Ветродвигатель

Полезная модель относится к экологически чистой ветроэнергетике, в частности к ветродвигателям, имеющим вертикальную ось вращения, и может быть использована для выработки электроэнергии или выполнения механической работы, например, для создания электростанций, в местах, где отсутствует электроэнергия и преобладают постоянные ветры. Техническая задача - упрощение конструкции ветродвигателя, снижение аэродинамического сопротивления и повышение к.п.д. ветроколеса. Техническая задача решается тем, что устройство ветродвигателя включает в себя вертикальный вал 1 (см. фиг.1), установленный в подшипниковых опорах 2, 3 с возможностью вращения, корпус 4, выполненный в виде полуцилиндра, с боковой стенкой 5, установленный на вертикальном валу 1 в подшипниковых опорах 6, 7 с возможностью вращения относительно вертикального вала 1, ветроколесо 8, расположенное в корпусе 4, установленное на вертикальном валу 1 неподвижно, относительно вертикального вала 1. Ветроколесо 8 (см. фиг.2) выполнено в виде многогранника 9, имеет лопасти 10, при этом каждая лопасть 10 выполнена в виде части грани, выступающей за пределы многогранника 9. Корпус 4 выполнен в виде полуцилиндра и снабжен флюгером 11, боковая стенка 5 корпуса 4 выполнена в виде цилиндрической поверхности, внутренний радиус которой R, больше расстояния В между осью вертикального вала 1 и наиболее удаленной точкой лопасти 10. Флюгер 11 и боковая стенка 5 корпуса 4, выполненная в виде цилиндрической поверхности, могут быть соединены обтекателем 12. Крутящий момент от вертикального вала 1 (см. фиг.1) передается ременной передачей 13 генератору 14, установленному на фундаменте 15. Ветродвигатель смонтирован на раме, состоящей из крестовины 16, стоек 17 и растяжек 18. Позицией 19 обозначена секущая диаметральная плоскость корпуса 4, выполненного в виде полуцилиндра, позицией 20 обозначено направление вращения ветроколеса 8. 3 п. ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к экологически чистой ветроэнергетике, в частности к ветродвигателям, имеющим вертикальную ось вращения, и может быть использована для выработки электроэнергии или выполнения механической работы, например, для создания электростанций, в местах, где отсутствует электроэнергия и преобладают постоянные ветры.

Известен ветродвигатель, содержащий конструкционный каркас с опорными подшипниками вертикального вала на котором с возможностью вращения установлен полый направляющий аппарат с боковыми стенками, образующими конфузорно-диффузорный канал и, расположенное внутри полого направляющего аппарата, жестко установленное на валу ветроколесо с лопастями (см. патент РФ 2039308, кл. 6 F03D 3/02).

Недостатками указанного ветродвигателя являются большое аэродинамическое сопротивление ветроколеса, низкий эффект флюгирования полого направляющего аппарата.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является ветродвигатель, содержащий конструкционный каркас с опорными подшипниковыми узлами вертикального вала, кинематически связанного с потребителем механической энергии, ветроколесо, жестко установленное на валу с возможностью вращения и флюгирования, и образующими конфузорно-диффузорный канал вертикальными стенками, одна из которых вогнута во внутрь аппарата, регулировочное устройство ограничения потока воздуха, ветроколесо выполнено полым и состоит из жестко закрепленных на валу верхнего и нижнего горизонтальных дисков, по периферии которых и между ними неподвижно и равномерно установлены лопасти, установленные под углом к направлению радиуса ветроколеса от 0° до 180°, полый направляющий аппарат имеет внутреннюю профильную перегородку, дополнительно образующую конфузорно-диффузорный канал, соответственно со входа и выхода потока воздуха, и в центре охватывает ветроколесо своим сектором с углом раскрытия 180° и радиусом, большим и сравнимым с радиусом ветро-колеса, а наружная стенка, примыкающая к внутренней продольной перегородке выполнена выпуклостью наружу, регулировочное устройство ограничения потока воздуха выполнено в виде автоматического самодействующего центробежного регулятора, установленного на ветроколесе и взаимодействующего при превышении допустимой угловой скорости с полым направляющим аппаратом, полый направляющий аппарат в проекции на горизонтальную плоскость вписан в окружность, имеющую единый центр с ветроко-лесом, конфузорная часть полого направляющего аппарата выполнена более короткой и широкой, чем соответственно его диффузорная часть, регулировочное устройство ограничения потока воздуха выполнено в виде установленного на верхнем горизонтальном диске ветроколеса с возможностью вращения на оси «Г»-образного коромысла, на вертикальном плече которого расположен груз, а на горизонтальном плече - жестко укрепленная фрикционная накладка, взаимодействующая при превышении допустимой угловой скорости ветроколеса с внутренней поверхностью полого направляющего аппарата (см. патент РФ 2166665, кл. 7 F03D 3/02).

Недостатками известного устройства являются большое аэродинамическое сопротивление ветроколеса и сложность конструкции ветродвигателя.

Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является упрощение конструкции ветродвигателя, снижение аэродинамического сопротивления и повышение к.п.д. ветроколеса.

