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 RU2218476

Вітроенергетичні установки

Ім'я винахідника: Бреусов Володимир Петрович; Єлістратов Віктор Васильович
Ім'я патентовласника: Бреусов Володимир Петрович; Єлістратов Віктор Васильович
Адреса для листування: 196600, Санкт-Петербург, Пушкіно, вул.Залізнична, 40, кв.6, пат.пов. М.В.Козлову
Дата початку дії патенту: 2001.10.01

Винахід відноситься до області вітроенергетики і може бути використано в вітродвигуна з віссю обертання, що збігається з напрямком вітру. Технічний результат, що полягає в підвищенні ККД установки, зниженні її металоємності і підвищення універсальності використання, забезпечується за рахунок того, що в вітроенергетичної установки, яка містить ветровоспрінімающіе робочі органи, встановлені на горизонтально розташованому валу, що є і валом генератора, і встановлені на несучому елементі, згідно винаходу ветровоспрінімающіе робочі органи складаються з двох симетрично розташованих ідентичних лопатей, середні лінії яких мають вигляд синусоїди, горизонтальні осі останніх збігаються з центральною горизонтальною віссю установки, вертикальний перетин лопатей має каплевидную форму, з тупими кінцями, спрямованими в бік формувача потоку, а розгортка лопаті виконана у вигляді прямокутника, довгі сторони якого замінені на увігнуті дуги з однаковими радіусами з центрів, розташованих на центральній осі прямокутника, при цьому майданчики, на яких встановлені підстави лопатей, повернені на 90 ^o відносно один одного, а осі підстав лопатей, встановлених з протилежних сторін одного майданчика, утворюють між собою гострий кут, при цьому майданчики через підшипникові вузли встановлені на опорній дузі, яка спирається на інший підшипниковий вузол, вісь якого проходить через центр ваги установки.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до області вітроенергетики і стосується двигунів з віссю обертання, що збігається з напрямком вітру.

Відомий реактивний вітродвигун з вертикальною віссю, що містить встановлений на опорі ротор з вертикальними S-образними лопатями, жорстко закріпленими між торцевими дисками, при цьому ротор має щонайменше дві встановлені паралельно S-образні лопаті. Він забезпечений двома роторами, встановленими поярусно, причому лопаті одного ротора розташовані під кутом 90 ^o щодо лопатей іншого (пат. РФ 2006664, F 03 D 03/00).

До недоліків даного пристрою можна віднести наступне:

1. При цьому розташуванні лопатей буде працювати тільки 50% лопаті.

2. Пристрій вимагає додаткового пристрою для приведення роторів за вітром.

3. У цьому випадку, якщо один з роторів наведено за вітром, то інший поза зоною впливу вітру. Отже, низький коефіцієнт корисної дії (ККД).

4. Установка металоємність і не працює на вітрах малих швидкостей.

Відома вітрова установка, що складається з вежі і розташованих на ній валів, розміщених в горизонтальній площині під кутом один до одного і до встановлених на окремих валах вітровими колесами, при цьому кожен вал сочленен зі своїм електрогенератором, а вітроколеса виконані подвійними з пружною нескінченної стрічки, розділеної в зазначених ділянках на 180 ^o і закріплені на розсікачах зі скошеною площиною (пат. РФ 2002104, F 03 D 01/06).

До недоліків даного пристрою можна віднести наступне:

Установка працює тільки на високій опорі і при великій швидкості вітру. Складність конструкції і висока металоємність.

Найбільш близьким аналогом є вітроенергетичний агрегат, що містить вітроколесо, встановлене на горизонтальній осі, пов'язане з постійними магнітами ротора, який оточує кругової статор з обмотками, поворотну втулку, на якій з протилежних сторін закріплені вісь вітроколеса і направляє на вітер пристрій. При цьому статор з ротором розміщені на опорі вертикально і співвісно з нею, а над ними встановлена ​​кутова передача від ротора до вітроколеса. Крім цього агрегат містить гальмівні колодки і фіксатор, встановлені біля основи опори, що охоплюють по зовнішній поверхні нижню частину ротора. Фіксатор встановлений під нижнім краєм лопаті вітроколеса. Що спрямовує на вітер пристрій виконаний з можливістю повороту у втулки в рухомого зв'язку (пат. РФ 2000466, F 03 D 01/00).

