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 RU2276743

Вітроустановка

Ім'я винахідника: Третьяков Віталій Євгенович
Ім'я патентовласника: Третьяков Віталій Євгенович
Адреса для листування: 443045, Самара, вул. Аврори, 122, кв.333, пат.пов. Л.І.Сініциной
Дата початку дії патенту: 2005.03.10

Ветроустановка відноситься до області вітроенергетики, зокрема до вітроустановки з направляючими пристроями, що перетворюють енергію повітряного потоку, і може бути використана для отримання як механічної, так і електричної енергії. Технічний результат полягає в розширенні діапазону робочих швидкостей потоку, що набігає, максимальному використанні його енергії, зменшення втрат робочого тракту і збільшенні ефективності вітроустановки. Ветроустановка містить нерухомий несучий корпус, який є основним напрямних апаратом, виконаним у вигляді просторової лопатевої решітки з центральною вихідним каналом, в якому співвісно з центральною віссю на вертикальному валу розміщено робоче колесо, відповідно до винаходу, причому на верхньому елементі корпусу встановлений, з можливістю вільного обертання щодо центральній осі, єдиний блок з повітрозабірника, сопла і стабілізатора; при цьому просторова лопастная решітка сформована з двох поверхонь обертання і побудованими у вигляді кругового масиву просторових лопатей між ними, які формують робочі канали; повітрозабірник повністю охоплює робочі канали тильній зони направляючого апарату і з'єднаний воєдино з вихідним соплом з можливістю вільного обертання щодо центральної осі.

ОПИС ВИНАХОДИ

Ветроустановка відноситься до вітроенергетики, зокрема до вітроустановки з направляючими пристроями, що перетворює енергію повітряного потоку, і може бути використана для отримання як механічної, так і електричної енергії.

Відома вітроустановка, що містить пристрої для зміни напрямку повітряного потоку, яка, в тому числі, містить корпус, витяжний пристрій і направляючий апарат для повітряного потоку і призначена для перетворення енергії повітряного потоку (патент РФ №2093702, F 03 D 3/04 від 22.01. 96).

Однак дана установка не дозволяє максимально використовувати енергію вітру з-за великих втрат в протяженном вертикальному робочому тракті.

Відома вітроустановка з концентратором і прискорювачами потоку, яка, в тому числі, містить обтічний корпус, конфузор, сопло і турболопастной ротор і призначена для перетворення енергії вітру в електричну (а.с. №2078995, 6 F 03 D 9/00 від 26.05. 92).

Але велика парусність конфузора передбачає збільшення міцності несучих елементів і механізмів та їх маси, а це знижує загальний ККД установки. Конструктивна складність з великою кількістю рухомих пар і пар тертя збільшує питому вартість установки і ставить під сумнів її переваги перед класичною схемою горизонтально-осьових установок.

Найбільш близьким технічним рішенням є вітроустановка, що містить кільцевої корпус з центральним каналом і обтічником на його вході, яка, в тому числі, містить напрямні лопатки, еластичний вихідний патрубок з кільцем і встановлене на вертикальному валу вітроколесо і призначена для перетворення енергії вітру (а.с . №1121482, F 03 D3 / 04 від 06.08.82).

Але в даній установці працює лише фронтальна частина направляючого апарату, а на тильній, по відношенню до напрямку повітряного потоку, створюється підвітряного зона знижених тисків розміром в половину (а то і більше) діаметру направляючого апарату, що призводить до перетікання робочої середовища в область знижених тисків на переході з направляючого апарату до робочого колеса. Тобто частина повітряного потоку зі своєю потенційною енергією «тікає на волю», не доходячи до робочого колеса, тим самим знижуючи ефективність роботи установки.

Завданням цього винаходу є розширення діапазону робочих швидкостей потоку, що набігає, максимального використання його енергії, зменшення втрат робочого тракту і збільшення ефективності вітроустановки.

Для вирішення поставленого завдання ветроустановка містить нерухомий несучий корпус, який є основним напрямних апаратом, виконаним у вигляді просторової лопатевої решітки з центральною вихідним каналом, в якому співвісно з центральною віссю на вертикальному валу розміщено робоче колесо, причому на верхньому елементі корпусу встановлений, з можливістю вільного обертання щодо центральної осі, єдиний блок з повітрозабірника, сопла і стабілізатора; при цьому просторова лопастная решітка сформована з двох поверхонь обертання і побудованими у вигляді кругового масиву просторових лопатей між ними, які формують робочі канали; повітрозабірник повністю охоплює робочі канали тильній зони направляючого апарату і з'єднаний воєдино з вихідним соплом з можливістю вільного обертання щодо центральної осі.

На фіг.1 зображений загальний вид установки; на фіг.2 - ветроустановка в розрізі; на Фіг.3 - вид зверху з розрізом А-А. На фіг.1, 2, 3 зображена ветроустановка, де 1 - нижня частина, 2 - верхній елемент корпусу, 3 - просторові лопаті, 4 - робочий канал направляючого апарату, 5 - центральний вихідний канал корпусу, 6 - робоче колесо, 7 - повітрозабірник , 8 - внутрішня порожнину повітрозабірника, 9 - сопло, 10 - стабілізатор, 11 - генерує пристрій, 12 - межа розділу на зони, 13 - фронтальна зона, 14 - тильна зона.

