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 RU2285149

Вихрові Вітроенергетичні установки "Ялинка"

Ім'я винахідника: Гусак Станіслав Іванович (UA); Ганзелінскій Сергій Миколайович (UA); Дементієнка Олександр Вікторович
Ім'я патентовласника: Гусак Станіслав Іванович (UA); Ганзелінскій Сергій Миколайович (UA); Дементієнка Олександр Вікторович
Адреса для листування: 49005, Україна, м.Дніпропетровськ, ул.Симферопольская, 19, кв.64, С.І.Гусаку
Дата початку дії патенту: 2004.11.16

Винахід відноситься до електроенергетики, зокрема до вихровим вітроенергетичним установкам, забезпеченим напрямними конфузорно каналами. Технічний результат полягає в підвищенні коефіцієнта корисної дії (ККД) установки і забезпеченні формування стійкого вихрового потоку без його зривів за рахунок утворення на вихідних отворах в зоні формування вихрового потоку щільного і ламінарного течії. Вихрова вітроенергетична установка містить вгорі в трубі ветроколесо з вертикальною віссю, кінематично з'єднаний з перетворювачем енергії у вигляді електрогенератора, яруси напрямних конфузорно каналів, які в кожному ярусі розташовані спіралеподібні навколо вертикальної осі і гвинтоподібно уздовж неї, при цьому звужені перетину каналів утворюють зону формування вихрового потоку .

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до галузі електроенергетики, зокрема до вихровим вітроенергетичним установкам, які забезпечені направляючими конфузорно каналами, і може бути використано для отримання екологічно чистої електроенергії на вітроелектростанціях середньої, великої та надвеликої потужності.

Відома вихрова вітроенергетична установка за патентом Російської Федерації №2043536, опубл. 1995.09.10, МПК 6 F 03 D 9/00, яка містить вгорі в конфузорі ветроколесо з вертикальною віссю, яке кинематически пов'язане з перетворювачем енергії, співвісно з конфузорів і під ним розташований на фундаменті наземний ярус напрямних конфузорно каналів, які утворені екранами-щитами і які розташовані по дотичній до циліндричної частини з рівномірно розташованими вхідними отворами вітрового потоку. Вертикальні стінки цієї циліндричної частини створюють цілісне спіральне кільце з одним вихідним отвором в зону формування вихрового потоку. При цьому вітрової потік по вертикалі створюється конически спрофільоване поверхнею фундаменту по вертикальній осі.

Основним недоліком цієї установки є низька стійкість формування вихрового потоку (його робочого кільця), що обумовлено втратою вітровим потоком швидкості при проходженні його в цілісному спіральному кільці, а й наявністю одного вихідного отвору в зону формування вихрового потоку.

Другим недоліком є ​​недостатня швидкість вітрового потоку по вертикалі, що обумовлено використанням для цього конически спрофільоване поверхні фундаменту, що і призводить до нестійкого формування робочого кільця вихрового потоку.

Відома вихрова вітроенергетична установка за патентом Російської Федерації №2070661, опубл. 1996.12.20, МПК 6 F 03 D 3/04, яка містить витяжну трубу з розташованими в середині її чотирма вітроколесами з вертикальною віссю і які кінематично з'єднані з перетворювачем енергії, співвісно з витяжною трубою, з зовнішньої її сторони, розташовані чотири яруси напрямних конфузорно каналів, які в ярусі розташовані гвинтоподібно уздовж вертикальної осі, а навколо неї по криволінійних в плані поверхонь, які мають форму циліндричних поверхонь, при цьому звужені в плані внутрішні перетину напрямних конфузорно каналів з'єднані з відповідними вихідними отворами в витяжній трубі, над якими розташована відповідна ветроколесо цього ярусу, а широкі в плані зовнішні перетину напрямних конфузорно каналів є вхідними отворами вітрового потоку. У цій установці гвинтоподібно напрямних конфузорно каналів уздовж вертикальної осі є різниця між великим нахилом їх нижньої поверхні вгору і меншим нахилом їх верхньої поверхні вниз. і ущільнений вітрової потік всередині кожного каналу проходить уздовж зовнішнього боку його циліндричної поверхні і потрапляє в зону формування вихрового потоку (його робочого кільця) практично радіально.

