Ветродвигатель

03 7/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(73) Патентообладатели Мацкевич Виктор Назарович,Федоров Леонид Федорович(57) 1. Ветродвигатель, содержащий раму с направляющими и упорами, поворотные лопасти, смонтированные на раме с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно направляющих рамы и кинематически связанные между собой и генератором, отличающийся тем, что каждая лопасть шарнирно связана с ползунами, установленными на направляющих рамы и соединенными с генератором посредством бесконечных гибких элементов. 2. Ветродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что ползуны связаны с ротором и статором генератора бесконечными гибкими элементами через муфты свободного хода с взаимно противоположными направлениями свободного хода. 3. Ветродвигатель по п. 1, отличающийся тем, что лопасти выполнены каркасно-парусными. 2313 1 Изобретение относится к ветротехнике и может быть использовано при изготовлении ветроустановок. Известен ветродвигатель, содержащий несущий каркас с упорами и направляющими, установленные в нем с возможностью возвратно-поступательного перемещения параллельно одна другой по направляющим две рамы с шарнирно закрепленными на них поворотными лопастями, соединенными между собой подпружиненными тягами, и с поворотными рычагами управления, взаимодействующими с упорами, причем рамы кинематически связаны между собой и со штоком отбора мощности. Каждая рама снабжена зубчатыми рейками, закрепленными в ее верхней и нижней частях горизонтально, а в каркасе перпендикулярно перемещению рам установлены горизонтальные валы, на концах которых в средней части закреплены зубчатые колеса, взаимодействующие с рейками рам, шток отбора мощности выполнен в виде вертикальной зубчатой рейки, взаимодействующей со средними зубчатыми колесами валов, а каркас выполнен в виде открытого с торцов прямоугольного кожуха 1. Недостатком этого ветродвигателя является низкий КПД, обусловленный тем, что при его работе перемещаются возвратно-поступательно и реверсируют весьма значительные массы, а именно рама, лопасти, закрепленные на ней, зубчатые рейки и колеса, валы. Во время реверса происходит значительная потеря полезной мощности ветродвигателя, пропорциональная массе этих деталей и узлов. Недостатком этого ветродвигателя является также сложность конструкции, большая материалоемкость, высокая ветропроницаемость(из-за большого количества лопастей). Задачей изобретения является повышение КПД, упрощение конструкции и технологии изготовления. Поставленная задача достигается тем, что в ветродвигателе, содержащем раму с направляющими и упорами, поворотные лопасти, смонтированные на раме с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно направляющих рамы и кинематически связанные между собой и генератором, каждая лопасть шарнирно связана с ползунами, установленными на направляющих рамы и соединенными с генератором посредством гибких элементов, а ползуны связаны с ротором и статором генератора гибкими элементами через муфты свободного хода с взаимно противоположными направлениями свободного хода.Лопасти выполнены каркасно-парусными. На фиг. 1 изображен предлагаемый ветродвигатель (кинематическая схема) - вид сбоку, на фиг. 2 - то же,вид сверху, на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2 (соединение гибких элементов с ротором и статором генератора). Ветродвигатель состоит из колонны 1, на которой в подшипниках 2 и 3 установлены направляющие 4 и 5,закрепленные на раме 6. На направляющих 4 и 5 установлены ползуны 7 и 8. Лопасти 9 и 10 шарнирно связаны с ползунами 7 и 8 и имеют относительно их два фиксированных пружинами 11 и 12 и эластичными ограничителями 13 и 14, 15 и 16 положения. Рабочее положение лопастей - вертикальное, а холостое - горизонтальное. На направляющих 4 и 5 установлены регулируемые по длине упоры 17 и 18. Ползуны 7 и 8 соединены с ротором 19 и статором 20 генератора (фиг. 3) гибкими элементами 21 (например, поликлиновыми ремнями) посредством шкива 22,установленного на роторе 19 через муфту свободного хода 23, которая может передавать рабочий крутящий момент на ротор 19 при вращении наружного кольца муфты со шкивом 22 против часовой стрелки, что соответствует движению влево лопасти 9, и шкива 24, в котором размещена муфта свободного хода 25. Причем, муфта 25 может передавать рабочий крутящий момент на статор 20 при вращении наружного кольца муфты 25 со шкивом 24 по часовой стрелке, что соответствует движению лопасти 10 влево. Ротор 19 установлен на раме 6 в подшипниках 26 и 27. Лопасти 9 и 10 выполнены из легкого каркаса 28, на котором натянут парусный экран 29. Фиксация упоров 17 и 18 на направляющих 4 и 5 при регулировке производится винтами 30. Ветродвигатель работает следующим образом. Ветровой поток перемещает лопасть 9, установленную вертикально и зафиксированную пружиной растяжения 11 и эластичным ограничителем 14 влево. Гибкие элементы 21 через шкив 20 и муфту свободного хода 23 вращают ротор генератора 19 против часовой стрелки. Происходит рабочий ход лопасти 9. Статор 20 в это время неподвижен. Одновременно с этим лопасть 10,зафиксированная пружиной 12 и ограничителем 15 в горизонтальном положении, перемещается вправо. При этом гибкие элементы 21 посредством шкива 24, установленного на статоре, вращают наружное кольцо муфты свободного хода 25 против часовой стрелки, но не передают крутящий момент на статор 20. Статор 20 при этом неподвижен. При достижении лопастью 9 упоров 17 происходит быстрый поворот ее посредством пружины 11 и ограничителя 13 в нерабочее - горизонтальное положение. Одновременно с этим лопасть 10 достигает упоров 18,происходит быстрый поворот ее посредством пружины 12 и ограничителя 16 в рабочее - вертикальное положение. Лопасть 10 начинает рабочий ход влево. При этом гибкие элементы 21 посредством шкива 24 и наружного кольца муфты свободного хода 25 передают крутящий момент и вращают статор 20 по часовой стрелке. Ротор 20 при этом неподвижен, так как гибкие элементы 21, вращая наружное кольцо муфты свободного хода 23 по часовой стрелке,не передают вращение внутреннему кольцу ее, закрепленному на роторе 20. Далее цикл повторяется. Происходит попеременное включение в работу то лопасти 9, то лопасти 10. Достигается постоянное относительное вращение ротора 19 и статора 20 и выработка электроэнергии. 2313 1 Наводка ветродвигателя на ветер происходит автоматически за счет асимметричной установки направляющих 4 и 5, закрепленных на раме 6, относительно колонны в подшипниках 2 и 3. Легкие каркасно-парусные лопасти достаточно большой площади, перемещаясь в попутном с ветром направлении, максимально используют энергию ветра, что позволяет такому ветродвигателю включаться в работу даже при слабых ветрах (2 м/сек), что особенно важно для зон с относительно умеренными среднегодовыми скоростями ветра (4,8 м/сек в Республике Беларусь). Вследствие того, что направляющие выполнены достаточно длинными, а лопасти - легкими, достигается уменьшение потерь мощности при реверсе и увеличение КПД ветроустановки. Скорость же лопастей, перемещающихся попутно с ветром, не превышает скорости ветра, что исключает возникновение вредных для человека звуков. Предлагаемый ветродвигатель имеет преимущества также и перед ветроустановками с горизонтальными и вертикальными осями вращения лопастей, во время работы которых происходит частичная потеря полезной энергии на перемешивание воздушной среды и возникновение при этом ультра- и инфразвука. Простота и технологичность конструкции позволяют наладить производство таких ветродвигателей. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3