Вітродвигун

1. Вітродвигун, що містить поворотну головку з вітроколесом, вісь обертання якого розміщено горизонтально, додаткові вітроколеса, генератори і нерухому опору, при цьому додаткові вітроколеса і генератори розміщено на лопатях вітроколеса, який відрізняється тим, що на кожній лопаті вітроколеса встановлено декілька генераторів, що з'єднано з одним додатковим вітроколесом за допомогою зубчастої передачі. 2. Вітродвигун за п. 1, який відрізняється тим, що зубчасті передачі виконано таким чином, що вали генераторів однієї лопаті обертаються у різних напрямках, а осі їх обертання розміщено паралельно. (19) (21) a200505043 (22) 27.05.2005 (24) 10.10.2007 (72) ГОЛУБЕНКО МИКОЛА СТЕПАНОВИЧ, U A, ДОВГАЛЮК СЕРГІЙ ІВАНОВИЧ, U A, КАДАЦЬКИЙ ОЛЕКСАНДР ЛЕОНІДОВИЧ, U A, ФЕЛЬДМАН ОЛЕКСАНДР МИ ХАЙЛОВИЧ, U A (73) ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ ВІДПОВІДАЛЬНІСТЮ "ПРОЕКТНОКОНСТРУКТОРСЬКЕ-ТЕХНОЛОГІЧНЕ БЮРО "КОНКОРД", UA (56) UA 49970, 15.10.2002 UA 20021210254, 15.07.2004 UA 2003054349, 15.11.2004 UA 55513, 15.04.2003 US 5151610, 29.09.1992 3 80576 вітроколіс таким чином, щоб центр їх сумісної ваги було суміщено з віссю лопаті вітроколеса, або розміщено найближче до неї, щоб уникнути великих згинальних моментів, які будуть діяти на лопать. Тому у другому аналогу лопаті вітроколеса виготовляють з двох частин. На корневу частину лопаті вітроколеса (ту, що встановлено на маточині) закріплюють генератор з додатковими вітроколесами, а кінцеву, др угу частину лопаті, вітроколеса закріплюють на генераторі. Це призводить до того, що корпус генератора сприймає великі відцентрові сили, котрі діють на кінцеві частини лопатей вітроколеса, і можуть досягати ста і більше тон для потужних вітродвигунів. До того через великі відцентрові і гіроскопічні сили, які діють на генератори, корневі частини лопатей вітроколеса і генератори закріплюють нерухомо, а рухомими роблять лише кінцеві частини, що зменшує коефіцієнт корисної дії додаткових вітроколіс і збільшує аеродинамічні сили, що діють на лопаті вітроколеса, особливо при великій швидкості вітру. Таким чином, другий аналог по сукупності ознак, що збігаються з суттєвими ознаками пристрою, що заявляється, і по призначенню більш близький до пристрою, що заявляється, і тому його прийнято за прототип. Наявності в прототипі сукупності ознак, що збігаються з частиною суттєвих ознак пристрою, що заявляється, недостатньо для одержання технічного результату, який очікується від пристрою, котрий заявляється, тому що у прототипі не можливо позбавити генератори дії відцентрових сил, що діють на кінцеві частини лопатей вітроколеса. До того ж при зростанні потужності вітродвигуна вага генераторів і відстань між ними і віссю обертання вітроколеса зростають пропорційно потужності вітродвигуна, що призводе до зростання відцентрових сил, котрі діють на них і, відповідно, на корневі частини лопатей вітроколеса і його маточину, у майже квадратичній залежності від потужності вітродвигуна. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення вітродвигуна шляхом розміщення на кожній лопаті вітроколеса декількох генераторів, котрі з'єднано з одним додатковим вітроколесом за допомогою зубчастої передачі, а також виконання зубчастих передач таким чином, що вали генераторів однієї лопаті обертаються у різних напрямках, а осі їх обертання розміщено паралельно, і одержання в результаті вказаних удосконалень можливості розміщення генераторів за межами лопатей вітроколеса без зростання згинальних моментів, що діють на лопаті вітроколеса, зменшення ваги генераторів і відцентрових сил, що діють на них, ваги лопатей і маточини вітроколеса, вартості вітроколеса і, відповідно, вітродвигуна, а також взаємної компенсації гіроскопічних моментів, що діють на генератори, і, відповідно, на лопаті вітроколеса і пристрої повороту лопатей вітроколеса (у випадку їх використання). Суттєвими ознаками, що характеризують пристрій, котрий заявляється, є: наявність 4 поворотної головки з вітроколесом, додаткових вітроколіс, генераторів, нерухомої опори, розміщення додаткових вітроколіс і генераторів на лопатях вітроколеса, горизонтальне розміщення осі обертання вітроколеса, наявність на кожній лопаті вітроколеса декількох генераторів, котрі з'єднано з одним додатковим вітроколесом за допомогою зубчатої передачі, а також виконання зубчасти х передач таким чином, що вали генераторів однієї лопаті обертаються у різних напрямках, а осі їх обертання розміщено паралельно. Відмінними від прототипу суттєвими ознаками є: наявність на кожній