Взаємне розташування вузлів і деталей вітроустановки: нижня частина 1 і верхній елемент 2 концентрично розташовані щодо центральної вертикальної осі і являють собою дві поверхні обертання. Нижня основа 1 і верхній елемент 2 жорстко з'єднані між собою просторовими лопатями 3, побудованими у вигляді кругового масиву щодо центральної осі, і формують просторові робочі канали 4 між кожною парою лопатей 3. Сукупність перерахованих елементів формує нерухомий несучий корпус, який є основним напрямних апаратом. Він виконаний у вигляді просторової лопатевої решітки з центральною вихідним каналом 5, в якому співвісно розміщено робоче колесо 6. На верхньому елементі 2 корпусу встановлений, з можливістю вільного обертання щодо центральної осі, єдиний блок з повітрозабірника 7, сопла 9 і стабілізатора 10. Робоче колесо 6 пов'язано з генеруючим пристроєм 11. Воздухозаборник 7 виконаний у вигляді просторової оболонки, що охоплює в робочому положенні робочі канали 4 тильній зони 14 направляючого апарату і, створюючи своєю поверхнею кордон між областями підвищеного і зниженого тиску, формує внутрішню порожнину 8. Умовна межа розділу 12 між фронтальною зоною 13 і тильної зоною 14 проходить по вхідній частині повітрозабірника.

При цьому робочі канали 4 сформовані з умови мінімізації протяжності робочого тракту в спрямовуючий апараті і вертикальної складової траєкторії руху робочого середовища.

Вітроустановка працює наступним чином

Сопло 9 і повітрозабірник 7 за допомогою стабілізатора 10 орієнтуються у напрямку повітряного потоку, обертаючись навколо направляючого апарату. Захоплений напрямних апаратом і повітрозабірником 7 повітряний потік, пройшовши через канали 4 направляючого апарату, розташовані у фронтальній зоні 13, і через внутрішню порожнину 8, сформовану повітрозабірником 7, і канали 4, розташовані в тильній зоні 14, потрапляє в центральний канал 5 і на робоче колесо 6, розташоване в ньому. Передавши частину своєї енергії колесу 6, відпрацьований повітряний потік (робоче середовище) викидається через сопло 9 назовні. Робоче колесо 6 передає отриману енергію на генерує пристрій 11. Зріз сопла 9 знаходиться в тильній зоні 14 області зниженого тиску, а вхідна частина повітрозабірника 7 - у фронтальній зоні 13 області підвищеного тиску гальмування від набігаючого потоку.

Два протилежних по впливу ефекту ( «тягнути» і «штовхати») дають додатковий позитивний імпульс роботі повітряного потоку і переводять установку в категорію «два в одному».

До описаного вище додамо, що утворена поверхнею рухомого блоку з елементів 7 і 9 просторова межа між областями зниженого і підвищеного тиску захищає установку від шкідливих "відсмоктуючих" ефектів в області переходу з направляючого апарату на робоче колесо 5 і тим самим зменшує втрати енергії в робочому тракті установки.

Рухомий блок з елементів 7, 9, 10 виконаний з легких матеріалів і при малій питомій вазі має низький момент інерції. Залежно від номінальної потужності установки і, відповідно, маси рухомого блоку з елементів 7, 9, 10 можливе використання спільно зі стабілізатором 10 або замість йому додаткових пристроїв і механізмів.

Установка на верхньому елементі корпусу, єдиного блоку з повітрозабірника, сопла і стабілізатора, з можливістю вільного обертання щодо центральної осі, дозволяє отримати додаткову енергію від захопленого повітрозабірником потоку, включити в роботу канали тильній зони і позбутися від шкідливого впливу на роботу установки знижених тисків тильній зони .

Формування просторової лопатевої решітки з двох поверхонь обертання і побудованими у вигляді кругового масиву просторових лопатей між ними дозволяє сформувати робочі канали з мінімальною довжиною робочого тракту в спрямовуючий апараті і вертикальної складової траєкторії руху робочого середовища.

З'єднаний воєдино з вихідним соплом, з можливістю вільного обертання щодо центральної осі, повітрозабірник повністю охоплює робочі канали тильній зони направляючого апарату і дозволяє направляти через них до робочого колеса енергію струменів, незахоплених робочими каналами фронтальної зони.

Використання вітроустановки запропонованої конструкції дозволяє істотно підвищити ефективність використання енергії вітру, розширити діапазон робочих швидкостей вітру і максимально повно використовувати енергію низькопотенційних, пульсуючих і «нишпорять» потоків повітря. Завдяки простоті конструктивної схеми з мінімальною кількістю вузлів, деталей та кінематичних пар досягається збільшення надійності і довговічності установки.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Ветроустановка містить нерухомий несучий корпус, який є основним напрямних апаратом, виконаним у вигляді просторової лопатевої решітки з центральною вихідним каналом, в якому співвісно з центральною віссю на вертикальному валу розміщено робоче колесо, що відрізняється тим, що на верхньому елементі корпусу встановлений з можливістю вільного обертання щодо центральної осі, єдиний блок з повітрозабірника, сопла і стабілізатора, при цьому просторова лопастная решітка сформована з двох поверхонь обертання і побудованими у вигляді кругового масиву просторових лопатей між ними, які формують робочі канали; повітрозабірник повністю охоплює робочі канали тильній зони направляючого апарату і з'єднаний воєдино з вихідним соплом з можливістю вільного обертання щодо центральної осі.

Версія для друку
Дата публікації 02.02.2007гг

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