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 RU2249722

РОТОРНІ Вітроелектростанція

Ім'я винахідника: Іванайскій А.В. (RU); Іванайская Т.С. (RU); Іванайскій В.А. (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: 2004.05.05

Винахід відноситься до галузі електроенергетики, а саме до конструкцій вітроелектричних установок з вертикальною віссю обертання ротора. Технічний результат полягає в підвищенні повноти використання енергії вітрового потоку, забезпеченні видалення відпрацьованого вітрового потоку з кожного модуля, спрощення конструкції вітроелектростанції та її експлуатації і забезпечується за рахунок того, що роторна вітроелектростанція містить щонайменше один модуль, до складу якого ротор з вертикальною віссю обертання і лопатами , виконаними у формі аеродинамічних крил і встановленими з зазором щодо валу модуля, механічно пов'язаного з валом електрогенератора, і з'єднаний з ротором кільцевої направляючий апарат з лопатками, виконаними у формі аеродинамічних крил. Лопатки направляючого апарату і лопаті ротора своїми увігнутими поверхнями орієнтовані в протилежних окружних напрямках. Модуль додатково включає випускне пристрій, що обмежує ротор і направляючий апарат зверху і складається з обичайки з отворами для видалення повітря, і сполученого з нею дна з пропускними отворами. А на валу модуля виконаний шнек зі спіральними лопатями, розташованими в зазорі, утвореному лопатями ротора.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до енергетики, зокрема до конструкцій вітроелектричних установок, осі обертання роторів яких вертикальні і перпендикулярні напрямку потоку вітру, і може бути використано для вироблення електроенергії 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 потоку вітру 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 інерційність його.

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).

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 головних недоліків відомого пристрою.

Найбільш близьким за технічною сутністю до 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 вітрового потоку всередині пристрою підвищує ефективність використання енергії вітру, однак не в повній мірі.

До недоліків відомого пристрою відноситься те, що повністю не використовується енергія вітрового потоку, що відходить вгору вздовж осі модуля. Особливо втрати енергії вітрового потоку можуть зростати при кількості модулів більше одного.

Завданням винаходу є усунення зазначених недоліків найближчого аналога, а саме підвищення повноти використання енергії вітрового потоку, спрощення конструкції та експлуатації.

Зазначена задача вирішена тим, що в роторної вітроелектростанції, що містить щонайменше один модуль, до складу якого ротор з вертикальною віссю обертання і лопатами, виконаними у формі аеродинамічних крил і встановленими з зазором щодо валу модуля, механічно пов'язаного з валом електрогенератора, і з'єднаний з ротором кільцевої направляючий апарат з лопатками, виконаними у формі аеродинамічних крил, при цьому лопатки направляючого апарату і лопаті ротора своїми увігнутими поверхнями орієнтовані в протилежних окружних напрямках, відповідно до винаходу модуль додатково включає випускне пристрій, що обмежує ротор і направляючий апарат зверху і складається з обичайки з отворами для видалення повітря і поєднаного з нею дна з пропускними отворами, а на валу модуля виконаний шнек зі спіральними лопатями, розташованими в зазорі, утвореному лопатями ротора.

Переважно, щоб діаметр шнека не перевищував 1/5 діаметра ротора.

і переважно, щоб лопатки направляючого апарату були встановлені з кутом входу потоку вітру 30 ° -80 ° і під кутом 15 ° -80 ° на виході.

Завдяки такому виконанню вітроелектростанції забезпечується більш повна передача енергії відходить вітрового потоку і транспортування потоку повітря вгору, де відбувається його викид в атмосферу.

Винахід ілюструється кресленнями.

На фіг.1 представлена ​​пропонована роторна вітроелектростанція;

на фіг.2 - поперечний переріз фіг.1 по А-А;

на Фіг.3 - поперечний переріз фіг.1 по Б-Б.

Пропонована роторна вітроелектростанція (фіг.1) містить щонайменше один модуль. Модуль включає ротор 1 з вертикальною віссю обертання і лопатами 2, з'єднаний з ротором 1 через підшипниковий вузол 3 кільцевої направляючий апарат 4 з лопатками 5 і випускне пристрій 6, що обмежує ротор 1 і направляючий апарат 4 зверху і служить кріпленням вузла 3.

