Вітродвигун

Изобретение относится к ветроэнергетике, конкретно к конструкции ветродвигателя с повышенной энергоемкостью, рабочее колесо которого имеет вертикальную ось вращения и может быть использовано в ветроагрегатах с самозапуском и увеличенной мощностью. Известен ветродвигатель, содержащий ветротурбину в виде закрепленных на вертикальном валу криволинейных рабочих лопастей, изогнутых в продольном сечении и обращенных вогнутой стороной к валу, и стартер в виде двух пусковых и тормозных роторов типа Савониуса, размещенных на валу под и над лопастями, причем каждый ротор выполнен в виде упоров и двух криволинейных пластин, снабженных грузами и установленных с возможностью поворота на диаметрально расположенных шарнирах при помощи пружин различной жесткости, взаимодействующих с упорами, при этом шарниры пластин роторов расположены во взаимоперпендикулярных осевых сечениях ротора. К недостаткам конструкции следует отнести ее сложность, необходимость во флюгере и поворотном устройстве. Кроме этого, ветродвигатель имеет усложненный узел отбора мощности с четырех ветроколес. Это связано с большими материалоемкостью и габаритами. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования ветродвигателя за счет того, что на общем вертикальном валу закреплены фактически три ветротурбины, выполненных на основе однотипной двухлопастной ветротурбины с суммированием мощности на одном вертикальному валу, а пусковые роторы легко обеспечивают запуск совмещенной ветротурбины, при этом они не создают большого аэродинамического сопротивления в зоне работы лопастей и равномерно раскручивают лопасти ветром любого направления, что в конечном итоге увеличивает мощность, снижает удельную материалоемкость и улучшает пусковые характеристики ветродвигателя. Поставленная задача решается тем, что в ветродвигателе, содержащем ветротурбину в виде закрепленных на вертикальном валу криволинейных рабочих лопастей, изогнутых в продольном сечении и обращенных вогнутой стороной к валу, и стартер для запуска ветротурбины, согласно изобретению, ветротурбина выполнена аксиально-вертикального типа, составной из двух ветродвигателей типа Дарье, установленных друг над другом, и снабжена, по меньшей мере, двумя дополнительными криволинейными рабочими лопастями, размещенными своими концами с двух сторон упомянутых ветродвигателей посередине их криволинейных рабочих лопастей, а стартер выполнен из двух роторов, причем роторы выполнены с рабочими лопастями в виде искривленных пластин и ориентированы друг относительно друга и относительно рабочих лопастей ветротурбины взаимоперпендикулярно. На фиг.1 и 2 представлены схемы ветродвигателей с рабочими колесами типа Дарье, и вид сбоку; на фиг.3 - 4 - поперечные сечения рабочих лопастей и криволинейных пластин пусковых роторов Ветродвигатель содержит вертикальный вал 1 и закрепленную на нем совмещенную аксиально-вертикальную ветротурбину, составленную из двух ветродвигателей типа Дарье 2 с криволинейными рабочими лопастями 3 с симметричным профилем, изогнутым в продольном сечении, и обращенными вогнутой стороной к валу 1. Ветродвигатели 2 установлены друг над другом и скреплены между собой общим валом 1 и двумя дополнительными криволинейными рабочими лопастями 4, размещенными своими концами 5 (фиг.1, 2) с двух сторон ветродвигателей Дарье 2 посередине их криволинейных рабочих лопастей 3, которые соединены с общим вертикальным валом 1 посредством продольных 6 и наклонных 7 силовых элементов. Ветродвигатель снабжен двумя пусковыми роторами 8 и 9, размещенными на валу 1 между лопастями 3. На лопастях 4 расположены два тормозных устройства 10. При этом каждый пусковой 8 и 9 ротор выполнен из двух криволинейных пластин 11 (фиг.3 и 4), размещенных вокруг вала 1 и обращенных вогнутыми сторонами друг к другу, а роторы 8 и 9 расположены взаимно перпендикулярно. Вал 1 установлен в подшипниковых узлах 12 и 13 и закреплен на опоре 14, соединенной с фермой 15, а на рабочем конце вала 1 в нижней его части расположены электрогенератор с мультипликатором 16. Проводами 17 электрогенератор 16 соединен с регулятором напряжения 18 и аккумулятором 19. Ветродвигатель закреплен талрепами 20. В другом варианте ветродвигателя (фиг.1) лопасти 2 закреплены на силовых элементах 21, которые, в свою очередь, связаны с валом 1 при помощи продольных силовых элементов 6 и подкосов 7. Внутри лопасти 3 по всей ее длине расположена искривленная под требуемым радиусом (фиг.2 - 4) силовая пластина (условно не показано), например, из алюминия. На указанную пластину с двух сторон установлены предварительно искривленные под требуемым радиусом профильные накладки (условно не показаны), например, из дерева или пластмассы, которые скреплены с силовой пластиной винтами или заклепками и дополнительно склеены между собой в контактах. Наружные поверхности лопасти 3 покрыты, например, пропитанной клеящими составами стеклотканью или смолой. После сушки в специальной форме лопастей 3 их рабочие поверхности полируются, и при помощи скоб и шарниров лопасти 3 соединяются свалом 1. Ветродвигатель работает следующим образом. Поток ветра воздействует на активные лопасти пусковых роторов 8 и 9, раскручивает ветротурбину с криволинейными лопастями 3 и 4 до необходимой угловой скорости При достижении этой номинальной скорости и появлении на лопастях 3 и 4 силы Жуковского они переходят на самостоятельный режим работы и все элементы ветротурбины - лопасти 3 и 4 и пусковые роторы 8 и 9 - работают совместно, обеспечивая суммарный вращающий момент на валу 1. Установленный на валу 1 электрогенератор 16 вырабатывает электроэнергию, которая при помощи проводов поступает в аккумулятор и расходуется по мере необходимости. Установка верхнего 8 и нижнего 9 пусковых роторов выполнена таким образом, что верхний повернут относительно нижнего на угол 90° (фиг.3 и 4), что обеспечивает более равномерную раскрутку лопастей 3 и 4 ветром любого направления, оказывает минимум аэродинамического сопротивления и повышает КПД ветродвигателя и его мощность на валу 1. выше номинальных значений включаются в работу При увеличении скорости ветра тормозные устройства 10 - спойлеры, тормозные пластины которых отходят от поверхности лопастей 3 и 4, резко повышая гидравлическое сопротивление лопастей, что приводит к затормаживанию ветротурбины, предотвращая раскрутку ротора вразнос. Это значительно повышает эксплуатационную надежность ветротурби-ны в целом, а составленная фактически из трех ветродвигателей совмещенная ветротурбина значительно увеличивает мощность на валу 1, что приводит к удельному снижению расхода материалов.