Ветроэлектрический генератор

Авторы патента:

Арзамасцев Александр Геннадьевич (RU)

F03D5/06 - с рабочими органами, совершающими колебательное движение, но не вращающимися

Владельцы патента RU 2511856:

Арзамасцев Александр Геннадьевич (RU)

Изобретение относится к установкам по использованию ветровой энергии.Ветроэлектрический генератор содержит крыльчатый ветродвигатель и электрогенератор, имеющий ротор, выполненный в виде сегментных элементов, закрепленных на крыльях ветродвигателя, и дуговой статор. Ветроэлектрический генератор состоит из батареи рабочих и вспомогательных пластин, установленных в одну линию и параллельно между собой в вертикальном положении шарнирами на раме. Рабочие и вспомогательные пластины имеют загибы на концах, установленных между собой при монтаже загибами в разные стороны. Рабочие и вспомогательные пластины взаимодействуют между собой рычагами первого рода с продольными прорезями, рычаги расположены на вспомогательных пластинах и входят в зацепление продольными прорезями с ползунами, установленными на концах рабочих пластин. На концах рабочих пластин расположены сегментные элементы, а статор расположен на раме неподвижно с возможностью взаимодействия с сегментными элементами в рабочем режиме. Ветроэлектрический генератор с осью поворота соединены неподвижно, а на опоре ось поворота установлена свободно, с возможностью автоматической установки ветроэлектрического генератора в положение по ходу движения ветра, действующего на батарею пластин и боковые стенки. Центры тяжести пластин смещены наклоном оси поворота ветроэлектрического генератора под углом B, к линии горизонта и под углом D к линии направления движения ветра. Изобретение повышает коэффициент полезного действия и позволяет массово использовать ветроэлектрический генератор в местах, недоступных для подсоединения потребителя электроэнергии к электросети общего пользования. 5.ил.

Ветроэлектрический генератор относится к области малой энергетики, а именно к установкам по использованию ветровой энергии. Известен ряд устройств по выработке электроэнергии ветровой энергией.

К аналогу (прототипу) изобретения можно отнести крыльчатый ветродвигатель и электрогенератор, имеющий ротор, выполненный в виде сегментных элементов, закрепленных на крыльях ветродвигателя и взаимодействующих с дуговым статором.

а.с. №1250696, Кл. F03D 1/00, 1986 г.

Недостатком прототипа является то, что ветродвигатель использует поступающую энергию ветра на площадь ветроколеса в среднем с коэффициентом 0,30.

Задача изобретения - обеспечение возможности ветроэлектрического генератора для массового использования в местах, недоступных для подсоединения к электросети общего пользования потребителю электроэнергии и увеличение коэффициента полезного действия ветроэлектрического генератора.

Данная задача решена ветроэлектрическим генератором, состоящим из батареи рабочих и вспомогательных пластин, установленных в одну линию и параллельно между собой в вертикальном положении шарнирами на раме. Рабочие и вспомогательные пластины имеют загибы на концах, установленных между собой при монтаже загибами в разные стороны. Рабочие и вспомогательные пластины взаимодействуют между собой рычагами первого рода с продольными прорезями. Рычаги расположены на вспомогательных пластинах и входят в зацепление продольными прорезями с ползунами, установленными на концах рабочих пластин. На концах рабочих пластин расположены сегментные элементы, а статор расположен на раме неподвижно с возможностью взаимодействия с сегментными элементами в рабочем режиме. Ветроэлектрический генератор с осью поворота соединены неподвижно, а на опоре ось поворота установлена свободно, с возможностью автоматической установки ветроэлектрического генератора в положение по ходу движения ветра, действующего на батарею пластин и боковые стенки. От движения потока ветра вдоль и между рабочими и вспомогательными поверхностями пластин происходят воздействия на поверхности пластин и на загибы, где создаются зоны А повышенного давления, влияющие на движение воздуха между пластинами. Отчего силой поворачиваются рабочие и вспомогательные пластины в противоположные стороны на шарнирах, воздействуя рычагами первого рода с продольными прорезями на ползуны. Чем производят сложение приложенных сил движением массы воздуха рабочих и вспомогательных пластин на движение сегментных элементов вдоль статора, где происходит непрерывно автоматическое возвратно-поступательное, колебательного принципа, движение рабочих и вспомогательных пластин и сегментных элементов по статору, где производится электричество. Пластины работают в режиме, когда могли бы прекратить повороты, например, от уравновешивания пластин движением потока воздуха с одинаковой силой на обе стороны пластины. Для того чтобы пластины находились в рабочем режиме и постоянно поворачивались на шарнирах в одну и другую стороны, центры тяжести пластин смещены наклоном оси поворота ветроэлектрического генератора под углом В к линии горизонта и под углом D к линии направления движения ветра. Устанавливая пластины под углом к встречному потоку воздуха, постоянно стремящихся увеличить произведенное отклонение пластин, что в целом дает возможность обеспечить надежную и эффективную работу, увеличивающую коэффициент полезного действия ветроэлектрического генератора.