Перевагою цієї установки щодо попередньої є те, що кожен направляючий конфузорной канал з циліндричними вертикальними поверхнями займає лише невелику частину цілісного кола, що тим самим знижує можливість зриву формування вихрового потоку.

Разом з тим і ця установка має низьку стійкість формування вихрового потоку (його робочого кільця), що обумовлено використанням циліндричної форми вертикальних поверхонь, з увігнутістю до вертикальної осі, в напрямних конфузорно каналах, при якій ущільнений вітрової потік потрапляє в зону формування вихрового потоку практично радіально .

Низька стійкість формування вихрового потоку (його робочого кільця) обумовлена ​​і можливим зривом вихрового кільця у верхній частині кожного ярусу після проходження і віддачі своєї енергії на ветроколесе цього ярусу через зменшення кінетичної енергії вихрового потоку при цьому.

Другим недоліком цієї установки є те, що частини кожного направляючого конфузорно каналу, в області їх вхідних отворів, мають в плані циліндричну форму, що зменшує загальну площу вітрового потоку в цих отворах і, як наслідок, зменшується швидкість вітрового потоку в зоні формування вихрового потоку.

Найбільш близьким до заявляється рішенням з технічної сутності і досягається технічного результату є вихрова вітроенергетична установка за патентом Російської Федерації №2059881, опубл. 1995.05.10, МПК 6 F 03 D 9/00, яка містить розташоване вгорі в трубі принаймні одне ветроколесо, яке кинематически пов'язане з перетворювачем енергії, під трубою перший ярус напрямних конфузорно каналів, які в ярусі розташовані гвинтоподібно уздовж вертикальної осі, а навколо неї - по криволінійних поверхонь зовнішньої і внутрішньої сторін кожного направляючого конфузорно каналу, при цьому звужені в плані перетину напрямних конфузорно каналів є вихідними отворами, які утворюють навколо вертикальної осі зону формування вихрового потоку, а широкі в плані перетину напрямних конфузорно каналів є вхідними отворами вітрового потоку. У цій установці криволінійні поверхні мають циліндричну форму, яка наближається до лінійної формі і має увігнутість від вертикальної осі. По висоті установки розташовані кілька ярусів напрямних конфузорно каналів, причому перша частина їх розташована під трубою з ветроколесом, а друга частина - на рівні з нею і забезпечує підсос вітрового потоку для створення над ветроколесом розрідження.

Перевагою цього прототипу щодо попередньої установки є зменшення можливості зриву формування вихрового потоку (його робочого кільця) за рахунок виконання криволінійних поверхонь циліндричної форми з увігнутістю від вертикальної осі.

Разом з тим і ця установка не забезпечує достатнього зниження можливості зриву формування вихрового потоку (його робочого кільця), що обумовлено тим, що при циліндричної формі виконання зовнішньої і внутрішньої сторін напрямних конфузорно каналів з увігнутістю від вертикальної осі вітрової потік уздовж обох цих сторін об'єднується під гострим кутом в вихідних отворах напрямних конфузорно каналів. А це характеризується нестационарностью ліній потоку, їх різкими вигинання і, як наслідок цього, освітою вторинних вихрових течій, що призводить або до зриву формування вихрового потоку в зоні його формування або до втрати ним енергії та зниження ккд установки.

В основу винаходу покладено завдання створення ефективної вихровий вітроенергетичної установки шляхом забезпечення в вихідних отворах кожного направляючого конфузорно каналу ламинарного потоку для формування стійкого вихрового потоку, без його зривів, що в свою чергу, дозволить підвищити енергію цього потоку і підвищити ККД установки. Крім того, забезпечується підвищення загарбання обсягу вітрового потоку, знижується можливість замикання його по висоті в зоні формування вихрового потоку без його зривів.

