Ветроэнергетическая установка для накопления энергии реактивного потока

Авторы патента:

Соха Илья Сергеевич (RU)

Великанов Алексей Викторович (RU)

Токарский Александр Николаевич (RU)

Великанова Лариса Алексеевна (RU)

Германович Александр Семенович (RU)

F03D9/02 - с устройствами, аккумулирующими энергию

Владельцы патента RU 2504689:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для рекуперации энергии реактивного потока газов, создаваемого двигателями агрегатов (воздушных судов, тепловых машин и т.д.) в период их запуска, прогрева, прогазовки и проверки на стоянке. Ветроэнергетическая установка для накопления энергии реактивного потока газов содержит постамент на фундаменте с ветроколесом, агрегат, создающий реактивный поток газа, редуктор и компрессор, взаимодействующие между собой, нагнетательную магистраль, блоки очистки и осушки воздуха. Ветроколесо взаимодействует с редуктором. Постамент на фундаменте выполнен в виде газоотбойника. Передняя стенка газоотбойника спрофилирована в виде горизонтальной воронки, имеющей сужение в сторону ветроколеса для концентрации реактивного потока, создаваемого аэродромным агрегатом. Задняя стенка выполнена наклонной для отвода реактивного потока вверх. Воздушные баллоны служат для накопления сжатого воздуха и соединены с компрессором нагнетательной магистралью. Техническим результатом является рекуперация энергии реактивного потока газов двигателей агрегатов, накапливаемой в виде сжатого воздуха, вырабатываемого компрессором и нагнетаемого в воздушные баллоны для дальнейшего использования при обслуживании самолетов и других целей. 2 ил.

Известна ветроэнергетическая установка [SU 1703854 от 25.12.89 г.], содержащая башню, ветроколесо с горизонтальной осью вращения, которое через горизонтальный вал связано с генератором, размещенным внутри головки, установленной на башне с возможностью ее поворота вокруг вертикальной оси.

Это устройство для работы требует определенных метеорологических условий (наличие ветра), не обеспечивает накопления энергии и имеет сложную конструкцию.

Известна также ветроэнергетическая установка [SU 1325189, 07.01.86 г.], содержащая ветровое колесо с подвижными полостями, двухступенчатый мультипликатор с промежуточным валом, соединительную муфту, генератор, систему управления.

Это известное решение имеет ограниченный ресурс из-за увеличенных нагрузок, возникающих в трансмиссии при воздействии на ветроколесо колебательной мощности от ветропотока, имеет увеличенные размеры, вес, стоимость и не обеспечивает накопление энергии ветрового потока.

Наиболее близкой к заявляемому устройству является стационарная ветроэнергоустановка [RU 2068117, 20.10.96 г. Бюл №29], содержащая постамент с ветроагрегатами, установленными в нем, по крайней мере, в два яруса, причем каждый ветроагрегат снабжен раструбом, а постамент расположен на поворотной платформе, размещенной на фундаменте, и имеет флюгер. Постамент выполнен в виде сборной этажерки с трубчатыми стойками, которые жестко связаны с платформой. Этажерка снабжена перекрытиями, покрытием, стенами диафрагмами жесткости, а оси ветроагрегатов жестко прикреплены к стойкам.

Данное устройство отличается конструктивной сложностью, недостаточной жесткостью и имеет плохое использование ветрового потока с низким КПД.

Техническим результатом, достигаемым предлагаемым устройством, является рекуперация энергии реактивного потока газов двигателей агрегатов (самолетов, тепловых машин и т.д.) при их запуске, прогреве и проверках на стоянке, накапливаемой виде сжатого воздуха, вырабатываемого компрессором и нагнетаемого в воздушные баллоны для дальнейшего использования при обслуживании самолетов и других целей.

Предлагаемое энергосберегающее компрессорное устройство содержит агрегат, создающий реактивный поток газов, ветроколесо, расположенное в канале газоотбойника, передняя стенка которого спрофилирована в виде горизонтальной воронки для концентрации реактивного потока газов на ветроколесо, а задняя стенка выполнена наклонной для отвода реактивного потока вверх. Создаваемый ветроколесом крутящий момент передается на редуктор (мультипликатор, демультипликатор), приводящий в работу компрессор, в нагнетательной магистрали которого установлены блоки очистки и осушки воздуха, через которые сжатый воздух поступает в накопительные баллоны с целью дальнейшего использования для обслуживания самолетов и других нужд.

