ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2106524
СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ВЕТРА И ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ
Имя изобретателя: Анна Эстер Кивиламми
Имя патентообладателя: Анна Эстер Кивиламми
Адрес для переписки:
Дата начала действия патента: 1993.01.15
Использование: в ветроэнергетике для преобразования энергии ветра в
электроэнергию. Сущность изобретения: способ использования энергии ветра и
преобразования ее в электроэнергию в ветроэлектростанции, которая содержит несколько
роторов 4, 8, один из которых является ведущим, приводимых во вращение за счет энергии
ветра и соединенных с генераторами, производящими электроэнергию, заключается в том,
что поток ветра от роторов 4 направлен к ведущему ротору 8, установленному над
дополнительными роторами 4.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к способу преобразования энергии ветра в электроэнергию
и ветроэлектростанциям, имеющим несколько роторов, приводимых во вращение за счет
энергии ветра и соединенных так, чтобы функционировать за счет воздействия одного и
того же ветрового потока.
Известна ветроэлектростанция, содержащая ведущий и дополнительные роторы для
преобразования энергии ветра в электроэнергию, которые приводятся во вращение
непосредственно от воздействия набегающего потока ветра, при этом дополнительные
роторы воздействуют на поток ведущего ротора для увеличения мощности установки.
Однако использование динамики ветра для производства электроэнергии в этой
станции недостаточно.
В этом отношении посредством предлагаемых в данном изобретении способа и
воплощения ветроэлектростанции достигается значительное улучшение. Отличительные
признаки изобретения представлены в его формуле.
Наиболее важным из преимуществ изобретения является то, что ветровой поток
эффективно направляют в нужном направлении одновременно в нескольких роторах, и
ветровой поток, вращающий нижние роторы воздействует на процесс вращения верхних
роторов, к которым подсоединены несколько генераторов. Скорость ветра и его мощность
увеличивается перед достижением ведущего ротора, а направляющие пластины для
пересекающего ветра, расположенные на концах лопаток ротора, могут поддерживать ветер
и создавать его вокруг лопаток с целью повышения КПД ветроэлектростанции.
На фиг. 1 изображена ветроэлектростанция, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид спереди.
На фиг. 1 изображена ветроэлектростанция, установленная на основании 1, на котором ее
можно поворачивать посредством вращающейся опоры 2. В нижней части каркаса 13
ветроэлектростанции расположены четыре установленных друг над другом дополнительных
ротора 4, оснащенных системой радиальных лопаток 5. Горизонтальные оси роторов
закреплены в подшипниках и вращаются по часовой стрелке. Энергию вращения роторов
используют для производства электроэнергии. Ветер направляют к роторам с помощью
направляющих пластин, часть 6 которых видна на рассматриваемом частичном сечении.
Поток ветра, постоянно нарастающий в каналах 7, направляют к ведущему ротору 8,
установленному над дополнительными роторами эквидистантно его боковой поверхности.
Поток отходит от основного направления, соблюдаемого в канале 7, и вращает ведущий
ротор. Кроме того, поворот ведущего ротора осуществляется за счет направляющего ветра,
попадающего к ведущему ротору через посредство направляющей 12, причем направление
ветра также определяется преимущественно предлагаемой компоновкой. Направляющие
пластины 10 для пересекающего ветра, расположенные на концах лопаток 9 ротора, могут
поддерживать ветер и создавать его вокруг лопаток, интенсифицируя таким образом
производство электроэнергии.
Если смотреть относительно направления ветра, то вокруг ведущего ротора 8 ниже и сзади
него установлена стенка, изогнутая в соответствии с формой ротора, образуя кожух 11,
который значительно шире лопастей 9. Кожух 11 заставляет ветер отходить от генератора 8 с
одной его стороны, и после этого ротор поддерживает ветровой поток, что способствует
вращению ротора и обеспечивает производство электроэнергии генератором.
На фиг. 2 изображен вид спереди ветроэлектростанции, у которой основание 1 имеет нижнюю
часть 13 с четырьмя ветронаправляющими проемами, в которых находятся боковые
направляющие 3, а также верхняя и нижняя направляющие 6. Верхняя часть с ведущим ротором
установлена на нижней части. Ветер направляют к ведущему ротору с помощью боковых
направляющих 14, распложенных на обеих сторонах ведущего ротора, и с помощью пластин 12,
расположенных перед ротором. От верхней стороны направляющих ветер попадает
непосредственно в систему лопаток ротора. Задняя стенка 11 шире лопаток 9. Ведущий ротор
расположен с эксцентриситетом относительно вертикальной шарнирной оси
ветроэлектростанции, а руль 15 расположен на противоположной стороне и предназначен
для удержания системы в должном направлении. Руль также заменить, например, другим
параллельным ведущим ротором, посредством чего также можно поддерживать систему в
должном направлении. При высоких скоростях ветра, например свыше 15 м/с, на
ветроэлектростанции вводят в эксплуатацию один или несколько дополнительных
генераторов, так что нет необходимости отключать станцию в штормовую погоду.
Места установки генераторов на чертеже не показаны, но их можно устанавливать,
соединяя отдельный генератор с каждым ротором. Кроме того, несколько роторов могут
иметь общий генератор. В качестве генераторов и другого электрооборудования
ветроэлектростанции можно с успехом использовать известное оборудование.
Изобретение не ограничивается раскрытым в описании вариантом осуществления, возможны
многие его модификации в рамках идеи изобретения, определяемых его формулой. Можно
изменять количество вспомогательных роторов; можно также постепенно увеличивать
диаметры дополнительных роторов при увеличении их количества.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ использования энергии ветра и преобразования ее в электроэнергию в
ветроэлектростанции, содержащей несколько роторов, заключающийся в том, что поток
ветра направляют на ведущий ротор и к нескольким установленным друг над другом
дополнительным роторам, которые воздействуют на поток ведущего ротора, увеличивая его
мощность, отличающийся тем, что воздействие на поток ведущего ротора заключается в том,
что воздушные потоки за дополнительными роторами подают на ведущий ротор.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поток ветра направляют на дополнительные роторы,
установленные в едином вертикальном корпусе.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что воздушные потоки за дополнительными роторами
подают к боковой поверхности ведущего ротора по соединительному каналу
преимущественно эквидистантно этой поверхности.
4. Ветроэлектростанция, содержащая ведущий и дополнительный роторы для преобразования
энергии ветра в электроэнергию, которые приводятся во вращение непосредственно от
воздействия набегающего потока ветра, при этом дополнительные роторы воздействуют на
поток ведущего ротора для увеличения мощности установки, отличающаяся тем, что роторы
установлены на основании с возможностью поворота для ориентации по ветру,
дополнительные роторы установлены под ведущим ротором, а воздушные потоки за
дополнительными роторами подают на ведущий ротор.
5. Ветроэлектростанция по п.4, отличающаяся тем, что лопатки ведущего ротора на концах
снабжены пластинами для создания и поддержания вихрей вокруг лопаток, интенсифицируя
таким образом производство электроэнергии генераторов.
6. Ветроэлектростанция по п.4, отличающаяся тем, что вокруг ведущего ротора ниже и сзади
него относительно направления ветра установлена стенка, ширина которой больше ширины
лопаток ведущего ротора.
7. Ветроэлектростанция по пп.4 - 6, отличающаяся тем, что вспомогательные роторы
установлены друг над другом с возможностью вращения вокруг своей горизонтальной оси.
8. Ветроэлектростанция по пп. 4 - 7, отличающаяся тем, что генератор соединен с каждым или
несколькими роторами.
Версия для печати
Дата публикации 11.01.2007гг
вверх
|