Поставлена ​​задача вирішується тим, що вихрова вітроенергетична установка, що містить розташоване вгорі в трубі принаймні одне ветроколесо, яке кинематически пов'язане з перетворювачем енергії, під трубою перший ярус напрямних конфузорно каналів, які в ярусі розташовані гвинтоподібно уздовж вертикальної осі, а навколо неї - по криволінійним поверхонь зовнішньої і внутрішньої сторін кожного направляючого конфузорно каналу, при цьому звужені в плані перетину напрямних конфузорно каналів є вихідними отворами, які утворюють навколо вертикальної осі зону формування вихрового потоку, а широкі в плані перетину напрямних конфузорно каналів є вхідними отворами вітрового потоку. В установці криволінійні поверхні зовнішньої і внутрішньої сторін кожного направляючого конфузорно каналу навколо вертикальної осі виконані спіралеподібні. Крім того, відносно горизонтальної площини кут гвинтоподібно розташованих напрямних конфузорно каналів уздовж вертикальної осі збільшується в ярусі від одного направляючого конфузорно каналу до другого навколо вертикальної осі. Кожен направляючий конфузорной канал у вертикальній площині виконаний звуженим від вхідного отвору до вихідного. При цьому спіралеподібні частина кожного направляючого конфузорно каналу в області вхідних отворів плавно переходить в радіальну частина. А радіальна частина зовнішньої сторони кожного направляючого конфузорно каналу виконана з можливістю її додаткового регульованого радіального збільшення. Крім того, на внутрішній поверхні спіралеподібні зовнішньої сторони кожного направляючого конфузорно каналу, вздовж вітрового потоку, розташовані пластини обтічної форми, висота яких плавно від нуля збільшується в напрямку зони формування вихрового потоку. Внутрішній перетин кожного направляючого конфузорно каналу виконано з округленими кутами. А в звуженому в плані перетині кожного направляючого конфузорно каналу розташована регульована заслінка для забезпечення можливості перекриття цього перетину. і установка містить співвісно з першим ярусом напрямних конфузорно каналів принаймні другий ярус напрямних конфузорно каналів. При цьому всі яруси напрямних конфузорно каналів виконані у вигляді зрізаного конуса, верхня і нижня поверхні якого мають форму кільця і ​​зрізаного конуса, при цьому нижня велика поверхня верхнього ярусу напрямних конфузорно каналів з'єднана з меншою верхньою поверхнею нижнього ярусу напрямних конфузорно каналів. А зона формування вихрового потоку виконана звуженої від низу установки до її верху. Відносно горизонтальної площини кут гвинтоподібно розташованих напрямних конфузорно каналів уздовж вертикальної осі збільшується від одного ярусу до другого в напрямку вгору. У ярусах напрямних конфузорно каналів від низу до верху кількість напрямних конфузорно каналів зменшується. Вгорі труби розташований розтруб з розсікачами вихрового потоку. Крім того, направляючі конфузорно канали спіралеподібні розташовані навколо вертикальної осі проти годинникової стрілки в північній півкулі Землі або по ходу годинникової стрілки в південній півкулі Землі. При цьому відносно горизонтальної площини кут гвинтоподібно розташованих напрямних конфузорно каналів уздовж вертикальної осі збільшується в кожному ярусі від одного направляючого конфузорно каналу до другого і від одного ярусу до другого в напрямку вгору проти годинникової стрілки в північній півкулі Землі або по ходу годинникової стрілки в південній півкулі землі.