На фиг.1 показан ветроэлектрический генератор в трехмерном изображении. На фиг.2 изображены рабочая и вспомогательная пластины на шарнирах, установленных на раме. Показаны рычаги первого рода с ползунами. Показан сегментный элемент и статор. Показан угол В наклона ветроэлектрического генератора к линии горизонта, вид сбоку. На фиг.3 изображена схема движения потоков ветра вдоль и между рабочими и вспомогательными поверхностями пластин, где происходят воздействия на загибы пластин и образования зон A повышенного давления. На фиг.4 изображена схема установки рабочих и вспомогательных пластин, в нерабочем положении, с отклонением пластин на угол D к линии направления движения ветра, образующийся за счет смещения центров тяжести пластин, вид сверху. На фиг.5 изображено взаимодействие рабочих и вспомогательных пластин в рабочем положении, вид сверху.

Ветроэлектрический генератор оборудован батареей рабочих 1 и вспомогательных 2 пластин, установленных в одну линию 3, и параллельно между собой в вертикальном положении шарнирами 4 и 5 на раме 6. Рабочие 1 и вспомогательные 2 пластины имеют загибы 7 на концах, установленных между собой при монтаже загибами 7 в разные стороны. Рабочие 1 и вспомогательные 2 пластины взаимодействуют между собой рычагами 8 первого рода с продольными прорезями 9. Рычаги 8 первого рода расположены на вспомогательных 2 пластинах и входят в зацепление продольными прорезями 9 с ползунами 10, установленными на концах рабочих 1 пластин. На концах рабочих 1 пластин расположены сегментные элементы 11, а статор 12 расположен на раме 6 неподвижно с возможностью взаимодействия с сегментными элементами 11 в рабочем режиме. Ветроэлектрический генератор с осью 13 поворота соединены неподвижно, а на опоре 14 ось 13 поворота установлена свободно, с возможностью автоматической установки ветроэлектрического генератора в положение по ходу движения ветра, действующего на батарею пластин на 360 градусов. Для того чтобы пластины 1 и 2 находились в рабочем режиме и постоянно поворачивались на шарнирах 4 и 5 в одну и другую стороны, центры тяжести пластин 1 и 2 смещены наклоном оси 13 поворота, устанавливающий ветроэлектрический генератор под углом В к линии горизонта и под углом D к линии направления движения ветра, обеспечивая неустойчивость массы пластин 1 и 2, стремящихся увеличить произведенное отклонение пластин 1 и 2. На батарее рабочих 1 и вспомогательных 2 пластин установлены боковые стенки 15.

Ветроэлектрический генератор работает следующим образом.

При движении ветра ветроэлектрический генератор устанавливается автоматически в рабочее положение по ходу движения ветра, действующего на батарею пластин 1, 2 и боковые стенки 15, поворачиваясь вместе с осью 13 поворота на опоре 14. От движения потока ветра вдоль и между рабочими 1 и вспомогательными 2 поверхностями пластин происходят воздействия на загибы 7. При этом загибами 7 пластин создаются зоны A повышенного давления движением массы воздуха. Созданные зоны A повышенного давления силой поворачивают рабочие 1 и вспомогательные 2 пластины в противоположные стороны на шарнирах 4 и 5, воздействуя рычагами 8 первого рода с продольными прорезями 9 на ползуны 10. Происходит сложение приложенных сил движением массы воздуха на рабочие 1 и вспомогательные 2 пластины и на движение сегментных элементов 11 вдоль статора 12. При этом происходит постоянное, автоматическое возвратно-поступательное, колебательного принципа, движение рабочих 1 и вспомогательных 2 пластин и сегментных элементов 11 по статору 12. Этим создаются условия по производству электрического тока все время, пока есть движение ветра. Пластины 1 и 2 работают в режиме постоянного поворота на шарнирах 4 и 5 в одну и другую стороны, в том числе и за счет смещения центров тяжести пластин 1 и 2 наклоном оси 13 поворота ветроэлектрического генератора под углом В к линии горизонта и под углом D к линии направления движения ветра.

