| 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 RU2270359
РОТОРНІ Вітроелектростанція
Ім'я винахідника: Іванайскій Олексій Васильович (RU); Іванайская Тетяна Сергіївна (RU); Іванайскій Володимир Олексійович (RU)
Ім'я патентовласника: Іванайскій Олексій Васильович (RU); Іванайская Тетяна Сергіївна (RU); Іванайскій Володимир Олексійович (RU)
Адреса для листування: 127540, Москва, вул, Дубнинська, 6, корп.3, кв, 170, А, В, Іванайскому
Дата початку дії патенту: 2005.01.18
Винахід відноситься до галузі електроенергетики, а саме до конструкцій вітроелектричних установок. Технічний результат полягає в підвищенні повноти використання енергії вітрового потоку шляхом рекуперації електроенергії з витяжних, вентиляційних та інших систем, а й у спрощенні конструкції роторної вітроелектростанції та її експлуатації і забезпечується за рахунок того, що роторна вітроелектростанція містить, щонайменше, один модуль. Модуль включає ротор з лопатями, виконаними у формі аеродинамічних крил і встановленими з зазором щодо валу модуля, механічно пов'язаного з валом електрогенератора. Вітроелектростанція забезпечена обтічником, розташованим перед модулем по повітряному потоку і охоплює зазор між внутрішніми кромками лопатей ротора модуля, і конфузорів, розміщеним перед обтічником по потоку і на виході його охоплює. Причому ротор модуля виконаний у вигляді диска, а його лопаті встановлені на диску.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до енергетики, зокрема, до конструкцій вітроелектричних установок, у яких осі обертання роторів можуть мати різне положення щодо координатних осей, але завжди співвісно з напрямком повітряного потоку, що може бути використано для вироблення електроенергії за рахунок перетворення енергії повітряного потоку, що видаляється вентиляційними установками з різних приміщень (метро, заводські цехи і ін.), а й на вітрових електростанціях з видачею її як в приватну, так і в суспільну енергосистеми.
Відомий вітродвигун, що містить ротор з криволінійними лопатями, направляючий апарат, встановлений з можливістю повороту щодо ротора і виконаний у вигляді двох груп лопаток, в кожній з яких довжина лопаток збільшується в напрямку обертання ротора, і флюгер, розташований в площині, що проходить між групами лопаток ( см. SU 985402 А, МПК F 03 D 3/00, 30.12.1982).
У відомому вітродвигунів частина повітряного потоку безпосередньо впливає на вигнуті поверхні лопатей ротора, а інша частина потоку вловлюється напрямним апаратом і за допомогою його лопаток направляється на лопаті ротора, що забезпечує більш повне використання вітру.
До недоліків відомого пристрою слід віднести неможливість його роботи без флюгера, наявність якого ускладнює конструкцію пристрою і підвищує його інерційність.
Ускладнює конструкцію відомого пристрою і необхідність установки лопаток різної довжини, а натікання потоку практично під прямим кутом до поверхні лопатей призводить до їх ударної дії і, як наслідок, появи зворотних потоків.
Крім того, лопаті ротора по всій довжині виконані плоскими, тобто без урахування аеродинаміки.
Відомий вітродвигун, турбіна якого утворена рядом профільованих осесиметричних лопатей і розташована всередині направляючої системи, утвореної декількома встановленими нерухомо напрямними стулками, при цьому кожна з лопатей турбіни є частина бічної поверхні циліндра, поперечний переріз кожної із стулок має профіль у вигляді синусоїди, кромки лопатей зорієнтовані так, щоб забезпечити плавне обтікання повітря з направляючих стулок на лопаті турбіни (див. RU 2168059 С2, МПК F 03 D 3/04, 27.05.2001).
Відомий вітродвигун може працювати без флюгера, що підвищує його маневреність і робить його простим у виготовленні.
Однак повнота використання енергії вітру в цьому пристрої недостатня, що є одним з його головних недоліків.