Виконання криволінійних поверхонь зовнішньої і внутрішньої сторін кожного направляючого конфузорно каналу навколо вертикальної осі спіралеподібні дозволяє забезпечити ламінарний плин вітрового потоку як в кожному направляющем конфузорно каналі, так і в їх вихідних отворах, якими є звужені в плані внутрішні перетину кожного направляючого конфузорно каналу на кордоні в зону формування вихрового потоку у вигляді робочого кільця. Це забезпечується тим, що при проходженні вітрового потоку по спіралеподібні направляючої конфузорно каналу він за рахунок тангенціальних сил інерції ущільнюється уздовж зовнішнього боку його спіралеподібні частини. Такий ущільнений потік і надходить в зону формування вихрового потоку, що забезпечує зниження можливості створення вторинних вихрових течій і, як наслідок цього, забезпечує більш стійке формування кільця вихрового потоку в цій робочій зоні. А це і дозволяє підвищити енергію цього кільцевого робочого потоку як за рахунок зниження вторинних вихрових течій, так і тому що в ущільненому потоці всі складові його проходять паралельно один одному і лінійно складаються, а не під кутом, як це має місце в прототипі, ккд установки при цьому збільшується.

Виконання відносно горизонтальної площини кута гвинтоподібно розташованих напрямних конфузорно каналів уздовж вертикальної осі таким, що збільшується в ярусі від одного направляючого конфузорно каналу до другого навколо вертикальної осі, дозволяє плавно підвищити швидкість робочого кільця вихрового потоку по висоті в межах одного ярусу, що тим самим і сприяє стійкого формування і переміщення цього робочого кільця по висоті, без його зривів.

Виконання кожного направляючого конфузорно каналу в вертикальній площині звужують від вхідного отвору до вихідного дозволяє виконати ущільнення вітрового потоку по висоті цього каналу і тим самим ще підвищити стійкість формування вихрового потоку в вигляді його робочого кільця.

Виконання з плавним переходом спіралеподібні частини кожного направляючого конфузорно каналу в області вхідних отворів в радіальну частина дозволяє підвищити обсяг загарбання установкою зовнішнього вітрового потоку.

Виконання радіальної частини спіралеподібні зовнішньої сторони кожного направляючого конфузорно каналу з можливістю її додаткового регульованого радіального збільшення дозволяє і здійснити регульоване збільшення обсягу загарбання вітрового потоку при зменшенні його швидкості.

Виконання на внутрішній поверхні спіралеподібні зовнішньої сторони кожного направляючого конфузорно каналу вздовж вітрового потоку пластин обтічної форми дозволяє підвищити ламінарної течії ущільненого уздовж зовнішнього боку спіралеподібні частини кожного направляючого конфузорно каналу, що ще більше зменшує можливість створення вторинних вихрових течій. А це і забезпечує ще більш стійке формування, без зривів, робочого кільця вихрового потоку. А виконання висоти цих пластин такими, що плавно від нуля збільшуються в напрямку зони формування вітрового потоку дозволяє при цьому зменшити їх опір вітрового потоку.

Виконання внутрішнього перетину кожного направляючого конфузорно каналу з округленими кутами або елипсовидною і дозволяє зменшити можливість створення вторинних вихрових течій і тим самим направлено на зменшення можливості зриву робочого кільця вихрового потоку.

Розташування регульованою заслінки в звуженому в плані перетині кожного направляючого конфузорно каналу дозволяє зменшити або зовсім перекрити вихідні отвори в зону формування вихрового потоку при підвищенні величини зовнішнього вітрового потоку до штормовому.

Виконання співвісно з першим ярусом напрямних конфузорно каналів принаймні другого ярусу напрямних конфузорно каналів дозволить виконати установку багатоярусної, що в свою чергу дозволить використовувати не тільки приземні малоскоростной вітрові потоки, але і вітрові потоки з більшою швидкістю на висоті.

Виконання всіх ярусів напрямних конфузорно каналів у вигляді зрізаного конуса, верхня і нижня поверхні яких мають і форму зрізаного конуса у вигляді кільця, причому нижня велика поверхня верхнього ярусу з'єднана з меншою верхньою поверхнею нижнього ярусу, дозволяє виконати установку у вигляді як зрізаного конуса всієї установки, так і з однаковими широкими конусами, розташованими ступінчасто в нижній частині установки, де діють малоскоростной вітрові потоки, і у вигляді зрізаного конуса у верхній її частині. Це забезпечує загарбання більшого обсягу вітрового потоку по висоті для підтримки стійкого робочого кільця вихрового потоку в зоні формування вихрового потоку.