В итоге, при движении ветра ветроэлектрический генератор принимает движение ветра, и совокупностью предлагаемых технических решений преобразует его в электрический ток, обеспечивая надежную и эффективную работу, увеличивающую коэффициент полезного действия ветроэлектрического генератора.

Ветроэлектрический генератор, содержащий крыльчатый ветродвигатель, электрогенератор, имеющий ротор, выполненный в виде сегментных элементов, закрепленных на крыльях ветродвигателя, и дуговой статор, отличающийся тем, что ветроэлектрический генератор состоит из батареи рабочих и вспомогательных пластин, установленных в одну линию и параллельно между собой в вертикальном положении шарнирами на раме, рабочие и вспомогательные пластины имеют загибы на концах, установлены между собой при монтаже загибами в разные стороны, рабочие и вспомогательные пластины взаимодействуют между собой рычагами первого рода с продольными прорезями, рычаги расположены на вспомогательных пластинах и входят в зацепление продольными прорезями с ползунами, установленными на концах рабочих пластин, на концах рабочих пластин расположены сегментные элементы, а статор расположен на раме неподвижно с возможностью взаимодействия с сегментными элементами в рабочем режиме, ветроэлектрический генератор с осью поворота соединен неподвижно, а на опоре ось поворота установлена свободно, с возможностью автоматической установки ветроэлектрического генератора в положение по ходу движения ветра, действующего на батарею пластин и боковые стенки, центры тяжести пластин смещены наклоном оси поворота ветроэлектрического генератора под углом B к линии горизонта и под углом D к линии направления движения ветра.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии. Ветроэнергетическая установка содержит ветрогенератор с лопастной ветровой турбиной с вертикальным валом вращения, расположенной внутри неподвижного лопастного воздухонаправляющего аппарата с основанием и крышкой, электрогенератор, блок управления, дополнительный источник электроэнергии.

Аэроэлектростанция для использования энергии ветра // 2500920

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для выработки электроэнергии. Аэроэлектростанция для использования энергии ветра содержит горизонтальный воздуховод, вертикальный воздуховод и электрогенераторы, которые кинематически соединены с рамами, последовательно установленными в плоскостях поперечного сечения воздуховодов с возможностью возвратно-поступательного движения, ограниченного упругими упорами.

Способ преобразования энергии течения воздушных или водных потоков и энергоустановка для его осуществления // 2492356

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в ветроэнергетических или в гидроэнергетических установках для выработки электроэнергии или для выполнения механической работы.

Энергоустановка для преобразования энергии течения воздушных или водных потоков // 2492355

Способ преобразования энергии течения воздушных или водных потоков // 2491445

Ветро- и гидроустановка с колеблющимися вертикальными лопастями // 2484298

Изобретение относится к возобновляемой энергетике и может быть использовано при создании ветро- и гидроустановок разной мощности, работающих в свободных воздушных или водных потоках.

Способ преобразования кинетической энергии потока текучей среды в полезную работу и устройство для преобразования кинетической энергии потока текучей среды в полезную работу // 2478830

Способ преобразования ветровой энергии в механическую // 2473820

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано в ветряных энергетических установках, рабочие органы которых совершают колебательные движения.

Ветрогенератор // 2471086

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электроэнергию. .

Парусная импульсная ветроэлектрическая установка // 2469209

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано в целях электроснабжения объектов самого различного назначения, находящихся даже в условиях плотно застроенной местности.

Способ преобразования энергии ветра в полезную энергию // 2522129

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Способ преобразования энергии ветра в полезную энергию путем воздействия на струны набегающего потока воздуха. Колебания струн под действием потока воздуха усиливают за счет увеличения их поверхности путем навешивания на них полотнищ. Преобразование энергии колебаний в полезную энергию концентрируют в одном месте между центром струн и точкой поверхности, являющейся проекцией центра струн на указанную поверхность. Струны располагают так, что их центры пересекаются в одной центральной точке. Изобретение позволяет получать большее количество полезной энергии от потока воздуха. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Ветроэнергетическая установка // 2528793