Найбільш близьким за технічною сутністю до пропонованого винаходу є установка для перетворення вітрової енергії в електричну, що представляє собою роторну вітроелектростанцію, що складається з направляючого апарату з лопатками, виконаними у формі аеродинамічних крил, спрямованих до його периферії, і ротора з лопатями, і мають форму аеродинамічних крил , але спрямованими в бік валу ротора і встановленими з зазором щодо його. Лопатки й лопати своїми увігнутими поверхнями орієнтовані в протилежних окружних напрямках, а сама вітроелектростанція виконана щонайменше з одного модуля. При цьому вал модуля механічно пов'язаний з валом електрогенератора (див. RU 2215898 С1, МПК F 03 D 3/04, 10.11.2003).
Робота, якою забезпечуються відомим пристроєм схема руху повітряного потоку усередині пристрою підвищує ефективність використання енергії вітру, однак не в повній мірі.
Відома роторна вітроелектростанція не може застосовуватися для утилізації енергії повітряного потоку, що відходить від вентиляційних установок, через свій тільки вертикального розташування.
Завданням цього винаходу є підвищення повноти використання енергії вітрового потоку, а й спрощення конструкції роторної вітроелектростанції та її експлуатації.
Зазначена задача вирішена тим, що роторна вітроелектростанція, що містить щонайменше один модуль, до складу якого ротор з лопатями, виконаними у формі аеродинамічних крил і встановленими з зазором щодо валу модуля, механічно пов'язаного з валом електрогенератора, забезпечена обтічником, розташованим перед модулем по повітряному потоку і охоплює зазор між внутрішніми кромками лопатей ротора модуля, і конфузорів, розміщеним перед обтічником по потоку і на виході його охоплює, причому ротор модуля виконаний у вигляді диска, а його лопаті встановлені на диску.
Зазначена задача вирішена і тим, що роторна вітроелектростанція може бути додатково забезпечена флюгером, встановленим на електрогенераторі.
Зазначена задача вирішена і тим, що роторна вітроелектростанція може бути додатково забезпечена напрямним апаратом з лопатками.
Зазначена задача вирішена і тим, що кожний наступний модуль може бути виконаний з діаметром, що перевищує діаметр попереднього модуля не менше ніж в 1,3 рази.
Завдяки такому виконанню вітроелектростанції забезпечується більш повна передача енергії як природного, так і штучно створеного повітряних потоків.
Винахід ілюструється кресленнями.
На фіг.1 представлена пропонована роторна вітроелектростанція з горизонтально
розташованої віссю ротора
На фіг.2 - варіант пропонованої роторної вітроелектростанції з вертикально
розташованої віссю ротора
На Фіг.3 - поперечний переріз фіг.1 по А-А
Пропонована роторна вітроелектростанція (фіг.1) містить щонайменше один модуль 1. Модуль 1 включає ротор 2 з лопатями 3, встановленими з зазором щодо вала 4 модуля 1, механічно пов'язаного з валом електрогенератора 5. Лопаті 3 ротора 2 виконані у формі аеродинамічних крил , звернених в бік осі вала 4. Вітроелектростанція забезпечена і відхиляють повітряний потік обтічником 6, розташованим перед модулем 1 по повітряному потоку і охоплює зазор між внутрішніми кромками лопатей 3 ротора 2 модуля 1, і конфузорів 7, розміщеним перед обтічником 6 по потоку і на виході його охоплює. Ротор 2 модуля 1 виконаний у вигляді диска 8, а його лопаті 3 встановлені на диску 8. Установка на вітер проводиться флюгером 9, яким роторна вітроелектростанція може бути додатково забезпечена, причому флюгер 9 встановлений на електрогенераторі 5. Крім того, роторна вітроелектростанція може бути додатково забезпечена напрямним апаратом 10 з лопатками 11, який забезпечує можливість роботи вітроелектростанції при будь-яких вітрах без її зупинки. Наявність направляючого апарату 10 і оберігає птахів від загибелі під час роботи ротора 2. У разі використання в вітроелектростанції декількох модулів кожний наступний модуль 12 може бути виконаний з діаметром, що перевищує діаметр попереднього модуля 1 не менше ніж в 1,3 рази. При цьому вали 4 кожного модуля утворюють загальний вал. Направляючий апарат 10 і конфузор 7 кріпляться на електрогенераторі 5 за допомогою перехідної втулки 13, всередині якої проходить вал 4. Вітроелектростанція встановлена на опорі 14 із з'єднувальним поворотним пристроєм 15 для настройки на вітер. Вихід навантаження електрогенератора 5 проводиться через перетворювач (умовно не показаний) і регулятор 16, електрично пов'язаний з розподільним щитом 17. Крім того, електрогенератор 5 пов'язаний з акумуляторною батареєю 18.