Виконання зони формування вихрового потоку звуженої від низу установки до її верху дозволяє забезпечити підвищення ущільнення робочого кільця вихрового потоку в цій зоні по висоті з максимальним підвищенням його енергії вгорі, в зоні розташування вітроколеса, яке може бути виконане у вигляді декількох турбін, розміщених на вертикальній осі в трубі одна над однією.

Виконання відносно горизонтальної площини кута гвинтоподібно розташованих напрямних конфузорно каналів уздовж вертикальної осі таким, що збільшується від одного ярусу до другого в напрямку вгору установки, дозволяє з висотою підвищувати вертикальну швидкість переміщення робочого кільця вихрового потоку, що тим самим знижує можливість замикання по висоті зони формування вихрового потоку, яке обумовлено різними швидкостями зовнішнього вітрового потоку внизу і вгорі багатоярусної установки. А це сприяє оптимізації переміщення вихрового потоку по висоті установки, без зривів цього потоку.

Виконання установки, в якій кількість напрямних конфузорно каналів в ярусах зменшується по висоті установки, і направлено на зниження можливості замикання по висоті зони формування вихрового потоку через різних швидкостей зовнішнього вітрового потоку внизу і вгорі багатоярусної установки, що і сприяє оптимізації переміщення вихрового потоку по висоті установки, без зривів цього потоку.

Виконання зверху труби розтруба з розсікачами дозволяє розсіяти відпрацьований вихровий потік.

Закручування напрямних конфузорно каналів спіралеподібні навколо вертикальної осі проти годинникової стрілки при розташуванні установки в північній півкулі Землі або по ходу годинникової стрілки при розташуванні установки в південній півкулі Землі дозволяє використовувати для підвищення закрутки вітрового потоку в ярусах установки Коріоліса прискорення, яке обумовлено обертанням Землі.

А виконання відносно горизонтальної площини кута гвинтоподібно розташованих напрямних конфузорно каналів уздовж вертикальної осі таким, що збільшується в кожному ярусі від одного направляючого конфузорно каналу до другого і від одного ярусу до другого ярусу в напрямку вгору установки проти ходу годинникової стрілки в північній півкулі Землі або по ходу годинникової стрілки в південній півкулі Землі, дозволяє і використовувати для підвищення швидкості робочого кільця вихрового потоку по висоті установки Коріоліса прискорення.

Викладене вище підтверджує наявність причинно-наслідкових зв'язків між сукупністю суттєвих ознак винаходу і досягається технічним результатом.

Дана сукупність істотних ознак дозволяє в порівнянні з прототипом вихровий вітроенергетичної установки забезпечити формування стійкого вихрового потоку у вигляді робочого кільця без його зривів за рахунок забезпечення в вихідних отворах кожного направляючого конфузорно каналу ущільненого і ламінарного вітрового потоку. А це забезпечує підвищення енергії цього потоку і відповідне підвищення ккд установки. Крім того, забезпечується підвищення загарбання обсягу вітрового потоку з можливістю регулювання цього підвищення. і забезпечується зниження можливості замикання по висоті зони формування вихрового потоку без його зривів. Забезпечується і підвищення ущільнення робочого кільця вихрового потоку по висоті установки.

На думку авторів, заявляється технічне рішення відповідає критеріям винаходи "новизна" і "винахідницький рівень", тому що сукупність істотних ознак, які характеризують заявлену вихревую вітроенергетичну установку, є новою і не випливає явно з відомого рівня техніки.

	Заявляється винахід пояснюється кресленнями, на яких однакові елементи мають однакові цифрові позначення і де на фіг.1 зображена вихрова вітроенергетична установка, загальний вигляд; на фіг.2 - то ж, розріз по А-А на фіг.1; на Фіг.3 - те ж, вертикальний розріз на фіг.1, без напрямних конфузорно каналів; на фіг.4 зображено розташування регульованою заслінки в вихідному отворі; на фіг.5 зображено розташування додаткової радіальної площині на зовнішній стороні кожного направляючого конфузорно каналу.

