Ветродвигатель

(51)03 3/04 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявители Научно-исследовательское и проектное республиканское унитарное предприятие БЕЛТЭИ Сивачев Валентин Павлович Мазурин Геннадий Владимирович(72) Авторы Сивачев Валентин Павлович Мазурин Геннадий Владимирович(73) Патентообладатели Научно-исследовательское и проектное республиканское унитарное предприятие БЕЛТЭИ Сивачев Валентин Павлович Мазурин Геннадий Владимирович(57) Ветряной двигатель, содержащий статор и ротор, причем статор имеет неподвижные прямые лопатки и конусообразные основание и перекрытие, концентрирующие и завихряющие поток воздуха до поступления его на лопатки ротора, отличающийся тем, что лопатки ротора плавно изогнуты в сторону, противоположную направлению вращения ротора, а выходные кромки лопаток ротора имеют радиальное направление и удалены от центра окружности ротора на расстояние, обеспечивающее возможность прохода воздуха на лопатки противоположной стороны последнего. 8184 1 2006.06.30 Предлагаемое изобретение относится к ветряным двигателям с осью вращения перпендикулярной направлению ветра с неподвижными ветронаправляющими средствами. Существует авторское свидетельство 1534204 А, 1990 г. Многоярусный ветродвигатель, имеющий неподвижные направляющие аппараты. Лопасти этих аппаратов имеют дугообразные поперечные сечения, каждый аппарат выполнен в виде пустотелого кока с закрепленными на его поверхности наружными и внутренними лопатками. Такие направляющие аппараты очень сложны в изготовлении и эксплуатации. Имеется авторское свидетельство 987160, 1983 г. Ветродвигатель. В нем ветродвигатель содержит на вертикальном валу ветроколесо и расположенные на его окружности неподвижные конфузорные сопла. Т.е. направляющий аппарат выполнен из конфузорных сопел. Недостатком такого направляющего аппарата является большое аэродинамическое сопротивление и низкий к.п.д. ветродвигателя. Как описывается в авторском свидетельстве, для повышения к.п.д. дополнительно устанавливается еще одно ветроколесо, т.е. конструкция ветродвигателя усложняется. В авторском свидетельстве 408049, 1974 г., как и в упомянутом выше 987160,рассматривается ветродвигатель, содержащий закрепленное на вертикальном валу лопастное колесо и тангенциально размещенные по всей его окружности конфузорные сопла. Недостатки те же. Ветроустановка по патенту РФ 2028504 С 1, 1995 г. имеет два конуса, установленных соосно с двух торцов ярусов лопаток и обращенных вершинами один к другому. Но эти конусы конструктивно расположены на выходе воздуха из ветроустановки. Для концентрации поступающего на нее воздуха предусмотрен вращающийся раструбконцентратор с флюгером. Конструкция ветроустановки очень усложнена. Имеется ветродвигатель по патенту Франции 2520057 А 1, 1983 г. Он имеет статор с плоскими основанием и перекрытием. Лопатки статора выполнены несколько наклонно к его радиусу, но расположены редко и у выхода имеют утолщение. Это говорит, что он не является завихрителем, а увеличивает несколько объем забираемого воздуха. Основой вращения ротора являются его круто загнутые лопатки, которые могут работать по типу чашечного анемометра. Имеется ветроэлектрический агрегат по авторскому свидетельству 542016, 1977 г.,содержащий вертикальное барабанное рабочее колесо и снабженное направляющим аппаратом, лопатки которого размещены вокруг колеса, а внутри колеса расположен еще один подвижный направляющий аппарат или аппарат в виде тела вращения, ограниченного псевдосферой. Недостатком этого агрегата является усложнение конструкции двумя направляющими аппаратами и консольное крепление ротора, делающее его ненадежным в эксплуатации. Наиболее близким аналогом (прототипом) является ветродвигатель по патенту США 4162410 А, 1979 г. Как и в заявленном изобретении, он имеет неподвижные ветронаправляющие лопатки статора, повышающие скорость воздушного потока поступающего на ротор. Но при этом он имеет радиальные лопатки, а в заявленном изобретении лопатки статора устанавливаются под углом к радиусу статора (ротора). При этом воздушный поток завихряется и воздействует на лопатки ротора, придавая последнему вращательное движение. В прототипе статор имеет плоские основание и перекрытие. В заявленном изобретении основание