Вітроелектростанція працює наступним чином
Потік вітру надходить в конфузор 7, прискорюється в ньому і з великою швидкістю потрапляє на обтічник 6, відхиляючись їм, перетікає відразу на всі лопаті 3 ротора 2 і, віддавши частину своєї кінетичної енергії відразу всім лопатей 3, залишає обсяг модуля 1 через зазор між лопатями 3 і потрапляє в наступний модуль 12, де, і віддавши відразу всім лопатей 3 частину своєї кінетичної енергії, залишає вітростанції. Відомо, що при обтіканні геометричних тіл потоком вітру завжди виникають вихори, а при утворенні вихрового повітряного потоку його швидкість збільшується в кілька разів у порівнянні зі швидкістю вітру на вході в вітростанції, причому найбільша швидкість його спостерігається на лопатях 3.
Робота відразу всіх лопатей 3 модулів 1 і 12 дозволить підвищити ККД вітростанції. Швидкість обертання роторів може досягати кілька тисяч обертів на хвилину, що дозволить відмовитися від застосування редукторів.
У варіанті в разі нерухомій установки вітроелектростанції (фіг.2) в кріпленні 19, наприклад, над вентиляційною шахтою 20 (вісь ротора 2 вертикальна), повітряний потік і надходить в конфузор 7, прискорюється в ньому і потрапляє на обтічник 6, відхиляючись їм, перетікає відразу на всі лопаті 3, залишає обсяг модуля 1 і потрапляє в наступний модуль 12, де, і віддавши частину своєї кінетичної енергії, залишає вітростанції. При наявності природного горизонтального потоку вітру він може через лопатки 11 направляючого апарату 10 одночасно впливати на лопаті 3 модулів 1 і 12. У цьому випадку відбудеться складання сил від впливу взаємно перпендикулярних повітряних потоків на лопаті модулів 1 і 12 незалежно від напрямків потоків.
Таким чином, використання запропонованої вітроелектростанції дозволить підвищити повноту використання енергії вітрового потоку шляхом рекуперації електроенергії з витяжних, вентиляційних та інших систем, а й спростити конструкцію роторної вітроелектростанції та її експлуатацію.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Роторна вітроелектростанція, що містить, щонайменше, один модуль, до складу якого ротор з лопатями, виконаними у формі аеродинамічних крил і встановленими з зазором щодо валу модуля, механічно пов'язаного з валом електрогенератора, що відрізняється тим, що вона забезпечена обтічником, розташованим перед модулем по повітряному потоку і охоплює зазор між внутрішніми кромками лопатей ротора модуля, і конфузорів, розміщеним перед обтічником по потоку і на виході його охоплює, причому ротор модуля виконаний у вигляді диска, а його лопаті встановлені на диску.
2. Роторна вітроелектростанція по п.1, що відрізняється тим, що вона додатково забезпечена флюгером, встановленим на електрогенераторі.
3. Роторна вітроелектростанція по п.1 або 2, яка відрізняється тим, що вона додатково забезпечена напрямним апаратом з лопатками.
4. Роторна вітроелектростанція по п.1, що відрізняється тим, що кожний наступний модуль виконаний з діаметром, що перевищує діаметр попереднього модуля не менше ніж в 1,3 рази.
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.