ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2003 года по МПК F03D3/06 

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветродвигателям с вертикальным валом.

Известны ветродвигатели с вертикальным валом: ЕП 0003590 от 01.09.1978 г. , патент Германии 3534997 А-1 от 01.10.1985 г., эти ветродвигатели имеют громоздкую конструкцию и малый кпд.

Известен также ветродвигатель по патенту РФ 2164624 от 27.03.01 г. Такой ветродвигатель, обладая значительной эффективностью и являясь экономически целесообразным, имеет недостаточно высокий кпд.

Целью данного изобретения является повышение мощности и кпд ветродвигателя.

Эта цель достигается тем, что каждая лопасть ветродвигателя имеет по бокам два одинаковых закрылка, способных ограниченно поворачиваться вокруг осей, параллельных оси вращения лопасти, на угол предпочтительно +30^o относительно плоскости лопасти под воздействием кинематически связанного с закрылками через шатуны эксцентрика, закрепленного на водиле соосно оси лопасти с эксцентриситетом, направленным вдоль водила, а с обеих торцов лопасти и закрылков перпендикулярно оси лопасти, закреплены пластины, причем общая ширина лопасти вместе с закрылками больше удвоенного расстояния от кромки вала до оси вращения лопасти и равна предпочтительно ширине пяти закрылкам.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен ветродвигатель, вид спереди; на фиг.2 - разрез А-А; на фиг.3 - разрез Б-Б. Данный двухлопастной ветродвигатель состоит из вертикально расположенного в опоре 1 вала 2 с закрепленными на нем водилами 3 и 4, на концах которых установлены две прямоугольные лопасти 5, способные вращаться вокруг своих осей 6 (фиг. 1), параллельных оси вала, с угловой скоростью, в два раза меньшей угловой скорости вращения вала, и в сторону, противоположную вращению вала.

Лопасти кинематически связаны с флюгером 7 через дышло 8 и цепную передачу 9. По бокам каждой лопасти установлены два одинаковых закрылка 10, способных одновременно поворачиваться вокруг своих осей 11, параллельных оси вращения лопасти, в обе стороны от лопасти, в обе стороны от плоскости лопасти на угол ±30^o. На обеих торцах (сверху и снизу) лопасти и закрылков закреплены пластины 12 и 13 в положении, перпендикулярном оси вращения лопасти. На водилах 4 соосно осям лопастей закреплены неподвижно эксцентрики 14 с эксцентриситетом, направленным вдоль водил, и оси лопастей проходят через эксценрики. На закрылках также закреплены рычаги 15, которые соединены осями 16 с шатунами 17 и 18, сидящими на эксцентриках (фиг.2). Шатун 18 является подвесным и соединен с шатуном 17 осью 19. Такое соединение закрылков с эксцентриком возможно с обеих сторон (снизу и сверху) лопасти. Общая ширина лопасти вместе с закрылками больше удвоенного расстояния от кромки вала до оси вращения лопасти и равна предпочтительно ширине пяти закрылков.

Ветродвигатель работает следующим образом. При наличии ветра, как показано стрелками (фиг. 3), флюгер 7 поворачивается через цепную передачу 9 лопасти в рабочее положение на ветер (фиг.1 и 3). Под воздействием ветра на лопасти ветродвигатель будет вращаться. В начале оборота, когда лопасть перпендикулярна ветру, она принимает чашеобразную форму, образованную пластинами 12 и 13 и отклоненными в сторону против ветра закрылками благодаря эксцентрику и шатунам. При дальнейшем вращении ветродвигателя глубина чаши лопасти уменьшается, и при повороте ветродвигателя на 180^o плоскости закрылков совпадают с плоскостью лопасти, принимая удобообтекаемую форму (фиг.3). При каждом обороте ветродвигателя лопасти поворачиваются к ветру другой стороной, поэтому закрылки всегда отклоняются навстречу ветру. Таким образом, принимая чашеобразную форму, лопасть воспринимает на себя и передает на вал не только силу прямого удара ветра, но и то дополнительное давление, которое он создает внутри чаши на ее стенки. И в других положениях лопасть с закрылками, обладая парусностью, способна улавливать большую часть энергии ветра и передавать на вал большую мощность. Тем самым данным ветродвигателем улавливается большая часть энергии ветра, что увеличивает его мощность и кпд. При использовании трех подобных лопастей мощность и кпд такого ветродвигателя еще более увеличиваются.

Существенным отличительным признаком предлагаемого изобретения является то, что лопасти имеют закрылки, кинематически связанные через шатуны с эксцентриками, закрепленными на водилах, а на торцах лопастей и закрылков закреплены пластины.

Преимуществом предлагаемой конструкции является значительное повышение мощности и кпд ветродвигателя.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветродвигателям с вертикальным валом. Технический результат, заключающийся в повышении мощности и кпд ветродвигателя, обеспечивается за счет того, что в ветродвигателе, состоящем из вертикально расположенного вала и двух прямоугольных лопастей, способных вращаться вокруг своих осей, параллельных оси вала, с угловой скоростью, в два раза меньшей угловой скорости вращения вала, и в сторону, противоположную вращению вала, согласно изобретению каждая лопасть имеет по бокам два одинаковых закрылка, способных ограниченно поворачиваться вокруг осей, параллельных оси вращения лопасти, на угол предпочтительно +30^o относительно плоскости лопасти под воздействием кинематически связанного с закрылками через шатуны эксцентрика, закрепленного на водиле соосно с осью вращения лопасти с эксцентриситетом, направленным вдоль водила. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Ветродвигатель, состоящий из вертикально расположенного вала и двух прямоугольных лопастей, способных вращаться вокруг своих осей, параллельных оси вала, с угловой скоростью, в два раза меньшей угловой скорости вращения вала, и в сторону, противоположную вращению вала, отличающийся тем, что каждая лопасть имеет по бокам два одинаковых закрылка, способных ограниченно поворачиваться вокруг осей, параллельных оси вращения лопасти, на угол предпочтительно +30^o относительно плоскости лопасти под воздействием кинематически связанного с закрылками через шатуны эксцентрика, закрепленного на водиле соосно с осью вращения лопасти с эксцентриситетом, направленным вдоль водила. 2. Ветродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что на обоих торцах лопасти и закрылков закреплены пластины в положении перпендикулярном оси вращения лопасти, причем общая ширина лопасти вместе с закрылками больше удвоенного расстояния от кромки вала до оси вращения лопасти и равна предпочтительно ширине пяти закрылков.