Общим признаком прототипа и заявляемого устройства является постамент на фундаменте с ветроагрегатом, содержащим ветроколесо и раструбы.

Отличительными признаками являются агрегат (самолет, тепловая машина и т.д.), создающий реактивный поток газа, газоотбойник, передняя стенка которого спрофилированная в виде горизонтальной воронки, имеющей сужение в сторону ветроколеса, а задняя стенка выполнена наклонной, редуктор, компрессор, блоки очистки и осушки воздуха, воздушные баллоны, при этом крутящий момент, создаваемый ветроколесом, расположенным внутри газоотбойника, через редуктор подводится к компрессору; нагнетательная магистраль которого, содержащая блоки очистки и осушки воздуха, соединена с воздушными баллонами.

Заявляемое энергосберегающее компрессорное устройство, содержащее ветроэнергетическую установку с ветроколесом, снабженную раструбами, постамент на фундаменте для надежного ее крепления, отличается тем, что реактивный поток газов, создаваемый агрегатом (самолет, тепловая машина и т.д.) воспринимается газоотбойником, внутри которого имеется ветроколесо, и передняя стенка спрофилирована в виде горизонтальной воронки, имеющей сужение в сторону ветроколеса для концентрации реактивного потока газов на ветровое колесо, а задняя стенка выполнена наклонной для отвода реактивного потока вверх. Ветроколесо передает крутящий момент на редуктор, приводящий в работу компрессор, в нагнетательной магистрали которого установлены блоки очистки и осушки воздуха, через которые сжатый воздух поступает в накопительные баллоны для обслуживания самолетов на земле и других целей.

Заявляемое устройство изображено на фиг.1 - принципиальная схема устройства, на фиг.2 - вид сбоку газоотбойника.

На фиг.1 изображено энергосберегающее компрессорное устройство, включающее следующие элементы: агрегат 1, создающий реактивный ноток газов 2, газоотбойник 3, редуктор 4, компрессор 5, блок очистки воздуха 6, блок осушки воздуха 7, предохранительный клапан 8, воздушные баллоны 9.

На фиг.2 изображен вид сбоку газоотбойника, включающего следующие элементы: ветроколесо 11, реактивный поток газов 2, горизонтальную воронку 10, фундамент 12.

Газоотбойник 3 предназначен для концентрации с помощью горизонтальной воронки 10 и преобразования энергии реактивного потока газов 2 во вращательное движение ветроколеса 11 и отвода реактивного потока газов вверх. Ветроколесо 11 создает крутящий момент. Компрессор 5 предназначен для подачи сжатого воздуха, давление которого регулируется предохранительным клапаном 8, к баллонам 9 через блоки очистки 6 и осушки 7 для дальнейшего использования при обслуживании самолетов и других целей.

Газоотбойник 3, предназначенный для концентрации и преобразования энергии реактивного потока газов в энергию сжатого газ, для снижения веса изготавливается из стальных листов, передняя стенка 10 для более полного использования реактивного потока газов 2 и концентрации его на ветроколесо 11 профилируется в виде горизонтальной воронки, задняя стенка для предотвращения эрозии почвы и повреждения травяного покрова, прилегающего к аэродромному покрытию, изготавливается наклонной для отвода реактивного потока газов вверх.

Устройство работает следующим образом.

Агрегат 1 устанавливается на техническую позицию для подготовки таким образом, чтобы реактивный поток газов 2 имел направление на газоотбойник 3. В ходе подготовки агрегата производится его запуск, прогрев и прогазовка. Реактивный поток 2, попадая на газоотбойник 3, концентрируется на передней, спрофилированной в виде горизонтальной воронки стенке 10, приводит во вращение ветроколесо 11, крутящий момент которого через редуктор 4 передается компрессору 5. Сжатый компрессором 5 воздух через блоки очистки 6 и осушки 7 поступает к баллонам 9, т.е. происходит рекуперация энергии реактивного потока газов, создаваемого агрегатом 1.

Для изготовления устройства могут быть использованы узлы и агрегаты, серийно выпускаемые промышленностью.

