Ветродвигатель

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Гродненский государственный университет имени Янки Купалы(72) Авторы Свило Эдвард Владиславович Богданович Александр Вальдемарович(73) Патентообладатель Учреждение образования Гродненский государственный университет имени Янки Купалы(57) Ветродвигатель, содержащий вертикальный вал, связанный с горизонтальными валами и лопастями, размещенными диаметрально противоположно один к другому, отличающийся тем, что лопасти каждой пары закреплены на горизонтальных валах, установленных в головке ветродвигателя через подшипники с возможностью поворота вокруг своей оси под действием ветра на угол 90. Фиг. 1 Полезная модель относится к ветродвигателям и может быть использована в ветроэнергетике, в ветродвигателях с вертикальной осью вращения. Известны конструкции ветродвигателей, содержащие вертикальные оси вращения и лопасти, меняющие свое положение в пространстве при движении. 68422010.12.30 Общим недостатком предлагаемых ветродвигателей является сложность их конструкций, обусловленная наличием многих взаимосвязей деталей, что снижает КПД, увеличивает металлоемкость и снижает надежность ветродвигателя в целом. В качестве прототипа выбран ветродвигатель, содержащий вертикальную ось, связанную горизонтальным валом с парой лопастей, размещенных диаметрально противоположно друг другу 1. Недостатком этого ветродвигателя является недостаточная эффективность использования энергии ветра, обусловленная тем, что каждая его лопасть при вращении меняет свое положение в пространстве под действием потока и во флюгерной части цикла имеет повышенное сопротивление из-за неизбежного наличия угла атаки, близкого к критическому вследствие ее шарнирного крепления. Указанный выше характер крепления лопастей обусловливает невозможность значительного увеличения единичной мощности вследствие непропорционального роста массы лопастей при увеличении их размеров из-за необходимости увеличения при этом веса лобовых частей лопастей для обеспечения флюгирования в пределах углов атаки менее критического. Цель полезной модели - повышение эффективности использования энергии ветра. Задачей полезной модели является уменьшение сопротивления лопасти при движении ее против ветра. Поставленная задача решается благодаря тому, что в заявляемом устройстве при воздействии ветра обеспечивается автоматическая самоустановка двух лопастей, расположенных диаметрально на горизонтальном валу одной лопасти, движущейся по направлению ветра, - перпендикулярно его потоку, второй лопасти, движущейся против ветра, - параллельно потоку. Таким образом, часть лопастей устройства без дополнительных взаимосвязей под действием ветра занимает положения, создающие вращающий момент, другая часть лопастей оказывается в положении, не препятствующем вращению. Для устойчивого и равномерного вращения устройства минимальное количество пара лопастей - горизонтальный вал должно быть равным двум. Принцип работы ветродвигателя предлагаемой конструкции поясняется фигурами. На фиг. 1 показан главный вид ветродвигателя, на фиг. 2 - ветродвигатель, вид сверху. На фиг. 1 показан ветродвигатель, представляющий собой вертикальный вал 1, способный вращаться под действием ветра вокруг своей вертикальной оси, жестко связанный с головкой 2 через подшипник 3, вращающийся в корпусе 4. Лопасти 5 и 6 установлены на горизонтальном валу 7. Горизонтальные валы установлены в головке ветродвигателя через подшипники 8. Лопасти каждой пары закреплены под углом 90 одна относительно другой с обязательным смещением центра тяжести. Горизонтальные валы с соответствующими лопастями в головке ветродвигателя могут поворачиваться под действием ветра вокруг своей оси между упорами 9 на угол 90. При отсутствии ветра плоскости лопастей под действием силы тяжести будут находиться под углами 45 к горизонтальной плоскости. Появление ветра, при приведенном исходном положении устройства, повернет лопасть 5 с горизонтальным валом 7 и лопастью 6 до упора. Таким образом, лопасть 5 займет вертикальное положение и будет направлена перпендикулярно ветру. Лопасть 6, расположенная на том же валу 7, под действием вертикальной составляющей силы ветра будет поворачиваться одновременно с лопастью 5, займет горизонтальное положение и не будет оказывать сопротивления ветру. На фиг. 2 в исходном положении устройства лопасти 10 и 11 расположены под углами 45 относительно горизонтали, их плоскости совпадают с направлением ветра и они бездействуют. Лопасть 5 в этом положении будет создавать максимальный вращающий момент, который поворачивает устройство против часовой стрелки. Поворот устройства на некоторый угол приведет в действие лопасти 10 и 11. Лопасть 11 под действием вертикальной составляющей силы ветра повернется до упора и окажется в вертикальном поло 2 68422010.12.30 жении, испытывая горизонтальное действие ветра, лопасть 10 займет горизонтальное положение, не препятствующее вращению устройства. При повороте устройства на угол 90 от исходного положения лопасть 11 будет испытывать максимальный вращающий момент, а лопасти 5 и 6, заняв положения 45 к горизонту, будут бездействовать. Полезная модель позволяет повысить эффективность использования энергии ветра,повысить надежность работы ветродвигателя и снижает металлоемкость изделия в целом из-за уменьшения количества используемых деталей и связей. Снижает акустическое влияние на окружающую среду благодаря малым частотам вращения, позволяет увеличивать единичную мощность ветродвигателя. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3