Ветродвигатель

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(73) Патентообладатели Мацкевич Виктор Назарович, Ткачук Яков Иванович, Лапенко Алексей Куприянович(57) Ветродвигатель, содержащий каркасные лопасти парусного типа, шарнирно установленные на несущем элементе и связанные гибкой связью между собой через приводные шкивы, смонтированные на раме, снабженной верхними и нижними направляющими и установленной с возможностью ориентации на ветер, отличающийся тем, что каждая лопасть установлена шарнирно средней частью соответственно на верхней и нижней направляющих рамы с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно последних, причем свободные края лопастей подвижно установлены на расположенных на раме дополнительных направляющих, выполненных по сопряженному между собой замкнутому контуру для управления возвратно-поступательным перемещением и поворотом лопастей в крайних положениях. 3140 1 Изобретение относится к ветротехнике и может быть использовано при изготовлении ветроустановок. Известен ветродвигатель, содержащий несущий каркас с упорами и направляющими, по которым перемещаются две рамы с шарнирно закрепленными на них поворотными лопастями 1. Недостатком этого двигателя является сложность конструкции и низкий КПД из-за реверсирования значительных масс (рама, зубчатые рейки, колеса и др.) Наиболее близким по сути к предлагаемому ветродвигателю является ветродвигатель, содержащий каркасные лопасти парусного типа, установленные при помощи растяжек на бесконечном несущем элементе,охватывающем шкивы 2. Недостатком этого ветродвигателя является ненадежность креплений лопастей парусного типа растяжками и сложность в эксплуатации. Задачей изобретения является упрощение конструкции, повышение КПД и надежности. Поставленная задача достигается тем, что в ветродвигателе, содержащем каркасные лопасти парусного типа, шарнирно установленные на несущем элементе и связанные гибкой связью между собой через приводные шкивы, смонтированные на раме, снабженной верхними и нижними направляющими и установленной с возможностью ориентации на ветер, согласно изобретению, каждая лопасть установлена шарнирно средней частью соответственно на верхней и нижней направляющих рамы с возможностью возвратнопоступательного перемещения относительно последних, причем свободные края лопастей подвижно установлены на расположенных на раме дополнительных направляющих, выполненных по сопряженному между собой замкнутому контуру для управления возвратно-поступательным перемещением и поворотом лопастей в крайних положениях. На фиг. 1 изображен предлагаемый ветродвигатель (кинематическая схема). На фиг. 2 - вид по А на фиг. 1. На фиг. 3 - разрез по Б-В на фиг. 1. Ветродвигатель состоит из колонны 1, на которой в подшипниках 2 и 3 установлены дополнительные направляющие 4 и 5, выполненные по сопряженному между собой замкнутому контуру и выполняющие функцию рамы. На направляющих 4 и 5 установлены ползуны 6 и 7. Лопасти 8 и 9 свободными краями непосредственно шарнирно установлены на направляющих 4 и 5 посредством ползунов 6 и 7. Лопасти 8 и 9 средней частью посредством шарниров 10 и ползунов 11 и 12 установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно верхней 13 и нижней 14 направляющих рамы. Ползуны 11 и 12 лопастей соединены между собой гибкой связью 15, которая огибает ротор 16 и статор 17 генератора посредством шкивов 18 и 19 и муфт свободного хода противоположного вращения 20 и 21. На верхней направляющей 13 и нижней 14 установлены соответственно подпружиненные упоры 22 и 23. Ротор 16 генератора установлен на раме в подшипниках 24 и 25. На замкнутых направляющих 4 и 5 имеются профильные участки 26 и 27, а на лопастях 8 и 9 закреплены пружины сжатия 28. Ветродвигатель работает следующим образом. Ветровой поток перемещает верхнюю лопасть 8 влево,причем средняя часть лопасти перемещается посредством шарнира 10 и ползуна 11, а свободные края перемещаются по дополнительным замкнутым направляющим 4 посредством ползунов 6, шарнирно соединенных с краями лопасти. Гибкая связь 15 (например, зубчатый ремень), соединяющая ползуны 11 и 12 через шкиф 18 и муфту свободного хода 20 вращает ротор 16 генератора против часовой стрелки. Происходит рабочий ход лопасти 8. Лопасть при этом раскрыта. Статор 17 генератора в это время неподвижен. Одновременно с этим лопасть 9 перемещается вправо средней частью посредством гибкой связи 15, шарнира 10 и ползуна 12 до подпружиненного упора 23, а свободные края лопасти перемещаются по внутренней части замкнутых дополнительных направляющих 5. При этом половины лопасти 9 находятся в сложенном состоянии, пружина 28 сжата, а вращающий момент от гибкой связи 15, шкива 19 и муфты свободного хода 21 на статор 17 генератора не передается. При достижении средней частью лопасти 8 упора 22 под действием ветра происходит поворот (складывание) половин лопасти 8 вокруг шарнира 10 и сжатие пружины 28. При этом свободные края лопасти посредством профильного участка 26 переходят на внутренний контур дополнительных замкнутых направляющих 4. Лопасть 8 начинает совершать холостой ход вправо. В это же время средняя часть лопасти 9 своим ползуном 12 сжимает упор 23,края лопасти 9 посредством пружины 28 приоткрываются и переходят на наружный контур дополнительных замкнутых направляющих 5. Ветер и подпружиненный упор 23 при этом полностью раскрывают лопасти 9. Под действием ветра раскрытая лопасть 9 начинает движение влево, совершая рабочий ход. 3140 1 Гибкая связь 15 при этом посредством шкива 19 и муфты свободного хода 21 вращает статор 17 по часовой стрелке. При этом ротор 16 неподвижен, т.к. лопасть 8 совершает холостой ход вправо в сложенном состоянии, а муфта свободного хода 20 проскальзывает. Далее цикл повторяется. Происходит автоматическое попеременное вращение статора и ротора генератора в противоположном направлении и постоянное их относительное вращение. Предлагаемая конструкция ветродвигателя за счет надежной установки лопастей на дополнительных направляющих позволяет изготавливать лопасти с весьма значительными парусностями. А это дает возможность получать энергию даже при весьма слабых ветрах. При использовании легких парусных элементов потери от реверсирования будут незначительны, а КПД выше, чем у существующих ветродвигателей(лопастных с горизонтальной и вертикальной осью вращения). Кроме того, у предлагаемого ветродвигателя будет отсутствовать вредный инфра- и ультразвук, поскольку скорость движения лопастей, движущихся попутно с ветровым потоком, не может превысить скорости ветра. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.