| 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 RU2230218
Вітроенергетичні установки
Ім'я винахідника: Рибак М.Б. (RU); Копосов А.Д.
Ім'я патентовласника: Копосов Олександр Дмитрович
Адреса для листування: 119991, Москва, вул.Будівельників, 8, корп.2, оф.824, Адвокатське бюро "Барщевський і партнери", пат.пов. С.А.Селівановскому
Дата початку дії патенту: 2002.06.13
Винахід відноситься до вітроенергетики, а саме до вітроустановки, що перетворює енергію вітру в електричну або іншу енергію для використання в промисловості, сільському господарстві і т.п. Технічний результат, що полягає в підвищенні ефективності використання енергії вітрового потоку, забезпечується за рахунок того, що в вітроенергетичної установки, яка містить турбіну, механічно пов'язану з генератором, центральну оболонку, кільцеву передню оболонку з вхідним каналом, що утворить з центральною оболонкою малий діффузорний вихідний канал, кільцеву зовнішню оболонку, що утворить з центральною оболонкою великий діффузорного-конфузорной канал, а й додаткову кільцеву оболонку, що утворить з зовнішніми поверхнями передній і центральної оболонок звужується-розширюється перший проміжний канал, з'єднана в проміжній частині з малим діффузорним вихідним каналом, а з внутрішньою поверхнею зовнішньої оболонки - другий проміжний канал, з'єднана разом з першим проміжним каналом з великим діффузорного-конфузорно каналом, відповідно до винаходу, турбіна, механічно пов'язана з генератором, розташована в проміжному каналі, утвореному центральної і додаткової кільцевої оболонками.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до вітроенергетики, а саме до вітроустановки, що перетворює енергію вітру в електричну або іншу енергію для використання в промисловості, сільському господарстві і т.п.
Відома вітроенергетична установка, що містить турбіну, механічно пов'язану з генератором, центральну оболонку, кільцеву передню оболонку з вхідним каналом, що утворить з центральною оболонкою малий діффузорний вихідний канал, кільцеву зовнішню оболонку, що утворить з центральною оболонкою великий діффузорного-конфузорной канал, а й додаткову кільцеву оболонку , що утворить з зовнішніми поверхнями передній і центральної оболонок звужується-розширюється перший проміжний канал, з'єднана в проміжній частині з малим діффузорним вихідним каналом, а з внутрішньою поверхнею зовнішньої оболонки - другий проміжний канал, з'єднана разом з першим проміжним каналом з великим діффузорного-конфузорно каналом, за сукупністю суттєвих ознак винаходу прийнята за найближчий аналог (прототип) (див., наприклад, RU, 2124142 С1, кл. F 03 D 1/04, 27.12.1998).
Недоліком вітроустановки є неможливість використання установки при малих початкових швидкостях повітряного потоку.
Технічний результат, що полягає в підвищенні ефективності використання енергії вітрового потоку, забезпечується за рахунок того, що в вітроенергетичної установки, яка містить турбіну, механічно пов'язану з генератором, центральну оболонку, кільцеву передню оболонку з вхідним каналом, що утворить з центральною оболонкою малий діффузорний вихідний канал, кільцеву зовнішню оболонку, що утворить з центральною оболонкою великий діффузорного-конфузорной канал, а й додаткову кільцеву оболонку, що утворить з зовнішніми поверхнями передній і центральної оболонок звужується-розширюється перший проміжний канал, з'єднана в проміжній частині з малим діффузорним вихідним каналом, а з внутрішньою поверхнею зовнішньої оболонки - другий проміжний канал, з'єднана разом з першим проміжним каналом з великим діффузорного-конфузорно каналом, відповідно до винаходу, турбіна, механічно пов'язана з генератором, розташована в проміжному каналі, утвореному центральної і додаткової кільцевої оболонками, вхідні канали можуть бути оснащені первинними прискорювачами повітряного потоку, оболонки установки оснащені додатковими ежектірующее і повітрозабірними каналами.
Канали оснащені апаратами для закрутки потоку.
На кресленні представлений поздовжній розріз установки.
 |
Вітроенергетична установка містить центральну оболонку 1, кільцеву передню оболонку 2 з вхідним каналом 3. Оболонка 2 утворює з центральною оболонкою 1 малий діффузорний вихідний канал 4. Крім того, енергоагрегат має кільцеву зовнішню оболонку 5, утворить з центральною оболонкою 1 великий діффузорного-конфузорной канал 6 . енергоагрегатом забезпечений і додаткової кільцевої оболонкою 7, що утворює з зовнішніми поверхнями передній 2 і центральної 1 оболонок звужується-розширюється перший проміжний канал 8, повідомлений в проміжної частини з малим вихідним діффузорним каналом 4, а з внутрішньою поверхнею зовнішньої оболонки 5 - другий проміжний канал 9 , з'єднана разом з першим проміжним каналом 8 з великим діффузорного-конфузорно каналом 6. Установка має турбіну 10, розташовану в сужающемся-розширюється першому проміжному каналі 8 і механічно пов'язану з генератором 11, розташованим в центральній оболонці 1. Під терміном "генератор" тут слід розуміти не тільки генератор електричного струму, але будь-який пристрій для перетворення механічної енергії в будь-який вид енергії, зручною для використання в конкретних обставинах. Це може бути, наприклад, насос в системі гідроприводу, компресор пневмопривода і т.п. На вході в канали 3, 8, 9 встановлені первинні прискорювачі потоку 12 з напрямними апаратами для закрутки (на кресленні не показані) потоку. Оболонки 1, 2, 5, 7 і первинні прискорювачі 12 з'єднані між собою перемичками. |
Для забезпечення додаткового припливу повітряного потоку в канали установки і додання додаткового прискорення оболонки 2, 5, 7 забезпечені додатковими повітрозабірними каналами 13, а для створення додаткового розрідження за турбіною 10 - ежекторними каналами 14. Для підвищення ефективності роботи турбіни 10 канали 3, 4, 8 і 9 оснащені апаратами 15 для закрутки потоку.
