Вітряний двигун

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в ветродвигателях. Известен ветродвигатель, содержащий установленные на вертикальном валу траверсы с размещенными между ними поворотными лопастями, кинематически связанными с механизмом их поворота, генератор и флюгер /1/. Недостатком такого ветродвигателя является сравнительно небольшой КПД из-за сложности выполнения механизма поворота лопастей. Известен ветродвигатель, содержащий каркас, установленное в нем на вертикальном валу ветроколесо с траверсами и размещенными на вертикальных осях поворотными лопастями, кинематически связанными с механизмом поворота с коническими шестернями, укрепленными соответственно на вертикальном валу и одних концах горизонтальных валиков, установленных на каркасе, генератор и флюгер./2/. К недостаткам такого ветродвигателя относится сравнительно небольшой коэффициент полезного действия /КПД/ и мощность, что обусловлено одинаковыми моментами инерции рабочих и холосты х лопастей относительно вала ветроколеса, расходом электроэнергии на работу двигателя механизма поворота лопастей и меньшей общей поверхностью лопастей. Цель изобретения - увеличение КПД и мощности. На чертеже схематично изображен ветродвигатель, общий вид. Ветродвигатель содержит каркас 1, установленное в нем на вертикальном валу 2 ветроколесо с траверсами 3 и размещенными на вертикальных осях поворотными лопастями 4, кинематически связанными с механизмом поворота с коническими шестернями 5, 6, укрепленными соответственно на вертикальном валу 2 и одних концах горизонтальных валиков 7, установленных на каркасе 1, генератор 8, флюгер 9, ве тродвигатель снабжен закрепленным на каркасе 1 полым валом 10 с блоком конических шестерен 11, установленных с возможностью вращения относительно последнего и кинематически связанных с генератором 8, дополнительное ветроколесо с вертикальным валом 12, ветроколеса расположены симметрично относительно полого вала 10, снабжены дополнительными вертикальными осями 13 с консолями 14, на которых размещены вертикальные оси лопастей 4, механизм поворота лопастей снабжен коническими шестернями 15, установленными на других концах горизонтальных валиков 7, шестерни 6 каждого валика 7 взаимодействуют с шестернями 5 на валах 2 и 12 ветроколес, а шестерни 15 взаимодействуют с блоком конических шестерен 11, звездочками 16, 17, 18 и 19. Звездочки 16 установлены на цапфах лопастей 4, звездочки 17 - на дополнительных вертикальных осях 13, звездочки 18 - на траверсах 3 ветроколес концентричне дополнительным вертикальным осям 13 и звездочки 19 установлены на каркасе 1 концентрично вертикальным валам 2 и 12 ветроколес. Звездочки 18 и 19 закреплены неподвижно, имеют диаметр, равный диаметру звездочек 17 дополнительных вертикальных осей 13 и вдвое меньше, чем диаметр звездочек 16, установленных на цапфах лопастей 4. При этом звездочки 16 связаны цепными передачами 20 со звездочками 18 на траверсах 3, звездочки 17 связаны цепной передачей 21 со звездочками 19 на каркасе 1, а флюгер 9 установлен на полом валу 10. Ветродвигатель работает следующим образом. Под действием бокового ветра флюгер 9 поворачивается в горизонтальной плоскости вместе с полым валом 10, каркасом 1 и установленными на нем двумя ветроколесами до тех пор, пока не расположится по направлению ветра. При этом, благодаря кинематической связи лопастей 4 с механизмом поворота, одни из лопастей холостые лопасти, расположенные вблизи пустотелого вала 10 на меньшем расстоянии от осей валов 2, 12, устанавливаются в плоскостях, параллельных направлению ветра, и создают на валах 2, 12 меньший крутящий момент, чем противоположные им внешние рабочие лопасти, устанавливающиеся перпендикулярно или под углом к направлению ветра и на большем расстоянии от валов 2, 12 ветроколес. Это вызывает вращение валов 2 и 12 в противоположные стороны, которое через конические шестерни 5 на валах 2, 12, шестерни б и 15 горизонтальных валиков 7 и блок конических шестерен 11 на пустотелом валу 10 передается кинематически связанному с ними валу генератора 8. Одновременно при вращении валов 2, 12 с траверсами 3 и дополнительными осями 13 вокруг звездочек 19, закрепленных на каркасе 1 концентрично валам 2, 12 и связанных цепными передачами 21 со звездочками 17 на дополнительных осях 13, цепные передачи 21 обегают звездочки 19. Это вызывает поворот звездочек 17 с осями 13 и их консолями 14 вокруг собственных осей на угол, равный углу поворота ветроколес, во время которого консоли 14 перемещают рабочие лопасти навстречу ветр у вокруг осей 13. В то же время поворот осей лопастей 4 вместе со звездочками 16, связанными цепными передачами 20 с вдвое меньшими по диаметру звездочками 18, неподвижно закрепленными на траверсах 3 ветроколес, вызывает поворот лопастей 4 вокруг собственных осей на угол, равный половине угла поворота ветроколес. В результате этого рабочий ход лопастей 4 продолжается на протяжении более 3/4 полного оборота ветроколес.