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)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2095619

Вітроенергетичні установки напірно-витяжна ДІЇ

Ім'я винахідника: Філіппов Олександр Євгенович
Ім'я патентовласника: Філіппов Олександр Євгенович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1995.11.21

Винахід відноситься до області вітроенергетики і може бути використано в якості установки, що виробляє електроенергію з використанням енергії вітру. Вітроенергетична установка напірно-витяжного дії складається з вітрового колеса, вала і генератора, причому вітрове колесо розташоване в соплі, укладеному в звуковбирну камеру корпусу витяжної труби, на яку зверху встановлена ​​насадка і є регулювально-запобіжні клапани, а в нижній частині знаходиться напірна камера, за якої розташовані вітроприймача з направляючими лопатками, з зовнішніми і внутрішніми шторками.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до області вітроенергетики і може бути використано в якості установки виробляє електроенергію з використанням енергії вітру.

Загальновідомі вітроенергетичні установки (далі по тексту ВЕУ), як діючі, так і існуючі в проектах, засновані на одному загальному принципі: ветропріемное пристрій, найчастіше вітрове колесо, вловлює вітер і передає крутний момент через вал і передавальний механізм на генератор, що виробляє електроенергію.

Так як щільність енергії потоку вітру вельми незначна, конструктори, бажаючи отримати велику потужність, передбачають величезних розмірів вітрові колеса. Наприклад проект ВЕУ потужністю 50 тис кВт має обертову частину воістину циклічних розмірів [1] Проект ВЕУ потужністю 0,6-5 МВт (прототип) має діаметр вітрових коліс 30 70 м [2]

Цілком очевидно що ВЕУ з вітровими колесами таких розмірів не зможуть повністю використовувати міць повітряного потоку, тому що при великій швидкості обертання зростають сили інерції, а проти різких поривів вітру вони беззахисні і небезпечні для оточуючих. Великі труднощі виникають при орієнтуванні великих ВЕУ у напрямку дії вітру. Відзначено і екологічна шкода великих ВЕУ: при обертанні лопатей в повітряному потоці виникають коливання повітря високої частоти (ультразвук) призводять до масової загибелі комах в районі знаходження ВЕУ.

Пропонована конструкція ВЕУ напірно-витяжного дії складається з вітрового колеса, вала і генератора, причому вітрове колесо розташоване в соплі, укладеному в звуковбирну камеру корпусу витяжної труби, на якій зверху встановлена ​​насадка і є регулювально-запобіжні клапани, а в нижній частині витяжної труби знаходиться напірна камера, за якою розташовані вітроприймача з направляючими лопатками і з зовнішніми і внутрішніми шторками.

На кресленні зображений розріз по осі споруди з місцевим видом.

На цьому кресленні показано внутрішню будову ВЕУ і стрілками показано напрям вітру і схема руху виникає в витяжній трубі напірно-витяжного потоку повітря. Основний ВЕУ напірно-витяжного дії є витяжна труба 1, внутрішня поверхня якої виконується з матеріалу з мінімальною шорсткістю з метою зменшення втрат на тертя по довжині труби при русі повітряного потоку. Внутрішня поверхня витяжної труби 1 має змінне перетин з плавними переходами і закругленнями для зменшення місцевих опорів і ліквідації завихрень повітряного потоку. Найвужче місце перетину сопло 2 в якому розташовується вітрове колесо 3 на валу 4 з'єднує його з генератором 5. Порожнина, що виходить при утворенні сопла 2, укладена між зовнішньою і внутрішньою поверхнею витяжної труби 1, є звукопоглощающей камерою 6, внутрішня поверхня якої покривається звукопоглинальним матеріалом , т. к. при великих швидкостях повітряного потоку в соплі 2 виникають акустичні явища. Верхня частина витяжної труби 1 закінчується насадкою 7 тут же знаходяться регулювально-запобіжні клапани 8, що регулюють роботу насадки 7. У нижній частині витяжної труби 1 за соплом 2 розташовані вітроприймача 9, робочим органом яких є напрямні лопатки 10, що направляють потік вітру в напірну камеру 11. Рухливі шторки 12, зовнішні і внутрішні, незалежно один від одного пересуваються по зовнішній і внутрішній поверхні вітроприймача 9. Робота насадки 7 заснована на використанні енергії потоку повітря - вітру, який, б'ючись об поверхню насадки і обтікаючи її, створює біля здебільшого її периметра розрідження, що в свою чергу створює розрідження в рівні виходу повітря з витяжної труби 1. В результаті у верхній частині витяжної труби 1 встановлюється витяжної потік повітря, спрямований вгору, а повітря в неї надходить через сопло 2.