Негативними моментами даного винаходу є наступне:

Складність конструкції, отже, низька надійність. Велика металоємність, низький ККД використання енергії вітру, висока акустична напруженість. Пристрій не здатне працювати на низьких швидкостях вітру.

Завдання винаходу - підвищення ККД вітроенергетичної установки з можливістю її на слабких вітрах від 2 м / с зі зниженням її металоємності і підвищенням універсальності використання.

Поставлена ​​задача вирішується за рахунок того, що в вітроенергетичної установки, яка містить ветровоспрінімающіе робочі органи, встановлені на горизонтальному валу, що є і валом ротора генератора, розташовані на несучій елементі, ветровоспрінімающіе робочі органи складаються з двох симетричних і ідентичних лопатей, серединне перетин яких має вигляд синусоїди , а їх горизонтальні осі збігаються з центральною горизонтальною віссю установки, при цьому вертикальний перетин лопатей має каплевидную форму, тупі кінці якого спрямовані в бік формування вітрового потоку, а розгортки лопатей виконані у вигляді прямокутника, довгі сторони якого замінені на увігнуті дуги однакового радіусу з обох напрямків і з центрами, які знаходяться на центральній осі прямокутника, при цьому майданчики, на які встановлені лопаті, повернені на 90 ^o відносно один одного, а центральні осі підстав лопатей, встановлених з протилежних сторін одного майданчика, утворюють між собою гострий кут. Самі майданчики через підшипниковий вузол встановлені на опорній дузі, яка спирається на інший підшипниковий вузол, вісь якого проходить через центр ваги вітроенергетичної установки.

Новими істотними ознаками є:

1. Ветровоспрінімающіе робочі органи складаються з двох симетричних ідентичних лопатей.

2. Середній лінії лопатей мають вигляд синусоїди, горизонтальні осі останніх збігаються з центральною горизонтальною віссю установки.

3. Вертикальне перетин лопатей має каплевидную форму.

4. Розгортка лопаті виконана у вигляді прямокутника, довгі сторони якого замінені на увігнуті дуги з однаковими радіусами і з центрами, розташованими на центральній осі прямокутника.

5. Майданчики, на які встановлені підстави лопатей, повернені на 90 ^o відносно один одного.

6. Центральні осі підстав лопатей, встановлених з протилежних сторін одного майданчика, утворюють між собою гострий кут.

7. Майданчики через підшипникові вузли встановлені на опорній дузі.

8. Дуга спирається на підшипниковий вузол, вісь якого проходить через центр ваги вітроенергетичної установки.

Перераховані нові суттєві ознаки в сукупності з відомими дозволяють отримати технічний результат у всіх випадках, на які поширюється витребовують обсяг правової охорони.

Технічний результат.

Установка працює з ККД від 52 до 86 відсотків, що досягається подвійним використанням вітрового потоку і зменшенням індукованого опору лопатей внаслідок їх каплевидної форми, з використанням виникає від цього підйомної сили як розвантажувальної підшипникові вузли.

Конструкція і взаєморозташування лопатей дозволяє використовувати вітрові потоки від 2 м / с і не вимагає попереднього запуску.

Робота установки не залежить від її місця розташування. Для безперервності використання вітрового потоку встановлені дві симетричні ідентичні лопаті, а їх конфігурація дозволяє знизити акустичну напруженість роботи установки (40 dB (децибел) при 1400 об / хв), так як в будь-яких двох рівновіддалених від осі симетрії вертикальних перетинах виникають обертальні моменти рівні. Це дозволяє експлуатувати установку в густо населених районах.

