МПК F03D 3/00 ветряной двигатель с вертикальной осью вращения

Изобретение относится к области ветряных двигателей с вертикальной осью вращения
для преобразования энергии ветра в механическую энергию.

Механическую энергию  можно преобразовать в другие виды энергии – например, электрическую.
Известен ветряной двигатель  с вертикальной осью вращения, на  которой закреплены
рычаги. На рычагах установлены вертикальные оси с подвижными лопатками (плоскими
парусами), ограниченные в своем перемещении упорами (см.патент Ф.Р.Г. № 033337490
за 1985г.).
Недостатком указанного ветряного двигателя является низкий к.п.д.. На каждом рычаге установлена одна плоская лопатка, которая испытывает значительное лобовое сопротивление при движении. Не создает дополнительной энергии при движении лопаток против ветра.
Известен ветряной двигатель (см.патент Франции №2494781 за 1982г.)имеющий вертикальную ось, на которой в верхней и нижней частях закреплены рычаги. На рычагах установлены вертикальные оси с подвижными лопатками. Лопатки ограниченны в своем
перемещении колодками и ограничителями.

Недостатком указанного ветряного двигателя является низкий к.п.д..

При работе ветряного двигателя по ветру плоские лопатки испытывают значительное  лобовое сопротивление. За счет этого снижается к.п.д.. При движении лопаток против ветра, лопатки разворачиваются ребром к ветру и не создают дополнительной энергии.
Целью настоящего изобретения является повышение к.п.д. ветряного двигателя.
Цель достигается тем, что в ветряном двигателе имеющим вертикальную ось, на которой
в верхней и нижней частях закреплены рычаги на которых установлены вертикальные оси с подвижными лопатками, ограниченные в своем перемещении колодками и ограничителями, на каждом рычаге расположены несколько колодок таким образом,
что несколько плоских лопаток прижимаясь к колодкам, создают аэродинамический профиль (расположены по дуге). Для повышения к.п.д. ограничители расположены так, чтобы угол между плоскостью проходящей через ось двигателя и ось лопатки и плоскостью проходящей через рабочую поверхность ограничителя и ось лопатки был больше 90 и меньше 180.
Увеличение к.п.д. в данном ветряном двигателе происходит за счет того, что на каждом рычаге расположены несколько колодок таким образом, что несколько плоских лопаток прижимаясь к колодкам, создают аэродинамический профиль (расположены по дуге)
при работе по ветру. За счет этого уменьшается лобовое сопротивление и увеличивается давление на лопатки. Увеличивается вращающий момент и увеличивается к.п.д. по сравнению с прототипом, у которого одна лопатка (плоский парус). Данный ветряной двигатель получает дополнительную энергию при движении  против ветра за счет того, что ограничители расположены так, чтобы угол между плоскостью, проходящей через ось двигателя и ось лопатки и плоскостью проходящей через рабочую поверхность ограничителя и ось лопатки был больше 90 и меньше 180.  За счет дополнительной энергии увеличивается к.п.д. двигателя. Принцип работы лопаток и ограничителей при движении лопаток против ветра будет описан далее (см.ФИГ.2 и ее описание).
На ФИГ.1 представлен ветряной двигатель (вид сверху).
НаФИГ.2 представлена векторная диаграмма, объясняющая работу ветряного двигателя при движении лопаток  против ветра.
Ветряной двигатель имеет вертикальную ось 1 (см. ФИГ.1) На оси 1 в верхней и нижней частях закреплены рычаги 2. На рычагах 2 установлены вертикальные оси 3 с подвижными лопатками 4. На рычагах 2 закреплены колодки 5 и ограничители 6. D- угол между плоскостью проходящей через ось двигателя и ось лопатки и плоскостью проходящей через рабочую поверхность ограничителя и ось лопатки.

 

В положении  | (см.ФИГ.1) лопатки 4  за счет давления ветра (направление ветра
показано стрелками) прижимаются к колодкам 5 за счет того, что оси 3 лопаток 4 смещены относительно центра лопаток. Ветер создает  давление на лопатки, создавая вращающий момент. В положении  ||  лопатки 4 находятся в рабочем положении и создают вращающий момент.  Между положениями || и ||| лопатки 4 попадают в зону встречного ветра. За счет давления ветра лопатки 4 поворачиваются и прижимаются к ограничителям 6. В этом положении лопатки 4 вырабатывают дополнительную энергию при вращении лопаток против ветра. Затем лопатки 4 (положение |\/ ) поворачиваются ребром к ветру, оказывая минимальное сопротивление.
Вектор ветра «а» (см.ФИГ.2) и вектор ветра «в»,  складываются и получается вектор «кажущегося» ветра  «с». Вектор «в» создается за счет движения двигателя. Вектор «с» создает давление на лопатку 4. На лопатке 4 создается вектор силы  «F», который раскладывается на два вектора «F1»и «F2». Вектор  «F1» направлен вдоль рычага и создает давление вдоль рычага 2. Вектор  «F2»создает вращающий момент при движении лопаток против ветра. Сила «F2» возникает когда угол D больше 90 и меньше 180.

[contact-form-7 id=»2026″ title=»форма для связи с Николаем Марковым»]