Обсяг-маса повітря, що витягається визначається продуктивністю насадкі7, яка в свою чергу залежить від її форми і величини створюваного нею розрідження для даної швидкості вітру.

Роботу насадки 7 регулюють регулювально-запобіжні клапани 8, які відкриваються при великих швидкостях вітру, ніж дають можливість надходити через них в витяжну трубу 1 зовнішнього повітря, в наслідок чого швидкість потоку повітря в соплі 2 зменшиться.

Вітроприймача 9 в нижній частині витяжної труби 1 використовують навпаки позитивний тиск вітру: направляючими лопатками 10 направляють потік, що набігає вітру в напірну камеру 11, в якій динамічний тиск вітру перетворюється в статичний тиск повітря, внаслідок чого в напірної камері 11 створюється напірне тиск і відповідно напірний потік повітря, спрямований в сопло 2.

Рухливі шторки 12, пересуваючись по зовнішній і внутрішній поверхні вітроприймача 9, перекривають підвітряного напрямок, а при необхідності і навітряне, регулюючи тим самим швидкість повітряного потоку в соплі 2, а зовнішні захищають вітроприймача 9 від занесення снігом в зимовий час.

Таким чином, ці два виникли незалежно один від одного повітряні потоки, підсумовуючись, створюють в витяжній трубі 1 напірно-витяжної потік повітря, який переміщує по витяжній трубі 1 певний обсяг масу повітря.

Обсяг маса переміщуваного повітря залежить від наступних факторів: діаметра витяжної труби 1, величини виникає тиску напору в напірної камері 11 і тиску розрідження в насадці 7, які в свою чергу залежать від швидкості вітру, ступеня стиснення напірно-витяжного потоку повітря соплом 2, місцевих опорів і співвідношення діаметрів сопла 2 і вітрового колеса 3.

Обсяг маса повітря, що переміщується за одиницю часу в будь-якому місці витяжної труби 1, величина постійна і визначається твором площі перетину витяжної труби 1 в даному місці на швидкість напірно-витяжного потоку повітря в даному місці. Отже, в соплі 2 найвужчому місці перетину, швидкість напірно-витяжного потоку повітря буде максимальною, величина її буде відповідати обсягу масі повітря, що переміщується за одиницю часу через витяжну трубу 1. Відповідно і кінетична енергія напірно-витяжного потоку повітря в соплі 2 досягне свого максимуму, що і визначає найвигіднішу місце розташування вітрового колеса 3, що використовує кінетичну енергію напірно-витяжного потоку повітря для свого обертання. Крутний момент від вітрового колеса 3 через вал 4 і передавальний механізм передається на генератор 5, що виробляє електроенергію.

Переваги пропонованої конструкції ВЕУ напірно-витяжного дії полягають в наступному:

• поєднується можливість використовувати енергію вітрового потоку з великої площі і в той же час істотно зменшити розміри вітрового колеса;
• незалежність дії ВЕУ від напрямку вітру;
• можливість використовувати енергію вітру з великих висот, де вітри сильнішим і стабільнішим;
• вітрове колесо і генератор розташовані всередині корпусу ВЕУ, що зручно для їх обслуговування та ремонту;
• є конструктивна можливість створення простої та ефективної системи регулювально-запобіжних клапанів і пересувних шторок, зачищають вітрове колесо від надзвичайно високих швидкостей вітру;
• так як вітрове колесо знаходиться всередині корпусу ВЕУ, напрямок повітряного потоку в ньому постійно а швидкість його регулюється, то стає легше локалізувати виникає акустичні явища що важливо з екологічної точки зору.

За оцінкою автора, ВЕУ напірно-витяжного дії висотою 200-250 м, діаметром витяжної труби 1 -30 м, при швидкості вітру 10 м / с дасть потужність на клемах генератора 2500 3000 кВт. Діаметр вітрового колеса 3 при цьому складе 5 м, діаметр сопла 2 6 м, швидкість напірно-витяжного потоку повітря в соплі 2 близько 100 м.

Для того щоб ВЕУ-прототип дало таку ж потужність, йому будуть потрібні вітрове колесо діаметром 140-160 м.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Вітроенергетична установка напірно-витяжного дії, що складається з вітрового колеса, вала і генератора, що відрізняється тим, що вітрове колесо розташоване в соплі, укладеному в звуковбирну камеру корпусу витяжної труби, на якій зверху встановлена ​​насадка і є регулювально-запобіжні клапани, а в нижній частині знаходиться напірна камера, за якою розташовані вітроприймача з направляючими лопатками, з зовнішніми і внутрішніми шторками.

Версія для друку
Дата публікації 15.02.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів