| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2285147
ВЕРТИКАЛЬНА Вітроелектростанція з концентраторами ПОВІТРЯНОГО ПОТОКУ
Ім'я винахідника: Селезньов Микола Васильович
Ім'я патентовласника: Селезньов Микола Васильович
Адреса для листування: 123317, Москва, 1-й Червоногвардійський пр-д, 20, кв.43, Н.В. Селезньову
Дата початку дії патенту: 2005.04.25
Винахід відноситься до вітроенергетики і може бути використано для будівництва вітроелектростанцій. Технічний результат полягає в підвищенні ефективності роботи вітроелектростанцій. Вітроелектростанція містить електрогенератор, з'єднаний вертикальним валом з горизонтальним вітроколеса, розміщеним у вертикальній трубі, і концентратор повітряного потоку. При цьому концентратор повітряного потоку виконаний у вигляді двох усічених багатогранних пірамід, розташованих вершинами один проти одного. Піраміди по їх ребрах з'єднані між собою трапецеїдальними стінами, що утворюють радіально розташовані канали, що звужуються від периферії до центру. Між стінами встановлені двостулкові двері і контактують з ними пружинні упори
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до вітроенергетики і може бути використано для будівництва вітроелектростанцій.
Широко відомі вітроелектростанції з вертикальними вітроколесами, розміщеними на високих щоглах ( "Сучасний стан та перспективи розвитку вітроенергетики", Москва, 2000 р).
Такі електростанції при великих матеріальних і фінансових витратах малоефективні через те, що в них енергія вітру використовується тільки в межах габаритів вітроколеса.
Відома вітроелектростанція, що містить два або кілька вітроколіс, розташованих в трубі і з'єднаних роздільно з двома вертикальними валами, один з яких пов'язаний з електрогенератором, а інший з інерційним акумулятором. Труба об'єднана з концентратором повітряного потоку, виконаним у вигляді шатра і розташованого під ним увігнутого конуса, між якими встановлені перегородки та заслінки з прикріпленими до них тросами. Крім того, під шатром змонтовані пристрої для спалювання газу або прийому тепла, одержуваного від спалювання сміття (Патент РФ №2062353, 1996 г. - Прототип).
Ця вітроелектростанція має такі недоліки.
Шатер, нахилений вниз своїми краями, захоплює під себе діючий на нього вітер, який марно тисне на його зовнішню поверхню. Потрапляє ж повітряний потік під намет з навітряного боку лише частково потрапляє до вітроколеса, так як значна його частина, обігнувши краю конуса, проникає в канали між перегородками, розташованими з протилежного боку, і виходить марно назовні. Все це знижує ефективність роботи електростанції. Крім того, кінематична система, що складається з двох або декількох вітроколіс, двох вертикальних валів і інерційного акумулятора (багатотонної маховика), многодельна і важка у виготовленні.
Управління встановленими на перегородках заслінками вручну за допомогою лебідок або за допомогою спеціальної автоматики для регулювання подачі повітря до вітроколеса в залежності від швидкості і напряму вітру досить складно, особливо при ураганному вітрі, який, з'явившись раптово, може зірвати заслінки і пошкодити ветроколесо.
Використання тепла, одержуваного від спалювання газу або сміття, при низькій швидкості його надходження до вітроколеса не дає істотного ефекту, а лише забруднює навколишнє середовище продуктами згорання.
Технічний результат, що полягає в підвищенні ефективності роботи вітроелектростанції, забезпечується за рахунок того, що в вітроелектростанції, що містить електрогенератор, з'єднаний вертикальним валом з горизонтальним вітроколеса, розміщеним всередині труби, поєднаної з концентратором повітряного потоку, відповідно до винаходу концентратор повітряного потоку виконаний у вигляді двох усічених багатогранних пірамід, розташованих вершинами один проти одного і з'єднаних між собою по їх ребрах трапецеїдальними стінами, між якими встановлені двостулкові двері з можливістю повороту їх в різні боки і контактують з ними пружинні упори.
Вітроелектростанція схематично зображено на фіг.1 - вид зверху і фіг.2 - розріз А-А по фіг.1
Вітроелектростанція містить концентратор повітряного потоку, що складається з нижньої і верхньої пірамід 1 і 2, співвісно розташованих своїми вершинами один проти одного. Піраміди 1 і 2 по їх ребрах з'єднані між собою трапецеїдальними стінами 3, в результаті чого між ними утворені звужуються від периферії до центру канали. Грані нижньої піраміди 1 об'єднані плитою 4, в центрі якої встановлений електрогенератор 5, з'єднаний вертикальним валом 6 з горизонтальним вітроколеса 7, розміщеним в трубі 8. Нижня частина труби 8 розширена і пов'язана з верхньої пірамідою 2. Половина піраміди 2 і розширена частина труби 8 для видимості розташованих під ними деталей на фіг.1 не показані.
Електрогенератор 5 оточений кабіною 9 з щільно закривається входом в неї. Верхня звужується частина кабіни 9 пов'язана з підшипником 10 вертикального вала 6.
Між стінами 3 у їх сторін, звернених в бік електрогенератора 5, встановлені двостулкові двері 11 з можливістю повороту їх в різні боки. У зовнішніх сторін дверей 11 встановлені пружинні упори, що складаються з пружин 12 і з'єднаних з ними контактних планок 13. Вільні кінці пружин 12 прикріплені до стін 3 нерухомо, а контактні планки 13 - з можливістю повороту їх в горизонтальній площині.
У країв нижньої розширеної частини труби 8 передбачені отвори 14 для відведення через них води, що утворюється від дощу і танення снігу. Нижня піраміда 1 і об'єднана з нею плита 4 закріплені на будівлі 15, в якому розташовані приміщення для електроакумуляторів, вимірювальних приладів, запасних деталей та інші необхідні приміщення.
Для доступу обслуговуючого персоналу до дверей 11 і в кабіну 9 до електрогенератори 5 в плиті 4 передбачений люк 16 і підводить до нього сходи 17.
Вітроелектростанція працює наступним чином. При дії вітру будь-якого напрямку, наприклад, як показано стрілками на фіг.1 і 2, повітряний потік входить в канал концентратора, звернений проти вітру, і внаслідок звуження його стискається і збільшує свою швидкість руху. Потім повітряний потік проходить відкриту ним навстіж двері 11, закриває своїм напором інші двері 11, притискаючи їх до пружинним упорів, і спрямовується до вітроколеса 7, надаючи йому обертальний рух, яке через вал 6 передається електрогенератори 5.
При зміні напрямку вітру повітряний потік входить в інші один або два суміжних каналу і та, прискоривши свій рух, направляється до вітроколеса. У разі ураганного вітру повітряний потік, пройшовши спрямований проти нього канал, своїм тиском відкриває двері інших каналів, повертаючи контактні планки 13 і стискаючи пружини 12, які розраховані на початок їх стиснення при максимальній швидкості вітру, безпечної для вітроколеса 7. Сила, діюча на двері при такій швидкості вітру, визначається аеродинамічним розрахунком.
Через відкриті двері 11 частина повітряного потоку виривається назовні, послаблюючи свою силу в напрямку вітроколеса 7. Чим більше швидкість ураганного вітру, тим ширше відкриваються двері 11, стискаючи пружини 12, і, відповідно, більша його частина виривається назовні. При цьому вітроколесо 7 не відчуває надмірних напруг, що виключає його пошкодження. Після припинення дії ураганного вітру двері 11 зусиллями пружин 12 повертаються у вихідне (закрите) становище, а повітряний потік діє на вітроколесо 7 з допустимою силою.
Надлишки енергії, що виробляється електрогенератором 5, під час зменшення її споживання передаються для зарядки акумуляторів, які використовуються для постачання енергією споживачів в періоди затишшя.
Для огляду і профілактичного ремонту електростанції всі двері 11 закриваються на передбачені на них клямки або шпінгалети, аналогічні тим, які застосовуються на будинкових дверях.
У порівнянні з прототипом дана електростанція значно ефективніше, так як в ній повітряний потік, що проходить концентратор, повністю потрапляє на вітроколесо, а нахилені вгору краю піраміди 2 в більшій мірі захоплюють цей потік, ніж нахилений вниз намет прототипу.
Потужність даної електростанції набагато вище потужності звичайної електростанції, яка не має концентратора повітряного потоку, при однакових розмірах вітроколеса. Це пояснюється тим, що в звичайній електростанції енергія вітру використовується тільки з вертикальною площі, рівній площі вітроколеса, а в даній електростанції енергія вітру використовується з вертикальної площі зовнішньої частини каналу концентратора, яка в кілька разів більша за площу вітроколеса.
Так, наприклад, при відношенні вертикальної площі каналу до площі вітроколеса, що дорівнює 10, і з урахуванням втрат на подолання повітряним потоком сил тертя на 30% вітроколесо отримає енергії приблизно в 7 разів більше, ніж при його відкритому стані. У стільки ж разів зросте потужність електростанції. Залежно від розмірів вітроколеса і концентратора повітряного потоку дана вітроелектростанція може досягати потужності 5-10 тисяч кіловат.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Вітроелектростанція, що містить електрогенератор, з'єднаний вертикальним валом з горизонтальним вітроколеса, розміщеним всередині труби, поєднаної з концентратором повітряного потоку, що відрізняється тим, що концентратор повітряного потоку виконаний у вигляді двох усічених багатогранних пірамід, розташованих вершинами один проти одного і з'єднаних між собою по їх ребрах трапецеїдальними стінами, між якими встановлені двостулкові двері з можливістю повороту їх в різні боки і контактують з ними пружинні упори.
Версія для друку
Дата публікації 11.01.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.