Ветровая энергетическая установка
Владельцы патента RU 2372519:
Дурнева Юлия Маратовна (RU)
Варламов Сергей Евгеньевич (RU)
Болотин Николай Борисович (RU)
Изобретение относится к конструкциям установок для преобразования энергии течения воздушного потока в электрическую энергию. Ветровая энергетическая установка содержит наружный и внутренние корпуса 5 и 6, установленные в последнем генератор 1 и аэродинамический привод 4, выполненный в виде двух последовательно установленных с возможностью вращения переднего и заднего винтов 7 и 8. Внутренний корпус 6 прикреплен к наружному при помощи двух направляющих аппаратов 23 и 24. Винты 7 и 8 выполнены с возможностью вращения в противоположные стороны и соединены с генератором 1 через средство преобразования вращательного движения двух валов во вращательное движение одного вала, выполненное в виде конического мультипликатора 13, установленного во внутреннем корпусе 6. Направляющие аппараты 23 и 24 предназначены для раскрутки потока воздуха перед его подачей на задний винт 8. Изобретение направлено на увеличение КПД установки. 3 ил.
Изобретение относится к конструкциям установок для преобразования энергии набегающего потока воздуха в электрическую энергию.
Известна гидроэнергетическая установка, содержащая винт, соединенный через редуктор с генератором электрического тока (см. RU 2287081 С2, 10.11.2006, F03B 17/06).
Недостатки этой схемы: низкий КПД и небольшая мощность генератора.
Недостатками изобретения являются ограниченная мощность, небольшой КПД преобразования энергии, большие габариты винтов и значительный уровень шума, создаваемого винтами при вращении.
Известна энергетическая установка, содержащая два винта, вращающиеся в разные стороны, соединенные валами соответственно с ротором и статором генератора. При этом статор генератора вращается (см. RU 93029865 А, 27.08.1995, F03B 13/10).
Это является большим недостатком, т.к. статор необходимо разместить в неподвижном корпусе, предназначенном для крепления к опоре и вывода электрических проводов.
Известна ветровая энергетическая установка, содержащая наружный и внутренние корпуса, установленные в последнем генератор и аэродинамический привод, выполненный в виде двух последовательно установленных с возможностью вращения переднего и заднего винтов, при этом внутренний корпус прикреплен к наружному при помощи двух направляющих аппаратов (см. GB 2099929 А, 15.12.1982, F01D 5/02).
В данной установке не обеспечивается раскрутка потока воздуха перед его подачей на задний винт.
Задача создания изобретения - увеличение КПД установки.
Решение указанной задачи достигнуто за счет того, что в ветровой энергетической установке, содержащей наружный и внутренние корпуса, установленные в последнем генератор и аэродинамический привод, выполненный в виде двух последовательно установленных с возможностью вращения переднего и заднего винтов, при этом внутренний корпус прикреплен к наружному при помощи двух направляющих аппаратов, согласно изобретению винты выполнены с возможностью вращения в противоположные стороны и соединены с генератором через средство преобразования вращательного движения двух валов во вращательное движение одного вала, выполненное в виде конического мультипликатора, установленного во внутреннем корпусе, а направляющие аппараты предназначены для раскрутки потока воздуха перед его подачей на задний винт.
Сущность изобретения поясняется на чертежах, где
на фиг.1 приведена ветровая энергетическая установка,
на фиг.2 приведен разрез Б-Б на фиг.1,
на фиг.3 приведен разрез В-В на фиг.1.
Установка (фиг.1) содержит генератор 1 с вращающимися магнитами 2 и обмоткой возбуждения и присоединенный к нему перпендикулярно аэродинамический привод 4, работающий от энергии потока воздуха. Аэродинамический привод 4 содержит наружный корпус 5, внутренний корпус 6, выполненные обтекаемой формы. Полость «А» внутри внутреннего корпуса 6 герметизирована и заполнена смазывающей жидкостью.