При зміні напрямку вітру установка самовстановлюється в оптимальному напрямку.

Графічний матеріал представлений наступним:

Фиг.1 - схема вітроенергетичної установки.

Фиг.2 - розгортка лопаті.

Фіг.3 - вертикальний перетин лопаті.

Фіг.4 - взаємне розташування майданчиків кріплення лопатей.

Фіг.5 - проекція підстав лопатей на майданчик їх кріплення.

Вітроенергетична установка складається з опорної дуги 1, яка спирається на підшипниковий вузол 2, центральна вісь 3 якого проходить через центр ваги установки 4. На опорної дузі 1 з двох сторін через підшипникові вузли 5 встановлені вал 6 з майданчиком 7 кріплення лопатей 8 і 9, з середньою лінією 10 і формувачем потоку 11 з одного боку і вал 12 з майданчиком 13 кріплення лопатей 8 і 9 і ротором генератора 14 з іншого боку. Лопаті 8 і 9 ідентичні і симетрично розташовані відносно горизонтальної центральної осі установки. Середні лінії 10 лопатей 8 і 9 мають вигляд синусоїди, горизонтальні осі яких збігаються з центральною горизонтальною віссю установки. Вертикальне перетин лопатей 8 і 9 мають каплевидную форму, тупі кінці яких спрямовані в бік формувача потоку 11. Розгортка лопатей 8 і 9 виконана у вигляді прямокутника, довгі сторони якого замінені на увігнуті дуги 15 однакового радіуса R з центрами, розташованими на центральній осі прямокутника. Майданчики 7 і 13, на яких встановлені підстави лопатей 8 і 9, повернені на 90 ^o відносно один одного. Центральні осі 16 і 17 підстави лопатей 8 і 9, встановлені з противоположенной боку на майданчику 7, утворюють між собою гострий кут Y. Установка підстав лопатей 8 і 9 на майданчику 13 - аналогічно.

Вітроенергетична установка працює наступним чином. Вітровий потік набігає на формувач потоку 1l, який направляє його на лопаті 8 і 9. При обтіканні повітряним потоком лопатей 8 і 9, поперечний переріз яких має каплевидную форму, створюються зони підвищеного і зниженого тиску, наслідком чого є виникнення обертального моменту, що приводить лопаті під обертання. Отримане обертальний рух вала 12 перетворюється в електричну енергію в генераторі 14. При зміні напрямку вітрового потоку вітроенергетична установка без додаткових пристосувань за допомогою формувача потоку 11 і форми лопатей самопозиціонується назустріч вітровому потоку. При проходженні вітрового потоку лопатей виникає підйомна сила, яка сприяє зниженню навантаження на підшипникові вузли установки.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Вітроенергетична установка, що містить ветровоспрінімающіе робочі органи, встановлені на горизонтально розташованому валу, що є і валом генератора, і встановлені на несучому елементі, що відрізняється тим, що ветровоспрінімающіе робочі органи складаються з двох симетрично розташованих ідентичних лопатей, середні лінії яких мають вигляд синусоїди, горизонтальні осі останніх збігаються з центральною горизонтальною віссю установки, вертикальний перетин лопатей має каплевидную форму, з тупими кінцями, спрямованими в бік формувача потоку, а розгортка лопаті виконана у вигляді прямокутника, довгі сторони якого замінені на увігнуті дуги з однаковими радіусами з центрів, розташованих на центральній осі прямокутника , при цьому майданчики, на яких встановлені підстави лопатей, повернені на 90º відносно один одного, а осі підстав лопатей, встановлених з протилежних сторін одного майданчика, утворюють між собою гострий кут, при цьому майданчики через підшипникові вузли встановлені на опорній дузі, яка спирається на інший підшипниковий вузол, вісь якого проходить через центр ваги вітроенергетичної установки.

Версія для друку
Дата публікації 30.01.2007гг

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