Ветродвигатель
Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано при строительстве электростанций. Технический результат заключается в повышении эффективности работы ветродвигателя. Ветродвигатель содержит вертикальный вал с прикрепленными к нему плоскими лопастями. Вал через зубчатое колесо и редуктор механически связан с электрогенератором. Вокруг лопастей между верхней и нижней плитами установлены ветронаправляющие стены, одни концы которых расположены у окружности, описывающей лопасти, а другие их концы отведены к периферии. Противоположные концы соседних стен размещены по одной прямой линии, проходящей через вертикальный вал. 2 ил.
Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для строительства ветроэлектростанций.
Известны разные ветроагрегаты с плоскими лопастями. Наиболее совершенный из них ветродвигатель, содержащий вертикальный вал с поворотными лопастями, который снизу связан с электрогенератором /патент РФ №2029885, 1995 г. - прототип/.
Основным недостатком этого двигателя является то, что его лопасти воспринимают на себя силу ветра, действующую только в пределах их габаритов, что не позволяет развивать большую мощность электрогенератора.
Задача изобретения - повышение эффективности работы ветродвигателя. Эта задача решается тем, что вокруг лопастей между верхней и нижней плитами установлены ветронаправляющие стены, одни концы которых расположены у окружности, описывающей лопасти, а другие их концы отведены к периферии, причем противоположные концы соседних стен размещены по одной прямой линии, проходящей через вертикальный вал.
Ветродвигатель схематически изображен на фиг.1 - разрез А-А и фиг.2 - разрез В-В.
Ветродвигатель содержит вертикальный вал 1 и прикрепленные к нему плоские лопасти 2, дополнительно связанные с валом 1 подкосами 3. Вал представляет собой трубу, к которой сверху прикреплен стержень 4, заведенный в подшипник 5, а снизу прикреплены стержень 6, опирающийся на подпятник 7, и зубчатое колесо 8. Над лопастями 2 и под ними расположены верхняя и нижняя плиты 9 и 10. К верхней плите 9 прикреплен подшипник 6, а нижняя плита 10 имеет отверстие для пропуска через него вала 1.
Вокруг лопастей 2 между верхней и нижней плитами 9 и 10 установлены ветронаправляющие стены 11. Одни концы этих стен расположены у окружности, описывающей лопасти 2, на минимальных расстояниях от нее /10-15 см/, необходимых для свободного вращения лопастей 2. Другие концы стен 11 отведены к периферии. При этом противоположные концы соседних стен 11 размещены по одной прямой линии С, проходящей через вал 1.
Нижняя плита 10 закреплена на здании 12, имеющем фундаментную плиту 13, на которой установлены подпятник 7, винтовой тормоз 14, редуктор 15 и электрогенератор 16.
Вертикальный вал 1 механически связан через зубчатое колесо 6 и редуктор 15 с электрогенератором 16.
В здании 12 расположены помещения для электроаккумуляторов, контрольно-измерительных приборов и запасных деталей, которые на фиг.2 не показаны, так как их компоновка не имеет принципиального значения.
Ветродвигатель работает следующим образом. При направлении ветра, например, слева направо, как показано на фиг.1 штриховыми линиями, воздушный поток входит в сужающиеся каналы, образованные стенами 11, и давит на лопасти 2, расположенные с одной стороны вала 1, не попадая на лопасти 2, расположенные с другой стороны вала 1, благодаря тому, что противоположные концы соседних стен 11 размещены по одной прямой линии, проходящей через вал 1. При других направлениях ветра воздушный поток входит в каналы между другими стенами 11 и действует аналогичным образом.
В результате вал 1 вместе с прикрепленными к нему лопастями 2 получает вращательное движение, которое через зубчатое колесо 8 и редуктор 15, увеличивающий скорость вращения, передается электрогенератору 16.
Воздушный поток, проходя в сужающихся каналах между стенами 11, уплотняется и увеличивает свою скорость движения, что увеличивает силу давления на лопасти 2 и соответственно мощность электрогенератора 16.
При необходимости прекращения вращение вала 1 тормоз 14 прижимается к зубчатому колесу 8.
Энергия, вырабатываемая электрогенератором 16, передается ее потребителям и частично электроаккумуляторам, которые используются в периоды безветрия.
Данный ветродвигатель значительно эффективнее прототипа, так как в нем энергия ветра используется с вертикальной площади входа его в канал, образованный стенами 11, которая в несколько раз больше площади лопасти 2. Чем длиннее стены 11, тем больше ветра захватывается ими и тем больше энергии вырабатывается электрогенератором 16.
Формула изобретения
Ветродвигатель, содержащий вертикальный вал с прикрепленными к нему плоскими лопастями, механически связанный через зубчатое колесо и редуктор с электрогенератором, отличающийся тем, что вокруг лопастей между верхней и нижней плитами установлены ветронаправляющие стены, одни концы которых расположены у окружности, описывающей лопасти, а другие их концы отведены к периферии, причем противоположные концы соседних стен размещены по одной прямой линии, проходящей через вертикальный вал.