Аэродинамический привод 4 (фиг.1) состоит из установленных последовательно переднего и заднего винта 7 и 8 на соответственно переднем и заднем обтекателях 9 и 10, которые жестко связаны с валами 11, установленных на опорах 12.
Средство преобразования вращательного движения двух валов во вращательное движение одного вала выполнено в виде конического мультипликатора 13. Винты 7 и 8 при работе вращаются в разные стороны.
На валах 11 установлены ведущие конические шестерни 14 и 15 конического мультипликатора 13. Ведомая шестерня 16 установлена на валу 17. Вал 17 при помощи муфты 18 соединен с валом 19 генератора 1. Вал 17 установлен внутри защитного кожуха 20. К защитному кожуху 20 приварены ребра 21. Генератор 1 установлен на опорной плите 22. Внутренний корпус 6 прикреплен к наружному корпусу 5 при помощи направляющих аппаратов 23 и 24 (фиг.2 и 3), предназначенных для раскрутки потока воздуха перед его подачей на задний винт 8. Это дополнительно увеличивает КПД установки. На входе в аэродинамический привод 4 установлена защитная решетка 25, предотвращающая попадание посторонних предметов на винты 7 и 8, обеспечивающие безопасность эксплуатации. Провода 26 выведены к потребителю.
Применение такой схемы позволит уменьшить диаметральные габариты винтов 7 и 8, увеличить их КПД, уменьшить диаметр установки почти в 1,5 раза и уменьшить уровень шума, создаваемого винтами 7 и 8.
Перед эксплуатацией осуществляют монтаж установки.
Генератор 1 крепят над поверхностью земли.
При эксплуатации установки ее устанавливают в районе интенсивных и постоянных ветров. Поток воздуха приводит в действие аэродинамический привод 2 (фиг.1), т.е. винты 7 и 8 через средство преобразования вращательного движения (конический мультипликатор 13), и вал 17 приводит в действие вал 19 генератора 1. Вырабатываемая электрическая энергия поступает по электрическим проводам к потребителям энергии по проводам 26.
Наличие защитного кожуха 20 обеспечивает безопасность эксплуатации и, кроме того, разгружает вал 17 от изгибающих нагрузок. Для этой же цели предназначены ребра 21.
Защитная решетка 25 предотвращает попадание посторонних предметов внутрь установки, что также повышает ее надежность и обеспечивает безопасность.
Обтекаемая форма корпусов 5 и 6 дополнительно увеличивает КПД установки и ее мощность. Наружный корпус 5 предотвращает радиальный переток воздуха под действием центробежных сил и увеличивает КПД установки.
Применение изобретения позволит:
1. Обеспечить высокий КПД установки за счет применения двух винтов.
2. Получить большую мощность за счет применения винтов максимально возможного диаметра для того, чтобы через него проходил максимальный расход воздуха, применения максимальной угловой скорости вращения винтов из условия прочности, применения конического мультипликатора для того, чтобы генератор, имея минимальные габариты, имел максимальную мощность.
3. Обеспечить снижение уровня шума, создаваемого винтами за счет применения обтекателя.
4. Обеспечить обслуживание генератора, выполненного отдельно от аэродинамического привода и отнесенного от него на значительное расстояние при помощи вала 17.
5. Обеспечить безопасность эксплуатации устройства.
Ветровая энергетическая установка, содержащая наружный и внутренние корпуса, установленные в последнем генератор и аэродинамический привод, выполненный в виде двух последовательно установленных с возможностью вращения переднего и заднего винтов, при этом внутренний корпус прикреплен к наружному при помощи двух направляющих аппаратов, отличающаяся тем, что винты выполнены с возможностью вращения в противоположные стороны и соединены с генератором через средство преобразования вращательного движения двух валов во вращательное движение одного вала, выполненное в виде конического мультипликатора, установленного во внутреннем корпусе, а направляющие аппараты предназначены для раскрутки потока воздуха перед его подачей на задний винт.