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в устройствах для преобразовании энергии текучих сред в электрическую. Ветроэнергетическая установка содержит рабочий орган, преобразователь энергии и устройство защиты от запредельных ветровых нагрузок. Рабочий орган выполнен в виде упругого элемента, а преобразователь энергии - в виде трехкоординатного генератора колебательного типа, соединенного через устройство защиты от запредельных ветровых нагрузок с упругим элементом. Устройство защиты от запредельных ветровых нагрузок состоит из первого и второго постоянных магнитов сферической формы, расположенных разноименными полюсами относительно друг друга. Упругий элемент может быть выполнен в виде конуса. Изобретение обеспечивает повышение коэффициента полезного действия и энергетической эффективности путем расширения функциональных возможностей благодаря обеспечению восприятия потока среды во всех координатных плоскостях и минимизации потерь энергии за счет использования магнитного устройства защиты от запредельных ветровых нагрузок. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Колеблющаяся консоль с поворотными закрылками основной лопасти ветро-и гидроустановки // 2546373

Изобретение относится к возобновляемой энергетике и может быть использовано при создании новых невращающихся преобразователей кинетической энергии для ветро- и гидроустановок, работающих в свободных воздушных или водных потоках. Для повышения эффективности разворота лопастей в крайних левом и правом положениях, а также улучшения самопроизвольного запуска консоли после ее остановки во время бури или проведения профилактических работ на торцах верхней и нижней секций основной лопасти со стороны набегающего потока дополнительно размещены на концевых штифтах поворотные закрылки обтекаемой формы, удерживаемые в пределах ограничивающих углов пружинящими вилками и возвратными пружинами с регулируемым натяжением. Полые секции основной лопасти дополнительно усилены внутри гофрированными ребрами жесткости, особенно в местах контакта с демпфирующими накладками пружинящих вилок. Изобретение способствует созданию новых типов экологически чистых и бесшумных ветро- и погружаемых гидроустановок. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Сбалансированная ветроустановка с колеблющимися вертикальными лопастями // 2547199

Изобретение относится к возобновляемой энергетике и может быть использовано при разработке новых типов ветроустановок разной мощности, работающих в свободных воздушных потоках. Для создания компактной конструкции и компенсации образуемых лопастями больших опрокидывающих усилий генератор с мультипликатором и узел крепления поворотной консоли с лопастями смещены относительно дополнительного неподвижного несущего корпуса в сторону набегающего воздушного потока и установлены на верхней площадке наклонной поворотной рамы. При этом рама жестко связана внизу с размещенным в несущем корпусе на подшипниках центральным вертикальным валом, заторможенным червячным редуктором, который кинематически связан через пару конических шестерен с реверсивным электродвигателем постоянного тока, управляемым флюгером и контактной группой переключателей, размещенных на верхнем конце центрального вала. Изобретение способствует созданию компактных, устойчивых к опрокидыванию, бесшумных и безопасных ветроустановок, позволяющих размещать их на крышах зданий и палубах несамоходных плавсредств, способных при этом плавать неограниченное время без потребления углеводородного топлива и без парусной оснастки, а также дополнительно использоваться в качестве малых мобильных и автономных электростанций. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Ветро-пьезоэлектрогенератор // 2576075

Изобретение относится к области производства электрической энергии и может быть использовано в устройствах с автономным питанием. Ветро-пьезоэлектрогенератор, содержащий пьезоэлектрические элементы, флюгер, полотно, электроды. Полотно закреплено на флюгере. Пьезоэлектрические элементы закреплены внутри полотна. Полотно удерживает пьезоэлектрические элементы и не позволяет им деформироваться до более максимального значения. Электроды расположены на противоположных поверхностях пьезоэлектрических элементов. Выходы всех электродов являются выходами ветро-пьезоэлектрогенератора. Заявленное изобретение направлено на упрощение и повышение эффективности производства электрической энергии для маломощных автономных устройств. 4 ил.

Ветроэлектрогенератор // 2576086

Изобретение относится к ветроэлектрогенераторам. Ветроэлектрогенератор содержит ряд установленных в вертикальной плоскости прямоугольных ячеек, каждая из которых снабжена подпружиненным горизонтальным магнитным сердечником с возможностью осевого перемещения внутри соленоида и двумя вертикальными ветровыми щитками, установленными на концах сердечника, при этом ветровые щитки образуют две вертикальные стенки по обе стороны от плоскости ячеек. Изобретение направлено на получение электроэнергии за счет энергии ветра. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Исполнительные системы для управления полетом силового профиля крыла для преобразования энергии ветра в электрическую или механическую энергию // 2576396

Изобретение относится к системам управления полетом силового профиля крыла или буксировочного воздушного змея для преобразования энергии ветра в электрическую или механическую энергию. Исполнительная система для управления полетом силового профиля крыла или буксировочного воздушного змея, управляемого посредством, по меньшей мере, двух тросов (8) для преобразования энергии ветра в электрическую или механическую энергию, содержащая первый модуль (11, 12) для оказания воздействия путем разматывания-наматывания тросов на одинаковую величину, а также второй модуль (2a, 2b, 4a, 4b), установленный между буксировочным воздушным змеем (7) и первым модулем (11, 12), для оказания воздействия путем управления разностью длин тросов (8). В системе применяется одиночный двигатель (3) или двигатель/генератор (15). Изобретение направлено на управление этапами взлета с земли и возврата на землю буксировочных воздушных змеев. 18 з.п. ф-лы, 5 ил.

