Ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветродвигателям, и может быть использовано для получения механической и электрической энергии. Технический результат заключается в повышении эффективности использования энергии ветра ветродвигателем с помощью ветронаправляющих экранов. Ветродвигатель содержит вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения и расположенные снаружи ветротурбины по окружности свободноповорачивающиеся вокруг вертикальных осей ветронаправляющие экраны, где каждый ветронаправляющий экран снабжен роликами и установлен в раму на направляющие, расположенные по верхней и нижней ее граням с возможностью свободного перемещения по ним экранов в горизонтальном направлении. Причем ветронаправляющие экраны в раме состоят из нескольких частей и выполнены раздвижными с возможностью принудительного изменения их ширины в зависимости от природной скорости ветра. Рама вместе с ветронаправляющими экранами шарнирно закреплена на вертикальной оси с возможностью свободного поворота ее вокруг вертикальной оси в заданном секторе. Местоположение крепления рамы на вертикальной оси выполнено так, чтобы при расположении частей ветронаправляющих экранов в крайнем положении в раме она имела возможность под воздействием воздушного потока свободно поворачиваться вокруг вертикальной оси. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветродвигателям, и может быть использовано для получения механической и электрической энергии.

Известен ветродвигатель, содержащий вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения и расположенные снаружи ветротурбины по окружности свободноповорачивающиеся вокруг вертикальных осей ветронаправляющие экраны.

Недостатком указанного устройства является то, что ветронаправляющие экраны не могут регулировать скорость прохождения воздушного потока через ветротурбину при изменении скорости ветра и препятствуют свободному выходу воздушного потока из объема ветродвигателя.

Целью изобретения является повышение эффективности использования энергии ветра ветродвигателем с помощью ветронаправляющих экранов.

Указанная цель достигается тем, что в известном ветродвигателе, содержащем вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения и расположенные снаружи ветротурбины по окружности свободноповорачивающиеся вокруг вертикальных осей ветронаправляющие экраны, где каждый ветронаправляющий экран расположен в секторе свободного поворота, а крайние положения заданы прямой, проходящей через оси вращения ветротурбины и ветронаправляющего экрана, и касательной к окружности, образованной вращением крайней наружной точки подвижной плоскости лопасти, проходящей через ось вращения ветронаправляющего экрана, согласно изобретению каждый ветронаправляющий экран снабжен роликами и установлен в раму на направляющие, расположенные по верхней и нижней ее граням с возможностью свободного перемещения по ним экранов в горизонтальном направлении. Ветронаправляющие экраны в раме состоят из нескольких частей и выполнены раздвижными с возможностью принудительного изменения их ширины в зависимости от природной скорости ветра.

Рама вместе с ветронаправляющими экранами шарнирно закреплена на вертикальной оси с возможностью свободного поворота ее вокруг вертикальной оси в заданном секторе.

Местоположение крепления рамы на вертикальной оси выполнено так, чтобы при расположении частей ветронаправляющих экранов в крайнем положении в раме она имела возможность под воздействием воздушного потока свободно поворачиваться вокруг вертикальной оси.

На фиг.1 представлена схема ветродвигателя в плане с регулируемыми по ширине и свободно перемещающимися в раме ветронаправляющими экранами и ветротурбиной. Пунктирной линией показано положение рам с регулируемыми по ширине ветронаправляющими экранами при изменении направления ветра на 90 градусов и изменение местоположения экранов в раме.

На фиг.2 показана схема расположения рам с ветронаправляющими экранами при ураганных потоках воздуха при убранных стопорах.

На фиг.3 даны части ветронаправляющего экрана, которые свободно передвигаются на роликах по направляющим рамы.

Ветродвигатель содержит ветротурбину 1 с вертикальной осью вращения 2, лопасти 3, ветронаправляющие экраны 4, снабженные роликами 5 и установленные на направляющие 6 в раму 7. Рама может свободно поворачиваться вокруг вертикальной оси 8 в заданном секторе, ограниченном стопорами 9.

Ветродвигатель работает следующим образом. При появлении ветра воздушный поток 10 направляется к ветротурбине 1 через ветронаправляющие экраны 4, которые выполнены раздвижными относительно друг друга и могут принудительно увеличиваться или уменьшаться по ширине при изменении скорости ветра. Таким образом обеспечивается стабильность скорости воздушного потока, проходящего через объем ветротурбины 1. При выходе из объема ветротурбины воздушного потока 10, который скользя по поверхности ветронаправляющего экрана 4, расположенного с подветренной стороны ветродвигателя, передвигает его на роликах 5 по направляющим 6 в крайнее положение рамы 7. Это заставляет раму под воздействием ветра повернуться вокруг вертикальной оси 8 и расположиться параллельно движению воздушного потока, что будет способствовать свободному выходу воздушного потока из объема ветродвигателя. При ураганных потоках воздуха 11 стопоры 9, ограничивающие сектор поворота рамы, убираются, и рамы 7 вместе с ветронаправляющими экранами 4 начинают работать во флюгерном режиме, ослабляя давление на ветронаправляющие экраны и поддерживающую конструкцию, предотвращая их разрушение.

Предлагаемая конструкция ветронаправляющих экранов позволит регулировать скорость воздушного потока в объеме ветротурбины и не допустит разрушения поддерживающей конструкции и ветронаправляющих экранов при действии ураганных потоков воздуха.

1. Ветродвигатель с регулируемыми ветронаправляющими экранами, содержащий вращающуюся ветротурбину с вертикальной осью вращения и расположенные снаружи ветротурбины по окружности свободно поворачивающиеся вокруг вертикальных осей ветронаправляющие экраны, где каждый ветронаправляющий экран расположен в секторе свободного поворота, а крайние положения заданы прямой, проходящей через оси вращения ветротурбины и ветронаправляющего экрана, и касательной к окружности, образованной вращением крайней наружной точки подвижной плоскости лопасти, проходящей через ось вращения ветронаправляющего экрана, отличающийся тем, что каждый ветронаправляющий экран снабжен роликами и установлен в раму на направляющие, расположенные по верхней и нижней ее граням с возможностью свободного перемещения по ним экранов в горизонтальном направлении.

2. Ветродвигатель по п.1, отличающийся тем, что ветронаправляющие экраны в раме состоят из нескольких частей и выполнены раздвижными с возможностью принудительного изменения их ширины в зависимости от природной скорости ветра.

3. Ветродвигатель по п.2, отличающийся тем, что рама вместе с ветронаправляющими экранами шарнирно закреплена на вертикальной оси с возможностью свободного поворота ее вокруг вертикальной оси в заданном секторе.

4. Ветродвигатель по п.3, отличающийся тем, что местоположение крепления рамы на вертикальной оси выполнено так, чтобы при расположении частей ветронаправляющих экранов в крайнем положении в раме, она имела возможность под воздействием воздушного потока свободно поворачиваться вокруг вертикальной оси.