Вітряний двигун

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, а именно к двигателям, работающим на энергии ветра. Известны ветряные двигатели, включающие опору в виде бетонной или металлической конструкции, в верхней части которой жестко закреплен подрамник с поворотным устройством, установлена рама с смонтированными на ней вертикальным крылом стабилизирующим постоянную установку турбины против ветра, турбиной, ось которой закреплена в одной плоскости с вертикальным крылом, на передней части оси жестко закреплены лопасти, на задней электрогенератор или механический привод (Де Рензо, Ветроэнергетика. М., 1982; Перфилов О. Л., Шптарин В.Н. Изобретательство в области ветроэнергетики. Вопросы изобретательства, 1990, №2). Наиболее близким к изобретению по технической сущности является ветряный двигатель, содержащий опору, в верхней части которой жестко закреплен подрамник с поворотным устройством, установлена рама с смонтированными на ней вертикальным крылом-стабилизатором и поперечной турбиной, ось которой закреплена перпендикулярно плоскости вертикального крыла, на оси жестко закреплены лопасти, сечение которых соответствует сдвоенным латинским буквам "гг", по центру оси закреплен шкив, передающий усилие на электрогенератор или механический привод; преимущество такого двигателя перед известными в том, что сила потока ветра воспринимается по всей длине лопасти, а в пространстве, между спаренными! лопастями создается реактивная сила, увеличивающая мощность двигателя (Блинов Б. С. Загадочный импульс. Заметки изобретателя. М., "Молодая гвардия", 1969, с. 88). Недостатком известного ветряного двигателя является то, что при его работе возникает эффект Магн уса (при вращении цилиндрического тела в потоке воздуха оно получит движение в направлении, перпендикулярном потоку), сводящей на нет все его преимущества. Причем сила эта настолько мощная, что при замене крыльев самолета вращающими роторами подъемная сила возрастала в три-четыре раза. В известном двигателе она возникает при давлении ветра на нижние ковши-захваты, при давлении на верхние ковши-захваты, эта сила будет направлена вниз. Из-за такого недостатка известный двигатель не нашел применения. Известны также исследования по гидродинамике, которыми установлено, что две поперечные турбины, закрепленные в жесткой раме, если они вращаются навстречу др уг к другу, дают прибавку к мощности, получаемой каждой турбиной, равную 30% (Блинов Б. С. Загадочный импульс. Заметки изобретателя. М., "Молодая гвардия", 1969, с. 101). В основу изобретения поставлена задача усовершенствования ветряного двигателя, заключающимся в нейтрализации эффекта Магнуса при одновременном повышении его мощности. За счет этого повышаются эксплуатационные характеристики ветряного двигателя, позволяющие строить двигатели большой мощности. Поставленная задача решается тем, что в известном двигателе устанавливается вторая турбина, вращающаяся навстречу первой, лопасти которой в сечении подобны зеркальному отражению лопастей первой турбины и напоминают две маленькие прописные украинские буквы Технический результат достигается тем, что при работе турбин возникающие боковые усилия направлены в противоположные стороны, одновременно, при этом, за счет лучшего использования давления потока воздуха вращающимися навстречу друг др угу турбинами, значительно увеличивается мощность двигателя, для передачи усилия с верхней оси на нижнюю ось, по внешнему диаметру обе турбины находятся в зацеплении. На фиг. 1 показан вид сбоку ветряного двигателя с поперечными турбинами; на фиг. 2 - схема нейтрализации эффекта Магнуса в двух возможных позициях. Ветряный двигатель состоит из опоры 1, установленной на фундаменте 2. В верхней части опоры жестко закреплен подрамник 3 с поворотным устройством, на котором закреплена рама 4. На раме, на тягах 5 установлено вертикальное крыло стабилизатор 6, причем оно может крепиться в двух положениях, перпендикулярно внешним ковшам-захватам - положение А, перпендикулярно внутренним ковшам-захватам положение Б. На раме закреплены также две турбины, верхняя 7 - левого вращения и нижняя 8 - правого вращения с лопастями зеркального отображения, верхней "SS" - 9, нижней - 10. По центру оси турбин 11 жестко крепятся шестерни 12, находящиеся в прямом зацеплении, на нижней оси турбины по центру установлен шкив, через который осуществляется привод на автоматическую коробку передач 13, которая закреплена на раме и связана приводом с электрогенератором 14 и с механическим приводом 15. Технологический процесс работы ветряного двигателя следующий. Движение воздуха, воздействуя на вертикальное крыло-стабилизатор посредством тяг и поворотного устройства, ставит турбины перпендикулярно направлению ветра. Положение А. Поток давит на внешние ковши-захваты на всей длине лопасти, создавая крутящий момент, при этом, верхняя турбина, вращаясь против часовой стрелки, создает усилие Р2, давящее вниз, нижняя турбина, вращаясь по часовой стрелке, создает подъемную силу Р1, эффект Магн уса нейтрализуется. Положение Б. Поток давит на внутренние ковши-захваты, создавая крутящий момент, при этом, верхняя турбина, вращаясь против часовой стрелки, создает подъемную силу Р1, нижняя турбина, вращаясь по часовой стрелке, создает усилие Р2, давящее вниз, эффект Магн уса нейтрализуется. Возникшие усилия верхней и нижней турбины, объединенные через шестерни, находящиеся в прямом зацеплении, передаются на шкив и автоматическую коробку по прямому назначению. Предлагаемое техническое решение позволит использовать поперечные турбины для строительства ветродвигателей большой мощности с значительно высшим КПД и менее металлоемких, чем существующие, возведение которых обойдется дешевле, так как отпадает необходимость устанавливать их на большой высоте, поскольку они более эффективно используют силу ветра. В перспективе не исключена возможность использования их на мобильных средства х, для целей транспорта и создания тяговых усилий.