Вітродвигун

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в лопастных ветроколесах. Известен ветродвигатель, содержащий установленные на вертикальном валу спицы и связанную с каждой из них посредством пружины поворотную лопасть с регулируемым грузом [Патент Великобритании № 1599653, кл. F 03 D 1/00]. Недостатками ветродвигателя является неравномерность вращения при порывистом ветре. Известен быстроходный ветродвигатель, содержащий закрепленные на валу лопасти, уравновешенные грузом-противовесом [Патент ФРГ № 877188, кл. F 03 D 1/00]. Однако в таком ветродвигателе груз-противовес при вращении испытывает большое аэродинамическое сопротивление и создает тормозящий момент. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому устройству является, выбранный в качестве прототипа, ветродвигатель, приведенный в авт. ев СССР № 1710821, кл. F 03 D 1 /00,1992, содержащий ветроколесо, включающее установленную на валу ступицу с укрепленными на ней лопастью и противовесом, угол установа которого равен 2-3 углам установа лопасти, а длина составляет 0,3-0,6 длины лопасти. Лопасть снабжена по крайней мере одним дополнительным грузом-противовесом, причем параметры лопасти и грузов-противовесов связаны определенной зависимостью. Однако недостатком ветродвигателя является его низкая виброустойчивость на валу и значительные колебания относительно скорости ветра, что приводит к неравномерному вращению ветродвигателя и значительно снижает стабильность его работы. Таким образом, в основу изобретения положена задача создать ветродвигатель, в котором бы обеспечивались условия регулирования момента инерции ветроколеса, бла-годаря чему стабилизировалась бы неравномерность вращения ветроколеса. Поставленная задача решена тем, что в ветродвигателе, содержащем ветроколесо, имеющее установленную на валу ступицу с' укрепленной на ней лопастью, грузы-прото-тивовесы, установленные на лопасти, дополнительно установлена по крайней мере одна лопасть, при этом каждая лопасть снабжена пазом, расположенным в радиальном направлении относительно оси вала, а грузы-противовесы установлены в пазах с возможностью перемещения в радиальном направлении. Такое конструктивное решение ветродвигателя, где ветроколесо обладает переменным моментом инерции (достигается за счет перемещения грузов-противовесов в пазах лопастей ветроколеса), величина которого зависит от скорости вращения ветроколеса, позволяет осуществлять вращение ветроколеса даже при незначительной силе ветра (момент инерции ветроколеса при этом будет минимальным, так как грузыпротивовесы располагаются ближе к оси вращения ветроколеса). При максимальной скорости вращения ветроколеса грузы-противовесы за счет перемещения в пазах лопастей под воздействием центробежной силы увеличивают момент инерции ветроколеса, доведя его до максимального значения. При колебаниях скорости ветра запас инерционности ветроколеса будет их сглаживать, стабилизируя неравномерность вращения ветроколеса, что способствует повышению КПД ветродвигателя и надежности его работы. На чертеже изображён общий вид ветродвигателя. Ветродвигатель содержит ветроколесо, включающее вал Т, на котором подвижно установлена ступица 2, лопасти 3, радиаль-но закрепленные на ступице 2 с помощью спиц 4 и обода 5. Вдоль лопастей 3 выполнены пазы 6, в которых установлены подвижными в радиальном направлении грузы-противовесы 7. Ветродвигатель работает следующим образом. При наличии ветра ветродвигатель вращается за счет возникновения на лопастях аэродинамической силы, которая приводит к появлению крутящего момента на ветро-колесе. При малых скоростях ветра ветроколесо вращается за счет момента инерции лопастей и грузов-противовесов 7, которые располагаются в пазах 6 на минимальном расстоянии от оси вала 1. При увеличении скорости ветра увеличивается сила давления ветра на лопасти, ветроколесо начинает вращаться с большей скоростью и под действием центробежных сил грузы-противовесы автоматически начинают перемещаться в пазах 6 лопастей на большее расстояние от оси вала 1, тем самым увеличивая момент инерции ветроколеса. Это создает условия накопления энергии, которая позволяет длительно вращаться ветроколесу даже после снижения или прекращения силы давления ветра до следующего порыва ветра. По мере уменьшения силы давления ветра на лопасти ветроколесо вращается медленнее и грузыпротивовесы 7 начинают перемещаться к центру оси вращения ветроколеса, например, под воздействием усилия пружины растяжения, прикрепленной одним концом к грузу-противовесу 7, а другим - к ступице 2, автоматически регулируя момент инерции ветроколеса, тем самым повышая виброустойчивость ветроколеса на валу ветродвигателя и снижая его колебания относительно скорости ветра, что стабилизирует работу, повышает КПД и надежность ветродвигателя.