и перекрытие статора имеют два конуса, обращенные вершинами друг к другу и увеличивающие приток воздуха в ветродвигатель. В прототипе ротор выполнен из крыловидных лопастей, установленных плоскостями перпендикулярно к радиусу ротора и на периферийной его окружности. Вращение ротора происходит за счет того, что кромки крыльев с одной стороны утолщены и закруглены, а с другой стороны заострены. Воздушный поток подталкивает закругленные кромки, а заостренные разрезают воздух и движутся впереди. В заявленном ветродвигателе ротор вы 2 8184 1 2006.06.30 полнен из радиальных лопаток. Только периферийная входная часть лопаток загнута назад по ходу вращения. При этом касательная плоскость к входной кромке лопатки ротора находится в одной плоскости с плоскостью лопатки статора при вращении ротора и их пересечении, т.е. осуществляется безударный вход воздушного потока на лопатки ротора,что уменьшает аэродинамическое сопротивление на входе в ротор. Побуждение к вращению ротора происходит при движении воздушного потока по кривой поверхности лопаток ротора вследствие появляющейся центробежной силы, действующей на движущийся поток воздуха. В прототипе пуск ветродвигателя производится за счет постороннего источника электрического тока с использованием при этом электрогенератора ветродвигателя в качестве электромотора. Это является недостатком всей конструкции ветродвигателя. Заявленный ветродвигатель не требует постороннего источника электроэнергии и самостоятельно начинает вращаться при малых скоростях ветра. Цель изобретения - создание нового, более простого и надежного ветродвигателя, работающего при малых скоростях ветра. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в нем применяется специальное устройство для увеличения заборной массы воздушного потока в виде двух конусов статора, в результате чего увеличивается скорость ветра на входе в ротор ветродвигателя. Для завихрения воздушного потока лопатки статора устанавливаются под небольшим углом к радиусу статора (ротора). Для уменьшения аэродинамического сопротивления проходу воздуха через ветродвигатель лопатки статора выполняются прямыми, вход потока воздуха на лопатки ротора выполняется безударным. Выходной поток воздуха с фронтовых лопаток проходит через центр ротора на тыловые лопатки,для чего лопатки ротора выполняются укороченными, не доходя до центра ротора. Далее воздушный поток попадает в расширяющееся пространство выходных лопаток статора. По существу, благодаря конусам статора, безударному проходу потока воздуха через лопатки статора и ротора в ветродвигателе происходит процесс подобный прохождению воздуха в трубе Вентури на входе в статор - сужение потока конусами, проход в роторе - проход в горловине, где повышается скорость, и на выходе - расширение потока воздуха конусами статора. На прилагаемых фиг. 1 и 2 представлена схема ветродвигателя. В состав его входят неподвижная часть-статор 1,подвижная вращающаяся часть- ротор 2. Статор 1 имеет основание 3 и перекрытие 4 в виде усеченных конусов. Углы образующих этих конусов с горизонталью - 1 и 2. Диаметр основания - Д 1, перекрытия Д 2. Высота статора-Н. Статор имеет прямые лопатки 5, закручивающие поток воздуха в ту или иную сторону (на фиг. 2 - против хода часовой стрелки, если смотреть на статор сверху). Ротор имеет нижний (6) и верхний (7) диски, к которым прикреплены плавно загнутые назад (по ходу вращения) лопатки 8. Ротор крепится в подшипниках, находящихся в основании и перекрытии статора. При этом, чем больше углы 1, 2, высота Н и диаметры Д 1 и Д 2, тем большая масса воздуха поступает на ротор двигателя и тем большая его мощность. Статор не только закручивает поток воздуха по ходу вращения, но и является концентратором воздуха. Мощность ветродвигателя также зависит от диаметраи высотыротора. Углы между выходными кромками лопаток статора и касательной к окружности статора 1 и углы между касательной к окружности ротора и входной кромки лопатки ротора 2 должны быть равными (12). Выходные кромки лопаток ротора должны иметь радиальное направление и не доходить до центра окружности ротора для возможности прохода воздуха на противоположные тыловые лопатки (как показано стрелками на фиг. 2). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4