Ветродвигатель многороторный и способ его работы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ Дата публикации и выдачи патента В предлагаемом ветродвигателе в ступице горизонтальной оси в радиальном направлении жестко закреплены собственными осями роторы на основе силовых элементов профиля логарифмической спирали, вращающиеся от силы лобового давления ветрового потока и при своем вращении в обтекающем ветровом потоке генерирующие поперечную аэродинамическую силу, возникающую вследствие проявления эффекта Магнуса, суммарная величина которой создает вращательный момент горизонтальной оси.(71)(72)(73) Заявитель, изобретатель и патентовладелец: КЛИМОВ ВЯЧЕСЛАВ СТЕПАНОВИЧ (BY); КЛИМОВ ОЛЕГ ВЯЧЕСЛАВОВИЧ (LV) 015695 Ветродвигатель многороторный и способ его работы относятся к ветроэнергетике и предназначены для преобразования кинетической энергии ветрового потока в механическую энергию вращения. Ветродвигатель многороторный представляет собой ветровое колесо с горизонтальной осью вращения, в ступице которого в радиальном направлении закреплены оси роторных ветродвигателей с силовыми элементами профиля - логарифмической спирали. Принцип действия ветродвигателя многороторного основан на одновременном использовании силы лобового давления ветрового потока, задающего вращение радиальным роторам, и поперечной аэродинамической силы, возникающей вследствие эффекта Магнуса при вращении радиальных роторов в обтекающем их ветром потоке. Суммарное действие этих сил создат вращательный момент горизонтальной оси. Известны крыльчатые или пропеллерные ветродвигатели с горизонтальной осью вращения с неподвижными радиальными лопастями, образующие вращательную энергию от силы лобового давления ветрового потока и поперечной аэродинамической силы, в небольшой доле проявляющейся при обтекании лопасти ветровым потоком [1, с. 78-87]. Однако суммарная величина вращательного момента, сообщаемая крыльчатыми ветродвигателями горизонтальной оси, оставляет желать лучшего. Известны ветродвигатели с цилиндрическими радиальными роторами, вращение которых обеспечивается турбулизаторами в виде трубок, устанавливаемые на внешних сторонах вращаемых цилиндров[2]. Но из-за сложности конструкции и е низкой эффективности эти устройства распространение не получили. Целью предлагаемого изобретения является создание мощного ветродвигателя, способного в широком диапазоне скоростей ветра обеспечить высокую эффективность преобразования кинетической энергии потока в механическую энергию. Для реализации поставленной цели в качестве радиальных силовых элементов использованы роторы, зарекомендовавшие себя в ветродвигателях с вертикальной осью вращения, в которых собственные силовые элементы имеют профиль дуги логарифмической спирали, обеспечивающие эффективное вращение конструкции непосредственно от ветрового потока, без использования какой бы то ни было внешней энергии и без каких-либо надстроек на рабочих органах ротора [3]. Однако в том виде, как эти роторы применяются в вертикальных установках, использовать их для ветродвигателей с горизонтальной осью невозможно, так как наличие лишь одного выходного сопла для выхода использованной воздушной массы, достаточного для обеспечения технологического процесса в вертикальном положении, при непрерывном круговом вращении роторов вокруг горизонтальной оси не обеспечивает постоянство скорости вращения радиальных роторов вокруг собственной оси. Происходит срыв их угловой скорости и, как следствие, падение генерируемой поперечной аэродинамической силы. Для устранения этого недостатка роторы по торцам оборудованы идентичными симметричными выходными соплами, что и составляет сущность изобретения. На фиг. 1 представлен вид ветродвигателя многороторного; на фиг. 2 и 3 - сечение радиальных роторов. На чертежах обозначены: 1 - ось радиального ротора; 2 - ступица горизонтальной оси; 3 - обод внешнего крепления; 4 - силовые элементы радиальных роторов; 5 - выходные сопла радиальных роторов; 6 - воздухозаборники радиальных роторов; 7 - воздуховод радиальных роторов; 8 - концевые диски. Ветровой поток, попадая в воздухозаборники 6 радиальных роторов, силой своего давления воздействует на силовые элементы 4 и приводит радиальные роторы во вращения вокруг собственной оси 1,жестко закреплнной в ступице 2 горизонтальной оси и внешнем ободе ветроколеса 3. При вращении радиальных роторов в обтекающем их ветровом потоке вследствие эффекта Магнуса возникает поперечная аэродинамическая сила [4, с. 201], суммарная величина которой, определяемая количеством вращаемых радиальных роторов, приводит ветровое колесо в движение, создавая мощный вращательный момент горизонтальной оси. Из воздухозаборников 6 воздушная масса ветрового потока поступает в воздуховод 7 и через выходные сопла 5 выбрасывается в атмосферу. Наличие идентичных симметрично расположенных выходных сопел по торцам радиальных роторов позволяет, независимо от их положения в пространстве при вращении ветроколеса, обеспечить равномерное истекание воздушной массы, сохраняя постоянство генерируемой поперечной аэродинамической силы, а следовательно и постоянство мощности. Используя недорогие материалы и детали, авторы изготовили действующую модель ветродвигателя многороторного и провели е испытание, которые однозначно подтвердили высокую эффективность преобразования кинетической энергии естественного ветрового потока в механическую энергию вращения большой мощности, способность работы конструкции на самых низких скоростях ветра, недоступных всем известным устройствам аналогичного назначения. Литература 1. Питер М. Моретти, Луи В. Дивон. Современные ветряные двигатели. В мире науки. 1986,8. 2. Патент RU 2118699. 3. Патент BY 8019. 4. БСЭ. 3-е изд., т. 15, М., 1974.-1 015695 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Ветродвигатель многороторный с горизонтальной осью вращения, включающий ряд равнозначных радиальных роторов на основе силовых элементов профиля логарифмической спирали, равномерно распределенных в плоскости окружности, собственные оси которых жестко закреплены в ступице горизонтальной оси, отличающийся тем, что каждый радиальный ротор по обоим торцам оборудован идентичными симметричными выходными соплами для обеспечения равномерного взаимодействия ветрового потока с конструкцией радиальных роторов при их непрерывном изменении положения в пространстве в процессе вращения вокруг горизонтальной оси. 2. Способ работы ветродвигателя многороторного по п.1, отличающийся тем, что его запуск осуществляется силой лобового давления на радиальные роторы, а вращающий момент на горизонтальную ось создается суммарным действием поперечной аэродинамической силы, возникающей вследствие проявления эффекта Магнуса при вращении радиальных роторов в обтекающем их ветровом потоке.