Роторний вертикально-осьовий вітродвигун

Цей винахід відноситься до вітроенергетики, а саме до роторних вітродвигунів із вертикальною віссю, які можуть бути використані у вітроелектрогенераторах або пристроях для перетворення енергії вітру в електричну енергію. Відомий ротор вітродвигуна з патентної заявки Російської Федерації №2135824, кл. МПК6 F03D7/06, дата заявки 09.10.1996, дата публікації 27.08.1999. Відомий ротор вітродвигуна включає в себе дві лопаті Sподібного профілю, встановлені на вертикальному валі. S-подібні лопаті закріплені на обертових паралельних траверсах, які жорстко зв'язані з вертикальним валом. Більш того, точки закріплення лопатей знаходяться на осі симетрії лопаті за її центром ваги в напрямі від вершини S-подібного профілю лопаті. Недоліком описаного вище відомого вітродвигуна є складність конструкції його ротора, малий діапазон потужностей і відносно низький ккд. Відомий також роторний вертикально-осьовий вітродвигун, наприклад, із патентної заявки Російської Федерації №2096259, кл. МПК6 В63Н13/00, дата заявки 15.11.1993, дата публікації 20.11.1997 (прототип), який виконаний з нижнім й верхнім дисковими кільцями й механізмом повороту лопатей. Вісь кілець співпадає з вертикальною віссю обертання ротора. На нижніх торцях лопатей установлені фіксатори їхнього положення, які можуть входити в отвори, виконані в цих кільцях. Згаданий механізм повороту лопатей виконаний з установленим на нижньому кільці елементом, закріпленим на валі ротора. Недоліком цього відомого роторного вітродвигуна є його недостатня надійність, недостатній діапазон потужностей і недостатньо високий ккд. Метою цього винаходу є збільшення ккд і потужності за рахунок збільшення швидкості обертання ротора й поліпшення його розгінних властивостей. Згідно з цим винаходом пропонується роторний вертикально-осьовий вітродвигун, який включає в себе ротор, обладнаний множиною кронштейнів, встановлених на рівній кутовій відстані один від одного навколо вертикальної осі, і множиною лопаток, з'єднаних у блоки й решітки, який відрізняється тим, що кількість блоків лопаток вибирають у такому діапазоні: два, три; а блоки лопаток виконують у вигляді решітки з чотирьох лопаток, причому лопатки решіток у блоках зміщені відносно осі симетрії кожного блока в напрямі обертання ротора. Доцільно обладнати вітродвигун двома блоками лопаток із решіткою з чотирьох лопаток у кожному блоці, і лопатки решіток у блоках змістити в напрямі за годинниковою стрілкою відносно осі симетрії цих двох блоків; або, в іншому варіанті здійснення, доцільно обладнати вітродвигун трьома блоками лопаток із решіткою з чотирьох лопаток у кожному блоці, і лопатки решіток у блоках змістити в напрямі за годинниковою стрілкою відносно осі симетрії кожного блока. Винахід можна краще зрозуміти з подальшого докладного опису варіанта його здійснення з посиланням на прикладені креслення, на яких: Фіг.1 — схематичне зображення конфігурації решітки з лопаток; Фіг.2 — вид звер ху ротора вітродвигуна; і Фіг.3 — профіль лопатки. Вертикально-осьовий вітродвигун включає в себе ротор 1 із двома симетричними кронштейнами із блоками 2 і 3 аеродинамічних решіток, причому кожний блок у варіанті, якому віддається перевага, складається з чотирьох лопаток 4, виконаних у формі, властивій конфігурації лопаток турбіни. Кронштейни із блоками 2 і 3 аеродинамічних решіток установлені на центральному вертикальному валі 5 на рівній кутовій відстані один від одного навколо нього, а саме 180° один від одного. Профілі лопаток виконані у вигляді дозвукових аеродинамічних профілів (Фіг.3). На Фіг.2 показано, що лопатки 4 решіток у блоці 2 і, відповідно, лопатки 4 решіток у блоці 3 зміщені відносно осі симетрії О-О блоків 2 і 3 у напрямі обертання (указаному стрілкою) ротора 1. Ротор 1 у варіанті здійснення вітродвигуна, що описується, показаний таким, що обертається в напрямі за годинниковою стрілкою. Ефективність запропонованої схеми роторного решіткового вітродвигуна визначається вибором кроку (g) лопаток, кута (jр) установки блока з решіткою, виносу (c) лопаток решітки, величиною коефіцієнта затінення (К3) і значенням хорди (b) профілю лопатки. Установлено, що значення вказаних параметрів можуть знаходитися в межах: — шаг (g) лопатки: 0,4-0,6b, — кут (jh) установки блока з решіткою: 0-5°, — винос (c) лопаток решітки: 0,4-0,6b, — величина коефіцієнта затінення (К3): 0,3-0,5, де b — величина значення хорди профілю лопатки. Однак у процесі випробування моделей з дозвуковими профілями лопаток було встановлено, що оптимальними значеннями вказаних параметрів є такі: — g=0,5b, — jp= 0,5b, — К3