Лопаті 2 ротора 1 (фіг.2) виконані у формі аеродинамічних крил, звернених в бік валу 7 модуля, і встановлені з зазором щодо вала 7. Лопатки 5 направляючого апарату 4 виконані у формі аеродинамічних крил, звернених від вала 7, тобто назовні направляючого апарату 4. При цьому лопатки 5 направляючого апарату 4 і лопаті 2 ротора 1 своїми увігнутими поверхнями орієнтовані в протилежних окружних напрямках, тобто таким чином, що, наприклад, увігнуті поверхні лопатей 2 орієнтовані за годинниковою стрілкою, а лопаток 5 - проти годинникової стрілки. Переважно, щоб лопатки 5 направляючого апарату 4 були встановлені з кутом входу потоку вітру 30 ° -80 ° і під кутом 15 ° -80 ° на виході.

Випускний пристрій 6 (фіг.3) складається з обичайки 8 з отворами 9 для видалення повітря і поєднаного з нею дна 10 з пропускними отворами 11. Крім того, на валу 7 модуля виконаний шнек 12 зі спіральними лопатями 13, розташованими в зазорі, утвореному лопатями 2 ротора 1.

Переважно, щоб зовнішній діаметр направляючого апарату 4 становив не менше 1,3 діаметра ротора 1.

Переважно і, щоб діаметр шнека 12 не перевищував 1/5 діаметра ротора 1.

У генераторному відділенні 14 на валу 15, механічно пов'язаний з валом 7 модуля, встановлені групи електрогенераторів 16 (одно-, дво або багатоярусні електрогенератори). Вихід навантаження електрогенераторів 16 виробляється через перетворювач (не показаний) і регулятор 17, електрично пов'язані з розподільним щитом 18 (з'єднання між ними умовно не показані). Крім того, електрогенератори 16 пов'язані з акумуляторною батареєю 19 і струмоведучими шинами 20.

На верхньому кінці вала 7 виявлено тахогенератор 21, вгорі вітроелектростанції закріплений блискавковідвід 22.

Установка наступних модулів проводиться один на інший за допомогою кільця 23, яке закріплене на обечайке 8. При цьому вали 7 кожного модуля утворюють загальний вал.

Вітроелектростанція працює наступним чином

Потік вітру надходить на лопатки 5 направляючого апарату 4 кожного модуля, прискорюється на них і перетікає на лопаті 2 ротора 1. Як відомо, 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 вітроелектростанцію, причому найбільша швидкість його спостерігається на лопатях 2 ротора 1, де повітряний потік віддає частину своєї кінетичної енергії і звідки з великою швидкістю надходить на спіральні лопаті 13 шнека 12. Віддаючи частину своєї кінетичної енергії спіральним лопатей 13 шнека 12 , повітряний потік, закручуючись по шнеку 12, піднімається вгору і через перепускні отвори 11 надходить в випускне пристрій 6, звідки через отвори 9 видаляється в атмосферу з кожного модуля, що збільшує ефективність використання вітру.

Таким чином, використання випускного пристрою і шнека зі спіральними лопатями, виконаного на валу модуля, дозволить підвищити повноту використання енергії вітрового потоку, спростити конструкцію і експлуатацію.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Роторна вітроелектростанція, що містить, щонайменше, один модуль, до складу якого ротор з вертикальною віссю обертання і лопатами, виконаними у формі аеродинамічних крил і встановленими з зазором щодо валу модуля, механічно пов'язаного з валом електрогенератора, і з'єднаний з ротором кільцевої направляючий апарат з лопатками, виконаними у формі аеродинамічних крил, при цьому лопатки направляючого апарату і лопаті ротора своїми увігнутими поверхнями орієнтовані в протилежних окружних напрямках, що відрізняється тим, що модуль додатково включає випускне пристрій, що обмежує ротор і направляючий апарат зверху і складається з обичайки з отворами для видалення повітря і сполученого з нею дна з пропускними отворами, а на валу модуля виконаний шнек зі спіральними лопатями, розташованими в зазорі, утвореному лопатями ротора.

2. Роторна вітроелектростанція по п.1, що відрізняється тим, що діаметр шнека не перевищує 1/5 діаметра ротора.

3. Роторна вітроелектростанція по п.1 або 2, яка відрізняється тим, що лопатки направляючого апарату встановлені з кутом входу потоку вітру 30-80 ° і під кутом 15-80 ° на виході.

Версія для друку
Дата публікації 11.01.2007гг

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