Кращий варіант вихровий вітроенергетичної установки відповідно до фіг.1, 2, 3, виконаний у вигляді багатоярусної установки пірамідоподобной форми, наприклад семиярусним, яка містить розташовану вгорі вертикальну трубу 1, в середині якої розташоване на вертикальній осі 2 ветроколесо 3, яке кинематически пов'язане з перетворювачем (не показано) енергії, співвісно з трубою 1 і ветроколесом 3 і під ними на фундаменті 4 розташовані яруси 5-11 із зоною 12 формування вихрового потоку у вигляді робочого кільця. У кожному ярусі 5-11 спіралеподібні в плані навколо осі 2 і гвинтоподібно уздовж неї розташовані напрямні конфузорно (звужені) канали (НКК) 13-19, кожен з яких має зовнішню 20 і внутрішню 21 вертикальні боку, криволінійні в плані поверхні яких відповідно до фіг.2 виконані спіралеподібні. Кожен НКК 13-19 має відповідні вхідні 22 і вихідні 23 отвори. При цьому в області вхідних отворів 22 спіралеподібні частина кожного НКК 13-19 плавно переходить в свою радіальну частина відповідно з радіальними зовнішньої 24 і внутрішньої 25 сторонами. Відповідно до фіг.5, радіальні зовнішні 24 боку кожного НКК 13-19 виконані з можливістю їх додаткового регульованого радіального збільшення висуванням площин 26. Поблизу кожного вихідного отвору 23, відповідно до фіг.4, розташована регульована заслінка 27 для забезпечення можливості перекриття звуженого в плані перетину кожного НКК 13-19. Зона 12 формування вихрового потоку фактично є витяжною трубою, яка виконана звуженої від низу установки до її верху, місця розташування вітроколеса 3. А у верхній частині труби 1 розташований розтруб 28 з розсікачами (не показано) вихрового потоку. При цьому відносно горизонтальної площини кут гвинтоподібно розташованих НКК уздовж вертикальної осі збільшується в кожному ярусі від одного НКК до другого і від одного ярусу до другого в напрямку вгору установки.

Як вітроколеса 3 застосовані кілька турбін, які розташовані одна над одною на вертикальній осі 2.

В якості перетворювача енергії в кращому варіанті застосований потужний електрогенератор з маховиком. А в іншому варіанті може бути застосований перетворювач механічної енергії обертання вітроколеса 3 в теплову енергію або інше.

В одному з варіантів виконання установки на внутрішній поверхні 29 спіралеподібні зовнішньої сторони 20 кожного НКК 13-19 і вздовж напрямку вітрового потоку розташований ряд невеликих по висоті пластин обтічної форми (не показано), висота яких плавно від нуля збільшується в напрямку зони 12 формування вихрового потоку і яка може бути виконана регульованою.

і в одному з варіантів кожен НКК 13-19 у вертикальній площині виконаний звуженим від вхідних отворів 22 до вихідних отворів 23.

Внутрішній перетин кожного НКК 13-19 в кращому варіанті виконано з округленими кутами. В інших випадках ці перетин може бути виконаний у вигляді еліпса, кола, напівеліпса.

В одному з варіантів установка може бути виконана у вигляді зрізаного конуса з відповідно розташованими один над одним ярусами 5-11 у вигляді і зрізаних конусів пірамідальної або конусоподібної верхньою частиною.

і установка може бути виконана у вигляді поступово розташованих в нижній її частині широких і однакових в плані ярусів, які розташовані один над одним.