Вітроенергетичні установки працює наступним чином
Вільний повітряний потік, що рухається по другому проміжному каналі 9 установки і по поверхні зовнішньої оболонки 5 установки, за рахунок ежекції створює розрідження в першому проміжному каналі 8, причому зона ефективного впливу двох сумарних потоків, що беруть участь в створенні розрідження, становить не менше одного діаметра донного зрізу установки, тобто в цьому процесі бере участь кільцевої повітряний потік, найбільший діаметр якого не менше трьох діаметрів донного зрізу установки.
Енергію цього потоку можна визначити за допомогою першого закону термодинаміки або розрахувати за формулою для визначення пружної енергії газу, або іншими відомими способами.
Вступник у вхідні перетин каналів 3, 8, 9 і первинних прискорювачів 12 повітряний потік має певний запас енергії, що розраховується відомими способами.
Під впливом двох потоків енергії, з боку вхідних каналів і з боку розрідження, повітряний потік, пройшовши мінімальний перетин каналу 8, утвореного центральної оболонкою 1 і кільцевої передній оболонкою 2, досягає максимально ефективної швидкості і щільності. Тобто, кінетична енергія потоку різко зростає і цей процес пов'язаний із зменшенням ентальпії потоку. Відповідно зі зростанням швидкості відбувається зниження тиску в цьому перерізі, величину якого позначимо Р1. Це тиск буде нижче, ніж тиск Р0 в вільному потоці. Тиск у вихідному перерізі каналу 9 буде нижче Р1. Отже, на повітряний канал 8 впливають і дві енергії - одна з боку вихідного перетину каналу 9, інша з боку вхідних перетинів каналів 3, 8, 9. Вектори впливу цих енергій на потік збігаються. Взаємодія цих енергій призведе до зростання швидкості у вихідному перерізі першого проміжного каналу 8 (розрахунок послідовно розташованих сопел Лаваля) і відповідного зниження сумарного тиску в цій зоні. Падіння сумарного тиску у вихідному перерізі повітряного каналу 8 компенсується високою швидкістю потоку і моментом сил, що діють на розташовану в каналі 8 турбіну 10, механічно пов'язану з генератором 11. Кінетична енергія на турбіні 10 являє собою располагаемую роботу, яка буде перетворена в обертання турбіни 10 і пов'язаних з нею електричних генераторів 11. У зонах зі зниженою швидкістю вітру енергоустановки оснащується первинними прискорювачами потоку 12, призначеними для локального прискорення потоку, що подається у вхідні перетину каналів 3, 8 і 9.
Процеси перетворення енергії в каналах установки ідентичні процесам, що відбуваються в соплах Лаваля, і мінімальний тиск потоку в робочій зоні турбіни 10 дорівнюватиме Р2 = 0,528 Ро або трохи вище, в залежності від швидкості вільного потоку. Повітряні турбіни працездатні навіть при незначних перепадах тиску, і установка буде працювати при швидкостях вільного повітряного потоку Vo = 5 ... 6 м / с.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Вітроенергетична установка, що містить турбіну, механічно пов'язану з генератором, центральну оболонку, кільцеву передню оболонку з вхідним каналом, що утворить з центральною оболонкою малий діффузорний вихідний канал, кільцеву зовнішню оболонку, що утворить з центральною оболонкою великий діффузорного-конфузорной канал, а й додаткову кільцеву оболонку, що утворить з зовнішніми поверхнями передній і центральної оболонок звужується-розширюється перший проміжний канал, з'єднана в проміжній частині з малим діффузорним вихідним каналом, а з внутрішньою поверхнею зовнішньої оболонки - другий проміжний канал, з'єднана разом з першим проміжним каналом з великим діффузорного-конфузорно каналом , що відрізняється тим, що турбіна, механічно пов'язана з генератором, розташована в проміжному каналі, утвореному центральної і додаткової кільцевої оболонками.
2. Вітроенергетична установка по п.1, що відрізняється тим, що її вхідні канали оснащені первинними прискорювачами повітряного потоку.
3. Вітроенергетична установка по п.1 або 2, яка відрізняється тим, що її оболонки оснащені додатковими повітрозабірними каналами.
4. Вітроенергетична установка за допомогою одного з пп.1-3, яка відрізняється тим, що її оболонки оснащені додатковими ежектірующее каналами.
5. Вітроенергетична установка за допомогою одного з пп.1-4, яка відрізняється тим, що її канали оснащені апаратами для закрутки потоку.
Версія для друку
Дата публікації 02.02.2007гг
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.