лопатки направляющего аппараты выполнены прямолинейными. При этом входные кромки лопаток ориентированы по оси вращения ротора турбины, а выходные кромки перпендикулярно этой оси, причем проходные сечения межлопаточных каналов уменьшаются в направлении выхода - входа в турбину. Турбина выполнена осевой, ротор турбины установлен в корпусе, имеющем входное отверстие, сообщенное с выходом направляющего аппарата, и стенки отверстия являются продолжением оболочек направляющего аппарата
Электрогенератор может быть расположен в полости, образованной внутренней оболочкой направляющего аппарата или за ротором турбины.
На прилагаемом чертеже изображено:
фиг. 1 - общий вид установки.
Ветродвигатель содержит электрогенератор 1 (фиг. 1), установленный на валу 2, ротор 3 турбины с лопастями 4, вал 5 которого связан с валом 2 электрогенератора 1. Установка также содержит круговой направляющий аппарат, имеющий наружную 6 и внутреннюю 7 оболочки, образующие которых представляют собой круговые седлообразные поверхности вращения вокруг оси вращения ротора 8. Между оболочками 6 и 7 расположены лопатки 9 направляющего аппарата. Лопатки выполнены прямолинейными, входная кромка 10, ориентирована по оси 8, а выходная кромка 11 - перпендикулярно оси 8, причем проходное сечение межлопаточных каналов 12 уменьшается в направлении выходной кромки 11. Ротор 3 турбины установлен в корпусе 13, имеющем входное отверстие 14, сообщенное с выходом 15 направляющего аппарата, и стенки 16, 17 отверстия 14 являются продолжением оболочек 6 и 7 направляющего аппарата
Электрогенератор 1 может быть расположен за ротором 3 турбины или в полости 18, образованной внутренней оболочкой 7 направляющего аппарата (на чертеже не показано).
Работа ветродвигателя осуществляется следующим образом.
Работа ветродвигателя не зависит от направления ветра и не требует ориентации на ветер. Поток ветра поступает в межлопаточные каналы 12 направляющего аппарата. Разогнавшийся в направляющих межлопаточных каналах 12 и изменивший направление поток натекает на всю поверхность рабочих лопастей 4 турбины и отдает свою энергию этим лопастям. В результате вся кинетическая энергия всего воздушного потока преобразуется в механическую энергию вращения и в дальнейшем в электрогенераторе 1 - в электрическую энергию.
В такой установке полностью работает вся поверхность лопастей турбины.
Максимальное использование энергии ветрового потока позволит повысить КПД преобразования энергии ветра в механическую энергию.