При розташуванні установки в північній півкулі Землі НКК спрямовані спіралеподібні навколо вертикальної осі проти годинникової стрілки, а при розташуванні установки в південній півкулі Землі - по ходу годинникової стрілки для того, щоб використовувати для прискорення в плані вітрового потоку в НКК Коріоліса прискорення. При цьому відносно горизонтальної площини кут гвинтоподібно розташованих НКК уздовж вертикальної осі збільшується в кожному ярусі від одного НКК до другого і від одного ярусу до другого в напрямку вгору установки проти ходу годинникової стрілки в північній півкулі Землі або по ходу годинникової стрілки в південній півкулі Землі і для того, щоб використовувати Коріоліса прискорення для прискорення вітрового потоку по висоті установки в зоні 12 ФВП.

У зовнішніх і внутрішніх бічних стінках НКК 13-19 можуть бути виконані технологічні канали для розміщення комунікацій і доступу для обслуговування.

Вихрові Вітроенергетичні установки працює наступним чином

Потік вітру (показано стрілками) будь-якого напрямку набігає на корпус установки і захоплюється НКК 13-19, в яких він ущільнюється за рахунок звуження цих каналів і закручується по спіралі. При цьому швидкість його переміщення підвищується в стільки разів, у скільки разів перетин вхідних отворів 22 перевищує перетин вихідних отворів 23. Через вихідні отвори 23 закручений вітрової потік надходить в зону 12 формування вихрового потоку (ФВП) по висхідній спіралі за рахунок винтообразного виконання кожного НКК 13 -19 уздовж вертикальної осі 2. у зоні 12 ФВП вітрової потік формується в вихровий робоче кільце з максимальною щільністю, яке піднімається по висоті зони 12 ФВП, яка виконує функцію витяжної труби, і за рахунок її звуження по висоті ще більше ущільнюється. При цьому швидкість переміщення робочого кільця вихрового потоку по висоті зростає і та за рахунок збільшення кута винтообразного виконання, як в кожному верхньому ярусі НКК в порівнянні з нижнім, так і збільшення цього кута в сусідніх НКК в кожному ярусі, що сприяє відсутності замикання переміщення робочого кільця вихрового потоку по висоті зони 12 ФВП. У вертикальній трубі 1 енергія робочого кільця вихрового потоку перетворюється в енергію обертання вітроколеса 3 і далі в електрогенераторі - в електричну енергію.

При зростанні швидкості обертання робочого кільця вихрового потоку має місце подсасиванія вітрового потоку з усіх НКК 13-19, що ще більше підвищує енергію цього робочого кільця.

Енергія робочого кільця і ​​підвищується і за рахунок більшого захоплення вітрового потоку радіальними частинами НКК 13-19, які додатково радіально ще збільшуються висуванням площин 26 при зменшенні швидкості вітрового потоку.

При зростанні швидкості вітрового потоку вище критичної в кожному НКК 13-19 висуваються заслінки 27, які частково або повністю перекривають вихідні отвори 23 для забезпечення надходження тільки необхідного обсягу вітрового потоку на вітроколесо 3, що забезпечує роботу електрогенератора в номінальному режимі.

При виконанні установки, в якій від ярусу до ярусу кількість НКК 13-19 в напрямку знизу вгору знижується, і сприяє відсутності замикання переміщення робочого кільця вихрового потоку по висоті зони 12 ФВП за рахунок того, що при цьому враховується велика швидкість вітрового потоку вгорі установки, ніж в нижній її частині.

Хоча тут показані і описані варіанти, які визнані кращими для здійснення даного винаходу, фахівцям в даній галузі техніки буде зрозуміло, що можна здійснювати різноманітні зміни і модифікації, і елементи можна замінювати на еквівалентні не виходячи при цьому за межі обсягу домагань даного винаходу.

