Вітродвигун

1. Вітродвигун має в собі турбіну, змонтовану на вертикальному валу, направляючий апарат з флюгером та конфузором, який відрізняється тим, що направляючий апарат, виконаний у вигляді порожнього корпусу, що облягає турбіну, з відкритим до вітрового потоку розтрубом і має спільну вісь обертання з турбіною, при цьому вн утрішній контур борту корпусу описаний лекальною кривою і ексцентричний відносно осі обертання турбіни з таким розрахунком, щоб вітровий потік пролетів розтруб корпусу, руха вся по конфузору, 37701 лею та днищем корпусу направляючого апарату, а боковими кромками об'єднує зовнішній край розтрубу з кінцем лекально описаного борту у горизонтальної осі турбіни, а також безпоседньо під направляючим відкосом у лекально описаного борту корпусу направляючого апарату виконаний отвір для викидання відпрацьованого вітряного потоку у порожнину, обмежену направляючим відкосом кінцевою частиною лекально описаного борту корпусу направляючого апарату, частиною покрівлі та днища, що дозволить задіяти вітровим потоком усі лопасті турбіни та використати ефект конфузору. На фіг. 1 показана планова проекція вітродвигуна. На фіг. 2 показана профільна проекція вітродвигуна. Як бачимо з фіг. 1, вітродвигун складається з двох основних вузлів турбіни 1, змонтованої на вертикальному валу 2, та направляючого апарату 3 з направляючим відкосом 4. Вaл 2 турбіни 1 проходить крізь днище 5 направляючого апарату 3 та покрівлю висотного спорудження 6, виходить своїм нижнім кінцем в машинне відділення (умовно не показано), де передає крутячий момент турбіни 1 енеpгoприймачу. У покрівлі висотного спорудження 6 вал 2 має опору у підшипниковому вузлі 7. На верхній площині покрівлі висотного спорудження викладено та жорстко закріплено кільцевий монорельс 8, котрий своїм центром збігається з віссю вала 2 турбіни 1. На кільцевому монорельсі 8 через шасі 9 установлено направляючий апарат 3. Направляючий апарат 3 виконано у ви гляді порожнього корпусу з розтрубом 10 для приймання вітрового потоку і може бути виконаний з листового та профільного матеріалу. Він складається з днища 5, покрівлі 11, борту 12, направляючого відкосу 4 та флюгера 13. Внутрішній простір корпусу направляючого апарату 12 складається з двох постійно звужуючихся по ходу вітрового потоку і взаємно прилягаючих у вертикальної осі розтрубної та турбінної порожнин. Розтрубна порожнина конструктивно складена назовні козирками днища 5, покрівлі 6, боковою прямолінійною ділянкою борту 12 та направляючим відкосом, котрий з'єднує своїми боковими кромками зовнішній край розтруба з кінцевою частиною лекально описаного борту 12. Борт 12 складається з взаємно прилягаючих до вертикальної осі прямолінійної, розгорнутої під тупим кутом, та криволінійної ділянок. Криволінійна ділянка борту 12 описана лекальною кривою з розвитком до 270° від верхньої точки вертикальної осі до горизонтальної, при цьому віддалення від зовнішнього кола турбіни 1 до точки прилягання прямолінійної ділянки з криволінійним бортом 12 по вертикальній осі найбільше, а від кінцевої точки лекально описаної кривої, що лежить на горизонтальній осі до зовнішнього кола турбіни 1, найменше. При такій конструкції корпусу контур борту 12 буде ексцентричним відносно спільної осі обертання турбіни 1 направляючого апарата 3. При цьому між бортом 12 і зовнішнім колом турбіни 1 утворюється канал, що плавно звужується. Обмежений зверху покрівлею 11, а знизу днищем 5, канал перетворюється в конфузор. Під направляючим відкосом 4 в кінцевій частині лекально описаного борту 12 виконано отвір для викиду відпрацьованого вітрового потоку. Днище 5 та покрівля 11 у плані мають спільну геометрію і при збиранні вітродвигуна компактно закривають розтрубну та турбінну порожнини. До нижньої площини днища 5 жорстко прикріплюються каретки шасі 9, а на покрівлі 11 закріплений флюгер 13. Вітродвигун працює наступним чином. У робочому положенні вітродвигуна направляючий апарат 3 в залежності від напряму вітру під діянням флюгера 13, повертаючись на шасі 9 по кільцевому монорельсу 8 орієнтується розтрубом точно проти вітру. Повітряний потік, вриваючись у конфузорну порожнину розтрубу, завдяки кінематичній складовій Д. Бернуллі, одержує прискорення, котрим подають динамічний тиск на першу чверть лопастей турбіни 1, приводячи останню в обертальний рух. Потім повітряний потік влітає у конфузорний канал, утворений зовнішнім колом турбіни 1 і лекально описаною поверхнею борту 12, одержує додаткове прискорення, яким діє на останні три чверті лопастей турбіни 1. Пролетівши до кінця конфузору і віддавши свою енергію турбіні, вітровий потік викидається через отвір в кінцевій частині лекально описаного борту 12 у відкриту порожнину під направляючим відкосом 4, де за допомогою останнього, а також кінцевої частини борту 12, частиною покрівлі, та днища 5 виводиться у зовнішнє середовище з вітродвигуна. Таким чином, у даній конструкції вітродвигуна вітровим потоком будуть задіяні всі лопасті турбіни, до того ж завдяки ефекту конфузору енергія вітрового потоку буде значно збільшена. Наявність цих двох факторів забезпечить збільшення коефіцієнту використання енергії вітрового потоку у запропонованій конструкції вітродвигуна. 2 37701 Фіг. 1 Фіг. 2 3 37701 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4