Ветродвигатель

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Автор Северянин Виталий Степанович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Ветродвигатель, состоящий из диска с закрепленными по его периферии лопастями,электрогенератора, шкива, отличающийся тем, что диск имеет отверстия и ось диска,входящую в ось шкива, причем ось диска и ось шкива стыкуются шлицевым соединением,ось шкива располагается в подшипнике, который закреплен на корпусе, корпус имеет на периферии кольцо и опору, на опоре установлен электрогенератор, при помощи шкива,соединенного с осью диска, внутри опоры смонтированы скользящие контакты, опора надета на стойку, внутри которой проходит электропроводка.(56) 1. Илие В. и др. Использование энергии ветра. Всесоюзный научно-технический информационный центр. - М., 1990. - С. 119, рис. 6.27 (аналог). 2. Кажинский Б.Б. Ветросиловые установки. - М. - Л. Государственное издательство,1928. - С. 152-154, рис. 72 (прототип). Ветродвигатель относится к энергетике и может быть использован для выработки электроэнергии. Известны ветродвигатели с поперечным потоком воздуха 1, конструктивная форма их подобна ротору центробежного вентилятора. Недостаток аналогов - работа только части лопастей со стороны направления ветра, т.е. остальные лопасти (порядка половины) движутся вхолостую, эффективность использования энергии ветра невысокая. Известны ветродвигатели, состоящие из диска с закрепленными на нем лопастями 2,которые образуют рабочие каналы, по которым распределяется струя ветра, расходящегося по всем лопастям. Недостаток прототипа - большое ветровое давление на плоскость диска - приводит к большим осевым усилиям, усложняющим работу подшипников, редуктора, электрогенератора. Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в том, чтобы нейтрализовать осевое усилие диска с лопастями на подшипники путем создания воздушной подушки, на которой способен вращаться диск без соприкосновения с неподвижными частями ветродвигателя. Технический результат - ветродвигатель с повышенной надежностью эксплуатации благодаря уменьшению трущихся элементов. Это достигается тем, что ветродвигатель состоит из диска с закрепленными по его периферии лопастями, диск имеет отверстия и ось диска, входящую в ось шкива, причем ось диска и ось шкива выполнены в виде шлицевого соединения, позволяющего перемещаться диску в осевом направлении, ось шкива располагается в подшипнике, который закреплен в корпусе, корпус имеет по периферии кольцо и опору трубчатого типа, на опоре установлен электрогенератор, при помощи шкива, соединенного с осью диска, внутри опоры смонтированы скользящие контакты, опора надета на стойку, внутри которой проходит электропроводка. На чертеже представлена конструкция ветродвигателя фиг. 1 - вид спереди (условно показана правая часть), фиг. 2 - поперечное сечение, фиг. 3 - форма лопасти. Обозначения диск - 1, отверстие - 2, лопасть - 3, корпус - 4, кольцо - 5, ось диска - 6, ось шкива - 7,шлицевое соединение - 8, подшипник - 9, шкив - 10, электрогенератор - 11, опора - 12,скользящие контакты - 13, электропроводка - 14, стойка - 15. Стрелки - движение воздуха. Ветродвигатель состоит из диска 1 в виде плоского круга с отверстиями 2 произвольной формы, их общая величина примерно равна оставшейся части диска 1. На краях диска 1 закреплены лопасти 3, причем часть лопасти на диске расположена под углом к радиусу диска, а часть лопасти вне диска отогнута по радиусу диска 1 и закручена в виде пропеллера, как показано на фиг. 1 и 3. Корпус 4 (фиг. 2) представляет собой плоскую круглую стенку, на краях которой прикреплено кольцо 5, оно образует полость между подвижным диском 1 и неподвижным корпусом 4. Кольцо 5 к диску 1 не крепится. Ось диска 6 способна скользить в оси шкива 7 благодаря шлицевому соединению 8(это линейные выступы и впадины на этих осях). Ось шкива 7 смонтирована в подшипнике 9, который закреплен на корпусе 4. Шкив 10 (например, ременного типа) связывает диск 1 с электрогенератором 11, установленным на корпусе 4. Последний соединен снизу с полой опорой 12, внутри которой имеются скользящие контакты 13 подвижные соединены с электрогенератором 11, неподвижные выводятся наружу электропроводкой 14 через стойку 15 (фиг. 2). 2 50402009.02.28 Действует ветродвигатель следующим образом. Диск 1 всегда поворачивается навстречу направлению ветра (аэродинамическая особенность плоских симметричных тел устанавливаться перпендикулярно потоку, например диск Эйлера). Часть потока через отверстия 2 попадает за плоскость диска 1, основная поворачивается на лопасти 3, производя на них касательное усилие из-за их углового положения. Часть потока воздуха вне диска 1 действует на внешнюю, пропеллерную часть лопасти 3, сообщая добавочное окружное усилие. Благодаря отклонению потока воздуха лопастями диск 1 вращается (в данном случае - по часовой стрелке). Воздух, прошедший через отверстия 2, создает повышенное давление в полости между диском 1 и корпусом 4,оно больше, чем давление ветра на диск 1, т.к. справа (фиг. 2) поток растекается, слева зажат корпусом 4 и диском 1, его небольшая часть выходит из зазора между кольцом 5 и диском 1. Так создается воздушная подушка, немного отодвигающая диск 1 от кольца 5. Поэтому при вращении диск 1 не задевает кольцо 5, что предупреждает износ их частей,резко уменьшает трение. Крутящий момент при помощи оси диска 6 через шлицевое соединение 8 и ось шкива 7 шкивом 10 передается непосредственно на ротор электрогенератора 11. При этом работа подшипника 9 и подшипников электрогенератора облегчается,т.к. на них не передается осевое усилие, и только эти подшипники создают трение в ветродвигателе. Выработанный электроток подается на скользящие контакты 13, благодаря которым при любом повороте диска 1 и корпуса 4 электропроводка 14 через опору 12 и стойку 15 связывает электрогенератор 11 с потребителем энергии. Изготовленная и опробованная модель ветроколеса данного принципа подтвердила работоспособность устройства. Технико-экономическая эффективность заключается в решении задач энергосбережения созданием простого, надежного, эффективного ветродвигателя для небольших автономных потребителей электроэнергии. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3