Ветроэнергетическая установка для накопления энергии реактивного потока газов, содержащая постамент на фундаменте с ветроколесом, агрегат, создающий реактивный поток газа, редуктор и компрессор, взаимодействующие между собой, нагнетательную магистраль, блоки очистки и осушки воздуха, при этом ветроколесо взаимодействует с редуктором, отличающаяся тем, что постамент на фундаменте выполнен в виде газоотбойника, передняя стенка которого спрофилирована в виде горизонтальной воронки, имеющей сужение в сторону ветроколеса для концентрации реактивного потока, создаваемого аэродромном агрегатом, а задняя стенка выполнена наклонной для отвода реактивного потока вверх, воздушных баллонов для накопления сжатого воздуха, соединенных с компрессором нагнетательной магистралью.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэнергетическим установкам автономного электроснабжения с диффузорным ускорителем воздушного потока, повышающим эффективность и безопасность установки.

Энергосистема // 2499156

Изобретение относится к области возобновляемых энергий. Энергосистема имеет ветросиловую или гидросиловую турбину 1, соединенную с генератором 2.

Генератор индукторный // 2497259

Изобретение относится к области электротехники, в частности к индукторным сегментным генераторам, и касается особенностей конструктивного выполнения генераторов, содержащих радиальные спицеобразные роторные элементы, то есть к таким индукторным генераторам, в качестве роторных элементов которых выступает колесо со спицами, например к генераторам велосипедов, мотоциклов, автомобилей и т.д.

Универсальная комплексная энергосистема // 2489589

Синхронный индукторный генератор // 2488934

Изобретение относится к области электротехники и касается синхронных индукторных сегментных генераторов, содержащих радиальные спицеобразные роторные элементы, то есть к таким, в качестве роторных элементов которых выступает спицованное колесо, например к генераторам для велосипедов, мотоциклов, автомобилей и т.д.

Индукторный сегментный генератор // 2488209

Изобретение относится к области электротехники, в частности к индукторным сегментным генераторам, соединяющим спицеобразные роторные элементы, то есть к таким, в качестве роторных элементов которых выступает спицованное колесо, например генераторы велосипедов, мотоциклов, автомобилей и т.д.

Аэродромное энергосберегающее устройство // 2488021

Изобретение относится к ветроэнергетике. .

Ветровой теплогенератор // 2484301

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для приготовления горячей воды и снабжения ею различных потребителей. .

Механизм преобразования вращения ветроэнергетической установки // 2481498

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электрическую энергию. .

Летательный аппарат на основе дирижабля с электродвигателем // 2478518

Ветроэлектрогенератор сегментного типа // 2523432

Изобретение относится к области электротехники и ветроэнергетики и может быть использовано в устройствах для выработки электроэнергии. Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом ветроэлектрогенераторе сегментного типа, содержащем вал, зубчатый ротор и модульный статор, согласно изобретению, каждый модуль статора выполнен двухпакетным, при этом в состав первого пакета входят ферромагнитные перемычки с двумя источниками возбуждения, установленными с обратной полярностью, а в состав второго пакета входят U-образные перемычки с катушками. Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик ветроэлектрогенератора сегментного типа за счет уменьшения его массы. Технико-экономическим преимуществом данного генератора является простота конструкции нижнего статора, что обеспечивает технологичность и высокие массогабаритные показатели ветроэлектрогенератора в целом. 2 ил.

Статор ветроэлектроагрегата // 2526237

Изобретение относится к ветроэнергетике, известны статоры ветроэлектрогенераторов сегментного типа. Технический результат, заключающийся в упрощении и удешевлении конструкции, а также возможности обеспечения крутки, достигается за счет того, что статор ветроэлектроагрегата, содержащий магнитопроводы, систему возбуждения, стяжные элементы и обмотку, согласно изобретению статор выполнен в виде Ш-образного магнитопровода, к боковым стенкам которого прикреплены источники возбуждения внешними уголками с помощью стяжных элементов, а обмотка установлена на среднем стержне Ш-образного магнитопровода. 2 ил.

Ветроэлектрогенератор индуктивного типа // 2528428

Изобретение относится к области электротехники и ветроэнергетики и может быть использовано в устройствах для выработки электроэнергии. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, состоит в улучшение эксплуатационных характеристик ветроэлектрогенератора за счет уменьшения его массы. Достижение указанного технического результата обеспечивается за счет того, что в ветроэлектрогенераторе индукторного типа, содержащем вал, зубчатый ротор и модульный двухпакетный статор, согласно данному изобретению, каждый модуль пакетов статора выполнен в виде источника возбуждения, на котором симметрично установлены вертикальные стороны Г - образных ярм, на горизонтальных сторонах которых установлены сердечники с катушками. Технико-экономическим преимуществом данного ветроэлектрогенератора также является идентичность его верхнего и нижнего статоров, что увеличивает степень унификации и повышает технологичность конструкции.

