Малообъемный ветродвигатель

Полезная модель относится к ветроэнергетике, в частности, к установкам для преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию.

Малообъемный ветродвигатель содержит несущий каркас, установленный на центральном вертикальном валу с возможностью вращения относительно его продольной оси, два вертикальных вала, размещенных на несущем каркасе с укрепленными на них лопастями, дефлектор и хвостовую секцию, установленные диаметрально по обе стороны с внешних сторон лопастей, причем вертикальные валы связаны между собой жесткой передачей с отрицательным передаточным отношением и размещены с возможностью расположения лопастей каждого из них в межлопастных промежутках другого при отсутствии соприкосновения лопастей разных вертикальных валов, а дефлектор выполнен в виде двух жестких пластин, соединенных под острым углом друг к другу, и обращен внутренней стороной этого угла к лопастям.

Габариты малообъемного ветродвигателя могут быть снижены на 20% по сравнению с известными ветродвигателями при той же мощности. Кроме того, малообъемный ветродвигатель в отличие от прототипа сохраняет работоспособность при отсутствии дефлектора. Илл.2, библ.1

Полезная модель относится к втроэнергетике, в частности, к установкам для преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию. Известны (патент США 4830570, кл. F03D3/04, 1989) ветродвигатели, содержащие несущий каркас, установленный на центральном вертикальном валу с возможностью вращения относительно его продольной оси, два вертикальных вала, размещенных на несущем каркасе с укрепленными на них лопастями (ветроколеса), дефлектор и хвостовую секцию, установленные диаметрально по обе стороны с внешних сторон лопастей.

Недостатком такого устройства является его громоздкость, обусловленная значительным объемом пространства между осями вертикальных валов, загораживаемого дефлектором, которое для преобразования энергии ветра не используется. Это пространство складывается из радиусов обоих ветроколес, из толщины разделительной пластины и концами обращенных друг к другу лопастей.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является уменьшение размеров ветродвигателя.

Такой технический результат достигается тем, что в малообъемном ветродвигателе, содержащем несущий каркас, установленный на центральном вертикальном валу с возможностью вращения относительно его продольной оси, два вертикальных вала, размещенных на несущем каркасе с укрепленными на них лопастями, дефлектор и хвостовую секцию, установленные диаметрально по обе стороны с внешних сторон лопастей, вертикальные валы связаны между собой жесткой передачей с отрицательным передаточным отношением и размещены с возможностью расположения лопастей каждого из них в межлопастных промежутках другого при отсутствии соприкосновения лопастей разных вертикальных валов, а дефлектор выполнен в виде двух жестких пластин, соединенных под острым углом друг к другу, и обращен внутренней стороной этого угла к лопастям.

На фиг.1 представлена кинематическая схема малообъемного ветродвигателя, а на фиг.2 - его вид сбоку. Малообъемный ветродвигатель содержит несущий каркас 1, установленный на центральном вертикальном валу 2 с возможностью вращения относительно его продольной оси. Вертикальные валы 3 и 4 размещены на несущем каркасе 1 с возможностью вращения относительно своих продольных осей. На вертикальных валах 3 и 4 закреплены лопасти 5. Вертикальные валы 3 и 4 расположены с возможностью нахождения лопастей 5 каждого из них в межлопастных промежутках другого без соприкосновения друг с другом.

Вертикальные валы 3 и 4 связаны между собой передачей 6 (например, зубчатой, цепной) с отрицательным передаточным отношением. На несущем каркасе 1 перед лопастями 5 установлен дефлектор 7, который выполнен в виде двух пластин 8 и 9, соединенных под острым углом друг к другу и обращен внутренней стороной этого угла (расширяющейся его частью) к лопастям 5. Максимальное расстояние между концами расходящихся пластин 8 и 9 дефлектора 9 соответствует расстоянию между вертикальными валами 3 и 4. С несущим каркасом 1 связана хвостовая секция 10, расположенная за лопастями 5 с противоположной стороны от дефлектора 7.

Малообъемный ветродвигатель работает следующим образом. Благодаря воздействию воздушного потока на хвостовую секцию 10, несущий каркас 1 с установленными на нем вертикальными валами 3 и 4 с лопастями 5, передачей 6 и дефлектором 7 поворачивается относительно продольной оси центрального вала 2. В результате этого дефлектор 7 (вершиной угла, образованного пластинами 8 и 9) устанавливается по направлению ветра. При обтекании ветром пластин 8 и 9 дефлектора 7 образуются два воздушных потока, воздействующие на лопасти 5. Вертикальные валы 3 и 4 под действием двух воздушных потоков вращаются в противоположных направлениях. За счет наличия передачи 6 с отрицательным передаточным отношением, вращающие моменты обоих вертикальных валов 3 и 4 суммируются, что определяем возможность снятия преобразованной энергии с любого из вертикальных валов 3 и 4 малообъемного ветродвигателя.

Основным преимуществом предлагаемого малообъемного ветродвигателя является уменьшение его размеров при той же мощности, или наоборот - повышение мощности при тех же габаритах. Уменьшение размеров ветродвигателя объясняется экономией пространства в зоне размещения лопастей 5 каждого из вертикальных валов 3 или 4 в межлопастных промежутках другого. Поскольку нахождение лопастей 5 одного вертикального вала в межлопастных промежутках другого совершается в нерабочей зоне (в зоне, загораживаемой от ветра дефлектором 5), уменьшение размеров этой зоны к уменьшении мощности ветродвигателя не приводит.

Габариты заявляемого малообъемного ветродвигателя могут быть снижены на 20% по сравнению с известными ветродвигателями при той же мощности. Кроме того, заявляемый малообъемный ветродвигатель в отличие от прототипа сохраняет работоспособность при отсутствии дефлектора 7, поскольку тормозящий вращающий момент, образуемый в зоне нахождения лопастей 5 одного вертикального вала в межлопастных промежутках другого, всегда будет меньше полезного вращающего момента, что свидетельствует о повышении его эффективности.

Малообъемный ветродвигатель, содержащий несущий каркас, установленный на центральном вертикальном валу с возможностью вращения относительно его продольной оси, два вертикальных вала, размещенных на несущем каркасе с укрепленными на них лопастями, дефлектор и хвостовую секцию, установленные диаметрально по обе стороны с внешних сторон лопастей, отличающийся тем, что вертикальные валы связаны между собой жесткой передачей с отрицательным передаточным отношением и размещены с возможностью расположения лопастей каждого из них в межлопастных промежутках другого при отсутствии соприкосновения лопастей разных вертикальных валов, а дефлектор выполнен в виде двух жестких пластин, соединенных под острым углом друг к другу, и обращен внутренней стороной этого угла к лопастям.