Роторный ветродвигатель Советский патент 1981 года по МПК F03D3/00 

(54)РОТОРНЫЙ ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии или совершения механической работы.

Известны роторные ветродвигатели, содержащие роторы, валы которых установлены на общей раме и связаны через механизм отбора мощности с преобразователем энергии ГО

Однако такие устройства характеризуются недостаточно высоким коэффициентом использования энергии ветра.

Цель изобретения - повьппение коэффициента использования энергии ветра.

Поставленная цель достигается тем, что ветродвигатель дополнительно содержит опору с установленным на ней ободом, вертикальную ось и кронштейны, закрепленные на опоре, муфты свободного хода и разгонные ветроколеса, установленные на кронштейнах соосно роторам, причем рама установлена с возможностью вращения на вертикальной оси, нижние концы валов снабжены роликами, взаимодействующими с ободом, а верхние соединены через муфты свободного хода с разгонными ветроколесами..

Кроме того, на вертикальной оси установлен ротор Савониуса, соединенный с рамой посредством дополнительной муфты свободного хода..

При выполнении преобразователя энергии в виде нескольких электрогеtoнераторов ветродвигатель снабжен фрикционной передачей, ведущее колесо которой установлено на раме,а ведомые на валах электрогенераторов, причем последние.снабжены переключающими

15 электромагнитами.

На фиг. 1 представлено предлагаемое устройство,вид сбокуvHa фиг.2 -то же, вид сверху;на фиг.З - механизм отбора мощности ветродвигателя с преоб20разователем энергии.

Роторный ветродвигатель содержит роторы 1, валы 2 которых установлены на общей раме 2 и связаны через меха3низм 4 отбора мощности с преобразователем 5 энергии. Ветродвигатель дополнительно содержит опору 6 с установленным на ней ободом 7, вертикальнуй ось 8 и кронштейны 9, закрепленные на опоре 6, муфты 10 свободного ; хода и разгонные ветроколеса 11, уста новленные на кронштейнах 9 соосно роторам 1, причем рама 3 установлена с возможностью вращения на вертикальной оси 8, нижние концы валов 2 снабжены роликами 12, взаимодействующими с обо дом 7, а верхние соединены через муфтъ 10 свободного хода с разгонными ветроколесами П. На вертикальной оси 8 установлен ротор 3 Савониуса,соединенный с рамой 3 посредством дополнительной муфты 14 свободного хода, При выполнений преобразователя 5 энергии в виде нескольких электрогенераторов ветродвигатель снабжен фрик ционной передачей, ведущее колесо 15 которой установлено на раме 3, а ведо мые колеса 16 - на валах электрогенераторов, причем последние снабжены переключающими электромагнитами 17. Роторный ветродвигатель работает следующим образом. Под действием ветра ротор 13 Савониуса вращает раму 3 вместе сустанов ленными на ней роторами 1. Разгонные ветроколеса 11 под действием ветра также начинают вращаться и через муфты 10 свободного хода и вал 2 вращать роторы 1, создавая дополнительный крутящий элемент на роликах 12. Роторы при этом соверш.ют сложное движение, вращаясь вокруг собственных осей и вокруг вертикальной оси 8.При этом на обдуваемые ветром роторы 1 в силу эффекта Магнуса действуют аэродинамические силы, которые также создают крутящий момент относительно оси 8 в том же направлении. Возникновения аэродинамических сил на задних (относительно ветра) роторах 1 не происходит, так как они экранированы от ветра передними роторами 1 и роторами 3 Савониуса. При достижении расчетной скорости вращения муфт 10 и 14 свободного хода отличают разгонные ветроколеса 11 и ротор 13 Савониуса. Крутящий момент от вращанщихся роторов 1 ; раскручивает раму 3 и передается с помощью колес 15 и 16 фрикционной передачи электрогенераторам,которые в зависимости от скорости ветра подключается или отключаются электромагнитами 176Ветродвигатель не требует установки на ветер и прост в изготовлении и обслуживании. Снабжение ротора 1 роликами 12, входящими в зацепление с ободом 7, позволяет устранить постоянно работающий двигатель для вращения роторов относительно оси 8, а придание ротору вспомогательного разгонного ветроколеса II позволяет создать роторному ветродвигателю страгиваюий момент. Экранирование задних по отношению к ветру роторов 1 ротором 13 Савониуса, установленным на вертикальной оси 8, позволяет увеличить КПД роторного ветродвигателя и страгивающий момент последнего, что дает возможность использовать его при малых скоростях ветра. Таким образом, предлагаемое вьшолнение роторного ветродвигателя позволяет увеличить эффективность ветроустановки из-за более раннего запус- ка ветродвигателя при малых скоростях ветра. Кроме того, такой ветродвигатель имеет повышенную надежность из-за отсутствия механизма установа на ветер, Формула изобретения 1.Роторный ветродвигатель,содержащий роторы, валы которых установлены на общей,раме и связаны через механизм отбора мощности с преобразователем энергии, отличающийс я тем, что, с целью повышения коэффициента использования энергии ветра, ветродвигатель дополнительно содержит опору с установленным на ней ободом, вертик 1льную ось и кронштейны, закрепленные на опоре, муфты свободного хода к разгонные ветроколеса, установленные на кронштейнах соосно роторам, причем рама установлена с возможностью вращения на вертикальной оси нижние концы валов снабжены роликами, взаимодействующими- с ободом, а верхние соединены через муфты свободного хода с разгонными ветроколесами. 2. Ветродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что на вертикальной оси установлен ротор Савониуса, соединенный с рамой посредством дополнительной муфты свободного хода. 3.. Ветродвигатель по п.1, о т л ичающийся тем, что при выполнении преобразователя энергии в виде нескольких электрогенераторов он снабжен фрикционной передачей, ведущее колесо которой .установлено на раме, а ведомые - на валах электрогенера N c w ч ч чч ч к8

Фиг.1 торов, причем последние снабжены пе{)еключающими электромагнитами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Шефтер Я. И. Изобретателю о ветродвигателях и ветроустановках М., Сельхозгиз, 1957, с., 21.

1$

z

и

z

522

Г7

V

Я

У//////// //////////Л Фиг.З