ВЕТРЯНОЙ ДВИГАТЕЛЬ

ВЕТРЯНОЙ ДВИГАТЕЛЬ


RU (11) 2009369 (13) C1

(51) 5 F03D1/04, F03D5/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 16.04.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 4931628/06 
(22) Дата подачи заявки: 1991.03.14 
(45) Опубликовано: 1994.03.15 
(71) Заявитель(и): Зайцев Юрий Николаевич 
(72) Автор(ы): Зайцев Юрий Николаевич 
(73) Патентообладатель(и): Зайцев Юрий Николаевич 

(54) ВЕТРЯНОЙ ДВИГАТЕЛЬ 

Использование: ветроэнергетика. Сущность изобретения: ветряной двигатель содержит направляющий кожух (7) с размещенным в нем валом (5) с последовательно установленными по меньшей мере двумя ветроколесами с закрепленными лопастями (1, 2, 3, 4). Плоскость вращения ветроколес перпендикулярна оси вала (5), а ось вращения последних расположена под углом в интервале от 0 до 45к направлению ветра. Направляющий кожух (7) выполнен в виде полуцилиндра, поверхность которого обращена вогнутой стороной к ветру и параллельна оси вала. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к энергетике. Может применяться для отбора энергии ветра, а также текучих сред/реки/. Аналогами изобретения являются многоступенчатые турбины, плоскости лопаток которых перпендикулярны к оси вращения. В качестве прототипа может служить электрогенератор, приводимый в действие текучей средой (патент США N 4424452, МКИ-F03Д 1/02, опубл. 1984 г. ).

У данного прототипа главным параметром количества текучей среды, участвующей в работе, является площадь сечения входного отверстия.

Для увеличения количества текучей среды, участвующей в работе, ось вала, на котором закреплены лопасти, повернута относительно направления движения текучей среды на угол до 45о. Причем для уменьшения сопротивления текучей среды, угол между осью вала и направлением движения текучей среды меньше угла между плоскостями лопастей и осью вала. Кожух, в корпусе которого расположен вал ветряного двигателя, представляет из себя полуцилиндр, поверхность которого обращена вогнутой стороной к движению текучей среды и параллельна оси вала.

На чертеже показан ветряной двигатель, вал которого повернут относительно направления движения текучей среды на угол 30о, 40о, 45о и 60о. Лопасти 1, 2, 3, 4 закреплены на валу 5 так, что угол между плоскостями лопастей и осью вала составляет 45о. Вал закреплен во втулках 6 направляющего кожуха 7, который расположен так, чтобы вогнутая поверхность была направлена навстречу рабочему потоку.

Работает ветряной двигатель так: При угле наклона от вала к направлению потока в 30о лопасти 1 и 2 будут стремиться к движению в разных направлениях под действием результирующей силы Fр, создаваемой потоком, заставляя в ал вращаться. На лопасть 1 поток направлен под углом в 105о, а на лопасть 2 под углом в 15о. На лопасти 3 и 4 поток направлен под углом в 45о, причем на лопасть 3 за счет направляющего кожуха Fр будет больше, т. к. поток направлен вдоль оси вала перпендикулярно оси лопасти.

При углах направления потока в 40о и 45о к оси вала на лопасть 1 будет действовать Fр под углом к оси вала близким к 45о, а лопасть 2 будет своим ребром преодолевать лобовое сопротивление среды плюс сопротивление той массы воздуха или жидкости, которое нужно преодолеть для своего движения. При углах направления потока больших, чем 45о, в данном примере 60о, происходит балансировка сил. На лопасть 1 Fр по направлению будет стремиться к направлению оси вала, а на лопасть 2 Fр будет действовать в обратном направлении. На лопасти 3 и 4 действие потока будет уменьшено за счет угла падения этого потока. Кожух 7 при установке ветродвигателя наклонно относительно земли сверху вниз будет играть дополнительно роль навеса.

(56) Патент США N 4414588, кл. F 03 D 1/04, опубл. 1983. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



ВЕТРЯНОЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий направляющий кожух с размещенным в нем валом с последовательно установленными по меньшей мере двумя ветроколесами с закрепленными лопастями, плоскость вращения которых перпендикулярна оси вала, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности использования ветра, ось вращения ветроколес расположена под углом 0 - 45o к направлению ветра, а направляющий кожух выполнен в виде полуцилиндра, поверхность которого обращена вогнутой стороной к ветру и параллельна оси вала.