Ветрогенератор (варианты) // 2612484

Настоящее изобретение относится к ветрогенераторам. Ветрогенератор по первому варианту содержит корпус, выполненный сетчатым в виде флюгера, вдоль продольной оси передней цилиндрической части которого горизонтально расположен плоский магнит, на переднем конце которого установлена ветровая ловушка, выполненная в виде боковой поверхности полого усеченного конуса. При этом задняя сторона магнита упирается в опорный диск, за которым установлена пружина, прижимающаяся к задней стороне корпуса, на внутренней поверхности цилиндрического корпуса размещена катушка, а магнит опирается на опоры с колесами на конце, входящими в прикрепленные к внутренней поверхности цилиндрической части корпуса жёлобы. Ветрогенератор по второму варианту содержит корпус, выполненный сетчатым в виде флюгера, в передней цилиндрической части которого установлена скользящая вдоль продольной оси корпуса катушка с внутренним неподвижно закрепленным вдоль ее продольной оси плоским магнитом, задний конец катушки контактирует с опорной стенкой, прижимающейся к пружине. При этом катушка скользит по шаровым опорам, установленным в желобах на внутренней поверхности корпуса, на переднем конце катушки установлена ветровая ловушка, выполненная в виде боковой поверхности полого усеченного конуса. При этом магнит через щель в опорной стенке закреплен неподвижно на штанге, соединенной с задней стенкой корпуса. Изобретение направлено на повышение надежности, снижение трения в опорных узлах, исключение трения в узлах передачи, исключение возможности разрушения при сильных порывах ветра, во время бурь и ураганов. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Преобразователь внешней кинетической энергии в электроэнергию // 2637529

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии из колебательных движений различной природы. Преобразователь выполнен с возможностью преобразования волновой энергии в электроэнергию и содержит статор с витками электрической обмотки 4, снабженный контактными клеммами 5, и ротор 9 линейного генератора. Статор содержит несущую раму 1, снабженную сквозным продольным пазом 2, у одной стороны которого закреплены магнитная система 3 статора с обмоткой 4. В проеме паза 2 установлена упругая пластина 6, один конец которой жестко связан с рамой 1, а на ее свободном конце закреплен ротор 9, выполненный в виде магнитного тела, размещенный с рабочим зазором относительно поверхности статора, с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно нее, через паз 2. Пластина 6 выполнена с собственной частотой резонансных колебаний большей частоты колебаний воды в волнах и обращена к их потоку одной своей стороной. Изобретение направлено на повышение выходной мощности и упрощение конструкции устройства. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для преобразования ветра // 2638232

Изобретение относится к устройству по преобразованию ветра в электрическую энергию. Устройство по преобразованию энергии ветра, содержащее опорно-несущую конструкцию, с преобразователями и аккумуляторами электрической энергии. Опорно-несущая конструкция выполнена в виде фиберглассового центрального стержня с уменьшающимися сечением от основания к вершине, при этом стержень снабжен горизонтально расположенными полками, уменьшающимися от основания к вершине, каждая полка снабжена гибкими элементами, одна сторона которых закреплена на центральном стержне, а другая - на стержнях с пружинами или демпферами по середине стержней, соединяющих полки; при этом на полках установлены трубки из немагнитного материала, радиально расположенные относительно центрального стержня, каждая из трубок содержит неподвижные и подвижные части, установленные с зазором в этих трубках и выполненные в виде постоянных магнитов, направленных одноименными полюсами друг к другу, подвижные части установлены с зазором вдоль всей длины трубок, неподвижные части выполнены в виде ограничителей движения подвижных, в них установлены штоки, жестко соединенные с ближайшими подвижными частями, а на внешней поверхности каждой трубки из немагнитного материала установлена изолированная электропроводящая обмотка, соединенная с аккумулятором электрической энергии. Изобретение направлено на повышение выработки электроэнергии при незначительных ветровых нагрузках. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.