ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2004 года по МПК F03D5/02 

Предлагаемое изобретение относится к устройству, преобразующему энергию ветра в механическую энергию вращения вала с последующим преобразованием ее в электрическую энергию.

Ближайшим аналогом (прототипом) является техническое решение, описанное в заявке №97113109, кл. МКИ F 03 D 5/02, автор Баталов С.С. Известный ветродвигатель включает полужесткие паруса, подвешенные на осях, закрепленных своими концами на двух параллельных бесконечных гибких элементах (тросах, цепях), натянутых на колеса, содержащий упоры ограничения поворота.

Целью предлагаемого изобретения является создание устройства, способного развивать большую мощность в приземном слое ветра.

Поставленная цель достигается тем, что ветродвигатель включает полужесткие лопасти с возвратными пружинами, закрепленные на бесконечной цепи, натянутой на барабаны, которые расположены в горизонтальной плоскости, при этом складывающиеся полужесткие лопасти, удерживаемые в рабочем положении гибкими стяжками, установлены на тележках, зацепленных за бесконечную цепь с возможностью передвижения по несущему рельсу, при этом полужесткие лопасти для холостого хода складываются и удерживаются в сложенном состоянии фигурной опорой. Все устройство ориентируется под углом α=20÷45° к направлению ветра, а для остановки ветродвигателя - под углом α=90° к ветру.

На фиг. 1-4 изображен общий вид ветродвигателя, состоящий из рамы 1, установленной на поворотной платформе 2, барабанов 3, закрепленных на раме, бесконечной цепи 4, несущих рельсов 5, (фиг. 1, 2), складывающихся полужестких лопастей (парусов) 6, установленных на тележках 7, зацепленных за цепь 4, возвратных пружин 8, гибких стяжек 9, промежуточных тележек крепления стяжек 10, также зацепленных за цепь 4, фигурной опоры сложенных лопастей 11, (фиг. 1, 2, 3) вала отбора мощности 12, повышающего обороты редуктора 13, электрогенератора 14, капота-обтекателя 15 (фиг. 3, 4), закрывающего от ветра нижнюю часть устройства до “земли” и имеющего на поверхности, с наветренной стороны, направляющие воздушного потока, гребни 16.

Работа устройства. Под давлением ветра лопасть 6, установленная на тележке 7, катится по рельсу 5, увлекая за собой прикрепленную цепь 4 и вращая барабаны 3. Лопасть от опрокидывания удерживается стяжкой 9, зацепленной за промежуточную тележку 10 и также катящуюся по рельсу 5. Дойдя до конца рамы 1, тележка 7 по барабану 3 опускается вниз, а лопасть, удерживаемая стяжкой, отклоняется назад, сжимая возвратную пружину 8. При дальнейшем движении вниз верхний край лопасти роликом опирается на фигурную опору 11, лопасть складывается, стяжки расслабляются и свободно провисают. В таком положении они остаются до конца прямолинейного участка фигурной опоры. Достигнув начала рамы, тележка с основанием лопасти поднимается по барабану вверх, а верхний край лопасти под действием пружины опускается вниз, “обкатываясь” по “отдаляющемуся” участку фигурной опоры, постепенно расправляя стяжки до натяжения и стремясь занять на барабане вертикальное (“радиальное”) положение. Однако лопасть удерживается натянувшимися стяжками, поэтому в “рабочее” положение она поднимается плавно, постепенно подхватываясь ветром. При этом ветровой напор всех лопастей “рабочей” ветви цепи суммируется в общее усилие ветродвигателя, передавая крутящий момент с барабана 3 через вал отбора мощности 12 на потребители энергии. С учетом того, что устройство тихоходное, движение с вала передается на повышающий обороты редуктор 13, а с него - на электрогенератор 14. Эти агрегаты также располагаются на поворотной платформе 2, под капотом-обтекателем 15 (фиг. 3).

Обтекатель, закрывая нижнюю часть устройства, плавно направляет воздушный поток кверху, в зону работы лопастей, используя гребни 16. Для того, чтобы лопасти не создавали друг другу “ветровой” тени, все устройство ориентируется под углом α=20÷45° к направлению ветра (фиг. 4). При этом в безопасном, нерабочем положении устройство устанавливается под углом α=90° к ветру.

Несмотря на низкий КПД ветроустановок, учитывая бесплатность и энергетический потенциал ветра, создается простая, экономически выгодная установка, мощность которой определяется размерами лопастей и длиной цепи.

Изобретение относится к устройству, преобразующему энергию ветра в механическую энергию вращения вала с последующим преобразованием ее в электрическую энергию. Технический результат, заключающийся в создании устройства, способного развивать большую мощность в приземном слое ветра, обеспечивается за счет того, что в ветродвигателе, содержащем полужесткие лопасти с возвратными пружинами, закрепленные на бесконечной цепи, натянутой на барабаны, согласно изобретению, барабаны расположены в горизонтальной плоскости, при этом складывающиеся полужесткие лопасти, удерживаемые в рабочем положении гибкими стяжками, установлены на тележках, зацепленных за бесконечную цепь с возможностью передвижения по несущему рельсу, гибкие стяжки, в свою очередь, закреплены за промежуточные тележки, также зацеплены за бесконечную цепь с возможностью передвижения по несущему рельсу, при этом полужесткие лопасти для холостого хода складываются и удерживаются в сложенном состоянии фигурной опорой, все устройство ориентируется под углом α=20-45° к направлению ветра, а для остановки ветродвигателя – под углом α=90° к ветру. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Ветродвигатель, включающий полужесткие лопасти с возвратными пружинами, закрепленные на бесконечной цепи, натянутой на барабаны, отличающийся тем, что барабаны расположены в горизонтальной плоскости, при этом складывающиеся полужесткие лопасти, удерживаемые в рабочем положении гибкими стяжками, установлены на тележках, зацепленных за бесконечную цепь с возможностью передвижения по несущему рельсу, гибкие стяжки, в свою очередь, закреплены за промежуточные тележки, также зацепленные за бесконечную цепь с возможностью передвижения по несущему рельсу.2. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что полужесткие лопасти для холостого хода складываются и удерживаются в сложенном состоянии фигурной опорой.3. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что для исключения “ветровой тени” лопастей все устройство ориентируется под углом α=20÷45° к направлению ветра, а для остановки ветродвигателя – под углом α=90° к ветру.