Відповідність заявляється технічного рішення критерію винаходу "промислова придатність» підтверджується зазначеними прикладами виконання вихровий вітроенергетичної установки.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Вихрова вітроенергетична установка, що містить розташоване вгорі в трубі, по крайней мере, одне ветроколесо, яке кинематически пов'язане з перетворювачем енергії, під трубою - перший ярус напрямних конфузорно каналів, які в ярусі розташовані гвинтоподібно уздовж вертикальної осі, а навколо неї - по криволінійних поверхонь зовнішньої і внутрішньої сторін кожного направляючого конфузорно каналу, при цьому звужені в плані перетину напрямних конфузорно каналів є вихідними отворами, які утворюють навколо вертикальної осі зону формування вихрового потоку, а широкі в плані перетину напрямних конфузорно каналів є вхідними отворами вітрового потоку, що відрізняється тим, що криволінійні поверхні зовнішньої і внутрішньої сторін кожного направляючого конфузорно каналу навколо вертикальної осі виконані спіралеподібні.

2. Установка по п.1, що відрізняється тим, що відносно горизонтальної площини кут гвинтоподібно розташованих напрямних конфузорно каналів уздовж вертикальної осі збільшується в ярусі від одного направляючого конфузорно каналу до другого навколо вертикальної осі.

3. Установка по п.1, що відрізняється тим, що кожен направляючий конфузорной канал у вертикальній площині виконаний звуженим від вхідного отвору до вихідного.

4. Установка по п.1, що відрізняється тим, що спіралеподібні частина кожного направляючого конфузорно каналу в області вхідних отворів плавно переходить в радіальну частина.

5. Установка по п.4, що відрізняється тим, що радіальна частина зовнішньої сторони кожного направляючого конфузорно каналу виконана з можливістю її додаткового регульованого радіального збільшення.

6. Установка по п.1, що відрізняється тим, що на внутрішній поверхні спіралеподібні зовнішньої сторони кожного направляючого конфузорно каналу вздовж вітрового потоку розташовані пластини обтічної форми, висота яких плавно від нуля збільшується в напрямку зони формування вихрового потоку.

7. Установка по п.1, що відрізняється тим, що внутрішній перетин кожного направляючого конфузорно каналу виконано з округленими кутами.

8. Установка по п.1, що відрізняється тим, що в звуженому в плані перетині кожного направляючого конфузорно каналу розташована регульована заслінка для забезпечення можливості перекриття цього перетину.

9. Установка за допомогою одного з пп.1-8, яка відрізняється тим, що містить співвісно з першим ярусом напрямних конфузорно каналів, по крайней мере, другий ярус напрямних конфузорно каналів.

10. Установка по п.9, що відрізняється тим, що всі яруси напрямних конфузорно каналів виконані у вигляді зрізаного конуса, верхня і нижня поверхні якого мають форму кільця і ​​зрізаного конуса, при цьому нижня велика поверхня верхнього ярусу напрямних конфузорно каналів з'єднана з меншою верхньою поверхнею нижнього ярусу напрямних конфузорно каналів.

11. Установка по п.9, що відрізняється тим, що зона формування вихрового потоку виконана звуженої від низу установки до її верху.

12. Установка по п.9, що відрізняється тим, що відносно горизонтальної площини кут гвинтоподібно розташованих напрямних конфузорно каналів уздовж вертикальної осі збільшується від одного ярусу до другого в напрямку вгору.

13. Установка по п.9, що відрізняється тим, що в ярусах напрямних конфузорно каналів від низу до верху кількість напрямних конфузорно каналів зменшується.

14. Установка по п.9, що відрізняється тим, що вгорі труби розташований розтруб з розсікачами вихрового потоку.

15. Установка по п.9, що відрізняється тим, що напрямні конфузорно канали спіралеподібні розташовані навколо вертикальної осі проти годинникової стрілки в північній півкулі Землі або по ходу годинникової стрілки в південній півкулі Землі.

16. Установка по п.15, що відрізняється тим, що відносно горизонтальної площини кут гвинтоподібно розташованих напрямних конфузорно каналів уздовж вертикальної осі збільшується в кожному ярусі від одного направляючого конфузорно каналу до другого і від одного ярусу до другого в напрямку вгору проти годинникової стрілки в північній півкулі Землі або по ходу годинникової стрілки в південній півкулі Землі.

Версія для друку
Дата публікації 17.01.2007гг

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