Ветроэнергетическая установка // 2548320

Изобретение относится к ветроэнергетике, именно к устройствам, работающим в условиях нестабильных ветровых потоков. Ветроэнергетическая установка содержит лопасти на валу с узлом соединения с рабочей машиной, электропривод с изменяемой частотой вращения, электрогенератор, обгонную муфту, контроллер, датчик частоты вращения лопастей. Узел соединения вала лопастей с рабочей машиной выполнен в виде механического сцепления, автоматически управляемого контроллером. Электропривод выполнен как пусковой двигатель, оснащенный датчиком частоты вращения и соединенный через обгонную муфту с валом рабочей машины. Контроллер обеспечивает включение и синхронизацию частоты вращения пускового двигателя с частотой вращения лопастей по достижении эмпирически заданной величины в режиме импульсной работы установки, а электрогенератор постоянно соединен с валом лопастей. Техническое решение позволяет повысить эффективность работы ветроэнергетических установок в условиях нестабильных ветровых потоков, частично или полностью отказаться от использования экологически опасных и дорогих электрических аккумуляторных батарей, снизить себестоимость получаемой энергии. 1 ил.

Способ работы паротурбинной установки // 2557049

Предлагаемое изобретение относится к области теплоэнергетики, связанной с паротурбинными установками, в частности входящими в состав парогазовых установок, с перегревом пара посредством теплоэлектронагревателя. Способ работы паротурбинной установки включает перегрев пара посредством теплоэлектронагревателя (2), питаемого от электрогенерирующей ветроэнергетической установки (3), и последующее расширение пара в турбине(4). Теплоэлектронагреватель(2) переключают на питание от резервного источника электроэнергии (6) при снижении мощности ветроэнергетической установки (3) до 10%-ного уровня превышения над мощностью теплоэлектронагревателя(2). Резервный источник электроэнергии (6) перед переключением на питание теплоэлектронагревателя (2) включают на балластную нагрузку. В качестве резервного источника электроэнергии (6) используют аккумуляторы электроэнергии или энергоустановки на органическом топливе. Технический результат заключается в повышении эффективности и надежности работы установки за счет исключения влияния инерционности резервного источника электроэнергии на обеспечение теплоэлектронагревателя ПТУ требуемым количеством электроэнергии. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Система выработки энергии и способ ее эксплуатации // 2568013

Изобретение относится к системам выработки энергии. Система содержит энергетическую установку на основе возобновляемого источника энергии, первую аккумуляторную батарею, заряжаемую электроэнергией, поступающей из энергетической установки, и вторую аккумуляторную батарею для подачи электроэнергии в энергетическую систему. Система также содержит переключатель соединений для переключения первой аккумуляторной батареи и второй аккумуляторной батареи и контроллер для управления переключателем соединений. Контроллер управляет переключением переключателя соединений в момент переключения, который определяется на основании прогнозированного количества электроэнергии, вырабатываемой энергетической установкой, и прогнозированной потребности в электроэнергии энергетической системы. Использование изобретения позволяет эффективно использовать выходную мощность возобновляемого источника энергии, включая ее колебания, и обеспечивать электроснабжение в соответствии с запросами потребителей электроэнергии путем разрядки аккумуляторной батареи. 7 н. и 11 з. п. ф-лы, 15 ил.

Индукционное нагревательное устройство и система генерирования электроэнергии, содержащая такое устройство // 2569841

Настоящее изобретение относится к индукционному нагревательному устройству, которое нагревает среду теплоносителя, используя индукционный нагрев, и к системе генерирования энергии, содержащей такое индукционное нагревательное устройство. Технический результат - повышение эффективности нагрева теплоносителя. Индукционное нагревательное устройство содержит ротор, имеющий вал вращения, и статор, имеющий нагревательный участок, расположенный на расстоянии от ротора. На роторе предусмотрена катушка, которая генерирует магнитный поток в направлении нагревательного участка. Нагревательный участок сформирован из композитного материала, содержащего магнитный материал и электропроводный материал, и имеет конструкцию, в которой участок магнитного материала и участок электропроводного материала скомбинированы. В нагревательном участке выполнен проточный канал, в котором циркулирует нагреваемый теплоноситель. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.