лопаті вітроколеса декількох генераторів, котрі з'єднано з одним додатковим вітроколесом за допомогою зубчатої передачі, а також виконання зубчастих передач таким чином, що вали генераторів однієї лопаті обертаються у різних напрямках, а осі їх обертання розміщено паралельно. З них відмінними від прототипу суттєвими ознаками і необхідними для одержання зазначеного технічного результату в будь-яких варіантах виконання пристрою, що заявляється, чи умовах його використання (варіантах і умовах на які поширюється правовий захист) є: наявність на кожній лопаті вітроколеса декількох генераторів, котрі з'єднано з одним додатковим вітроколесом за допомогою зубчастої передачі. Ознаками, що характеризують пристрій, котрий заявляється, лише в окремих випадках, а саме в конкретних формах виконання, є: виконання зубчастих передач таким чином, що вали генераторів однієї лопаті обертаються у різних напрямках, а осі їх обертання розміщено паралельно. Наявність на кожній лопаті вітроколеса декількох генераторів, котрі з'єднано з одним додатковим вітроколесом у сукупності з відомими ознаками (наявністю поворотної головки з вітроколесом, додаткових вітроколіс, генераторів, нерухомої опори, розміщенням додаткових вітроколіс і генераторів на лопатях вітроколеса і горизонтальним розміщенням осі обертання вітроколеса), дозволяє розмістити генератори по обидва боки від лопаті, таким чином, що центр їх сумісної ваги співпадає з віссю лопаті вітроколеса і, відповідно, виключити передачу на генератори будь-яких навантажень з боку лопаті вітроколеса. До того ж наявність декількох генераторів (їх кількість не обмежено) дозволяє при змінах швидкості вітру змінювати кількість працюючих генераторів, що спрощує управління вітродвигуном. З'єднання генераторів з додатковими вітроколесами за допомогою зубчастих передач разом з зазначеними вище ознаками дозволяє використати швидкохідні і, відповідно, більш легкі і дешеві генератори, що суттєво важливо для вітродвигунів великої потужності. До того ж зубчаста передача дозволяє генераторам обертатися у різних напрямках. Виконання зубчастих передач таким чином, що вали генераторів однієї лопаті обертаються у різних напрямках, а осі їх обертання розміщено 5 80576 паралельно, дозволяє взаємно компенсувати гіроскопічні моменти, котрі діють на лопать вітроколеса з боку генераторів під час обертання вітроколеса, що зменшує навантаження на лопать вітроколеса і пристрої повороту лопаті вітроколеса (у випадку їх використання). Для більш детального роз'яснення роботи пристрою, що заявляється, далі представлено його опис і креслення, де на Фіг.1, Фіг.2 схематично зображено його загальний вигляд, а на Фіг.3, Фіг.4 - розміщення генераторів на лопаті вітроколеса і зубчаста передача, котрою їх з'єднано з додатковими вітроколесами. Пристрій, котрий заявляється, містить нерухому опору 1 (Фіг.1), поворотну головку 2 з вітроколесом, на лопатях 3 якого розміщено швидкохідні генератори 4, котрі з'єднано зубчастою передачею 5 (Фіг.3) з додатковими вітроколесами 6, при цьому половина генераторів має додаткову з убчасту передачу 7 для зміни напрямку обертання їх валів, до того ж осі обертання валів генераторів 4 розміщено паралельно. Робота пристрою здійснюється наступним чином. Під дією вітру вітроколесо обертається разом з додатковими вітроколесами 6 (Фіг.1, Фіг.2), які обертаються і за допомогою зубчастої передачі 5 (Фіг.5) обертають вали генераторів 4, що виробляють електричний струм. Зубчаста передача 5 збільшує швидкість обертання валів генераторів 4 по відношенню до швидкості обертання додаткових вітроколіс 6 і забезпечує можливість використання швидкохідних генераторів 4. Генератори 4 розміщено симетрично по відношенню до лопаті вітроколеса 3 (Фіг.4) і, таким чином, взаємно компенсуються діючі на лопать згинальні моменти від дії відцентрових сил на генератори 4. До того ж половина генераторів 4 має додаткову зубчасту передачу 7 тому їх вали обертаються в різних напрямках і взаємно компенсують гіроскопічні моменти, котрі виникають у генераторах 4. При змінах швидкості вітру змінюють швидкість обертання вітроколеса (наприклад, поворотом його лопатей) для забезпечення постійної швидкості обертання додаткових коліс 6. При значних змінах швидкості вітру відключають або підключають частину генераторів 4. При змінах напрямку вітр у поворотну головку 2 повертають і весь час орієнтують вітроколесо на вітер. Таким чином пристрій, котрий заявляється, має суттєві переваги перед прототипом і іншими відомими пристроями аналогічного призначення. 6 7 80576 8