ПАРУСНЫЙ ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ РЕТЮНСКОГО
RETYUNSKY'S WIND MOTOR

Изобретение относится к ветроэнергетике, гидроэнергетике, а именно к ветродвигателям с осью вращения, перпендикулярной направлению ветра.
Известен ветродвигатель ротор Савониуса [1] с вертикальной осью вращения и лопастями в виде полуцилиндров.
Недостатком данного ветродвигателя является большая материалоемкость и низкий коэффициент полезного действия.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является парусный ветродвигатель [2], который принят за прототип. Парусный ветродвигатель состоит из установленной на вертикальном центральном валу рамы с гибкой парусной лопастью, оси, эксцентричной относительно центрального вала, жестко соединенной со стабилизатором вращения и шарнирно укрепленной относительно основания, в котором установлен с возможностью вращения центральный вал. При этом гибкая парусная лопасть крепится на ветродвигателе в трех местах, а именно с двух противоположных сторон на раму и в третьем месте гибкая парусная лопасть заправлена с возможностью перемещения между двумя направляющими эксцентричной оси.
Недостатком данного парусного ветродвигателя является то, что из-за наличия одной гибкой парусной лопасти происходит неравномерное использование энергии ветра при разных положениях этой лопасти и, как следствие, неравномерное вращение ветродвигателя, а также при перемещении гибкой парусной лопасти между двумя направляющими эксцентричной оси происходит потеря энергии на трение и, как следствие, быстрый износ гибкой парусной лопасти.
Сущностью изобретения является создание парусного ветродвигателя, имеющего больший коэффициент полезного действия и большую надежность.
Заявленный технический результат достигается в парусном ветродвигателе, содержащем установленные на вертикальном центральном валу рамы с гибкими парусными лопастями, ось, эксцентричную относительно центрального вала, жестко соединенную со стабилизатором вращения и шарнирно укрепленную относительно основания, в котором установлен с возможностью вращения центральный вал, каждая гибкая парусная лопасть закреплена на ветродвигателе только в двух местах, а именно с одной стороны на раму и с другой стороны с возможностью вращения на ось, эксцентричную относительно центрального вала, что позволяет установить на ветродвигатель более двух гибких парусных лопастей.
Существенным отличием предлагаемого решения является применение крепления гибкой парусной лопасти на ветродвигателе только в двух местах, а именно с одной стороны на раму и с другой стороны с возможностью вращения на ось, эксцентричную относительно центрального вала. Применение такого крепления позволяет установить на ветродвигатель более двух гибких парусных лопастей и, следовательно, увеличить коэффициент полезного действия ветродвигателя. Замена перемещения гибкой парусной лопасти между двумя направляющими эксцентричной оси на вращение гибкой парусной лопасти относительно эксцентричной оси позволяет снизить потери энергии на трение и увеличить срок службы гибкой парусной лопасти, то есть повысить надежность ветродвигателя.
Сущность изобретения поясняется чертежами парусного ветродвигателя с четырьмя гибкими парусными лопастями, где на фиг.1 показан общий вид парусного ветродвигателя, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - парусный ветродвигатель в аксонометрической проекции.
Парусный ветродвигатель состоит из вертикального центрального вала 1 с рамами 2, к которым крепятся одной стороной гибкие парусные лопасти 3, а другой стороной гибкие парусные лопасти 3 крепятся с возможностью вращения к оси 4, эксцентричной относительно центрального вала 1. Эксцентричная ось 4 жестко соединена со стабилизатором вращения 5 и шарнирно установлена относительно основания 6.
Ветродвигатель работает следующим образом. С помощью стабилизатора вращения 5 эксцентричная ось 4 оптимально ориентируется к направлению ветра, то есть воображаемая вертикальная плоскость, проходящая через эксцентричную ось 4 и центральный вал 1, занимает положение, перпендикулярное направлению ветра. Построим вторую воображаемую вертикальную плоскость, совпадающую с направлением ветра и проходящую через эксцентричную ось 4. При воздействии силы ветра на гибкие парусные лопасти 3, находящиеся по разные стороны от второй воображаемой плоскости, на центральном валу 1 возникают два крутящих момента противоположной направленности. При этом эти моменты всегда будут разной величины, так как гибкие парусные лопасти 3, находящиеся относительно второй воображаемой плоскости со стороны центрального вала 1, максимально раскрываются и создают большее сопротивление воздушному потоку, чем сложенные гибкие парусные лопасти 3, находящиеся с другой стороны относительно второй воображаемой плоскости. Таким образом, крутящий момент, создаваемый раскрывающимися гибкими лопастями 3, больше чем крутящий момент, создаваемый сложенными гибкими лопастями 3, поэтому ветродвигатель вращается. Поочередно раскрывающиеся гибкие парусные лопасти 3 позволяют эффективно использовать энергию ветра и обеспечивают равномерное вращение ветроколеса.
Источники информации
1. Шефтер Я.И., Рождественский И.В. Изобретателю о ветродвигателях и ветроустановках. М.: издательство Министерства сельского хозяйства СССР, 1957, с.18-19, рис.13.
2. Парусный ветродвигатель, RU 2132481 С1, F03D 3/00, 27.06.1999.