Указанная техническая задача решается тем, что в известном ветродвигателе, содержащем вертикальный вал, установленный в подшипниковых опорах с возможностью вращения, корпус с боковой стенкой, установленный на вертикальном валу в подшипниковых опорах, с возможностью вращения относительно вертикального вала, ветроколесо, расположенное в корпусе, установленное на вертикальном валу неподвижно, относительно вертикального вала, выполненное в виде многогранника, имеющее лопасти, при этом каждая лопасть выполнена в виде части грани, выступающей за пределы многогранника, согласно изменению, корпус выполнен в виде полуцилиндра и снабжен флюгером, боковая стенка корпуса выполнена в виде цилиндрической поверхности, внутренний радиус которой больше расстояния между осью вала и наиболее удаленной точкой лопасти.

Кроме того, в ветродвигателе флюгер может быть установлен в диаметральной секущей плоскости корпуса в виде полуцилиндра.

Кроме того, в ветродвигателе флюгер и боковая стенка корпуса, выполненная в виде цилиндрической поверхности, могут быть соединены обтекателем.

Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг.1 изображено предлагаемое устройство, общий вид; на фиг.2 изображен вид сверху предлагаемого устройства.

Ветродвигатель содержит вертикальный вал 1 (см. фиг.1), установленный в подшипниковых опорах 2, 3 с возможностью вращения, корпус 4, выполненный в виде полуцилиндра, с боковой стенкой 5, установленный на вертикальном валу 1 в подшипниковых опорах 6, 7 с возможностью вращения относительно вертикального вала 1, ветроколесо 8, расположенное в корпусе 4, установленное на вертикальном валу 1 неподвижно, относительно вертикального вала 1. Ветроколесо 8 (см. фиг.2) выполнено в виде многогранника 9, имеет лопасти 10, при этом каждая лопасть 10 выполнена в виде части грани, выступающей за пределы многогранника 9. Корпус 4 выполнен в виде полуцилиндра и снабжен флюгером 11, боковая стенка 5 корпуса 4 выполнена в виде цилиндрической поверхности, внутренний радиус которой R, больше расстояния В между осью вертикального вала 1 и наиболее удаленной точкой лопасти 10. Флюгер 11 и боковая стенка 5 корпуса 4, выполненная в виде цилиндрической поверхности, могут быть соединены обтекателем 12.

Крутящий момент от вертикального вала 1 (см. фиг.1) передается ременной передачей 13 генератору 14, установленному на фундаменте 15. Ветродвигатель смонтирован на раме, состоящей из крестовины 16, стоек 17 и растяжек 18. Позицией 19 обозначена секущая диаметральная плоскость корпуса 4, выполненного в виде полуцилиндра, позицией 20 обозначено направление вращения ветроколеса 8.

Работает устройство следующим образом. Поток движущегося воздуха, набегая на корпус 4 и флюгер 11, за счет эффекта флюгирования, автоматически поворачивает флюгер 11 (и корпус 4) по направлению потока воздуха и в таком положении устойчиво удерживает корпус 4 и флюгер 11 до тех пор, пока воздушный поток не изменит своего направления. В этом положении корпуса 4 половина ветроколеса 8, находящаяся внутри корпуса 4, закрывается от потока воздуха, а, следовательно, закрывается часть лопастей 10 ветроколеса 8, движущихся навстречу потоку воздуха (часть лопастей 10, создающая сопротивление вращению ветроколеса 8). На лопасти 10 другой половины ветроколеса 8, находящихся снаружи корпуса 4, поток воздуха воздействует беспрепятственно. За счет потока воздуха, ветроколесо 8 получает вращение в направлении, указанном стрелкой поз.20, и далее через вертикальный вал 1, ременную передачу 13 приводит во вращение ротор генератора 14.

Предлагаемый ветродвигатель проще по конструкции ветродвигателя, описанного в прототипе (см. патент РФ 2166665, кл. 7 F03D 3/02).

Выполнение ветродвигателя, в котором корпус выполнен в виде полуцилиндра, при этом боковая стенка корпуса выполнена в виде цилиндрической поверхности, повышает к.п.д. ветроколеса и снижает аэродинамическое сопротивление ветродвигателя.

Выполнение ветродвигателя, в котором флюгер и боковая стенка корпуса соединены обтекателем, позволяет уменьшить завихрения потока воздуха, тем самым снизить аэродинамическое сопротивление ветродвигателя.

Таким образом, выполняется техническая задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель - упрощение конструкции ветродвигателя и повышение к.п.д. ветроколеса снижение аэродинамического сопротивления ветродвигателя.

1. Ветродвигатель, содержащий вертикальный вал, установленный в подшипниковых опорах с возможностью вращения, корпус с боковой стенкой, установленный на вертикальном валу в подшипниковых опорах с возможностью вращения относительно вертикального вала, ветроколесо, расположенное в корпусе, установленное на вертикальном валу неподвижно относительно вертикального вала, выполненное в виде многогранника, имеющее лопасти, при этом каждая лопасть выполнена в виде части грани, выступающей за пределы многогранника, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде полуцилиндра и снабжен флюгером, боковая стенка корпуса выполнена в виде цилиндрической поверхности, внутренний радиус которой больше расстояния между осью вала и наиболее удаленной точкой лопасти.

2. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что флюгер установлен в диаметральной секущей плоскости корпуса в виде полуцилиндра.

3. Ветродвигатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что флюгер и боковая стенка корпуса, выполненная в виде цилиндрической поверхности, соединены обтекателем.