ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2191287
ВЕТРОУСТАНОВКА
Имя изобретателя: Чижиков Александр Арсентьевич
Имя патентообладателя: Чижиков Александр Арсентьевич
Адрес для переписки: 195297, Санкт-Петербург, Калининский р-н, ул.Ольги Форш, 15, корп.2, кв.29, А.А.Чижикову
Дата начала действия патента: 2000.01.10
Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроэлектрическим
станциям небольшой мощности, имеющим вертикальную ось вращения. Технический результат,
заключающийся в повышении надежности ветроустановки за счет замкнутого цикла
циркуляции воздушного потока и мощности, а также в возможности работать при безветрии,
обеспечивается за счет того, что в ветроустановке, содержащей башню с машинным залом,
одноярусный ветряной двигатель с вертикальным валом вращения, верхний и нижний
генераторы и эжекторные системы, состоящие из направляющих воронок, направленных на
лопасти ветродвигателя, воздушный аккумулятор и шахту, причем привод генераторов
размещен внутри башни, эжекторные системы и воздушный аккумулятор - снаружи башни,
согласно изобретению установка содержит отводные трубы, верхний генератор жестко
соединен с ветряным двигателем посредством вертикального вала, нижний генератор
размещен в шахте и соединен с ветряным двигателем через скоростной электромагнитный
редуктор, при этом эжекторные системы установлены наклонно снаружи башни по ее
периметру, шахта служит местом для отводных труб, образующих вместе с ветродвигателем
и эжекторными системами замкнутый цикл циркуляции воздушного потока.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроэлектрическим
станциям небольшой мощности, имеющим вертикальную ось вращения.
Известна ветроэлектрическая установка, содержащая конусообразное здание,
внутри которого установлен генератор и ветряной двигатель с двумя ярусами лопастей и
направляющую воронку, снабженную эжектором, состоящим из направляющих воронок,
подключенных к внутренней полости здания и направленных на лопасти нижнего яруса (см.
RU, 2105189 С1, кл. F 03 D 3/00, 20.02.1998).
Известная установка имеет электромоторы для осуществления принудительной эжекции
через направляющие воронки и открытый вариант ее исполнения, что приводит к трудностям
регулировки ветряного двигателя.
Известна ветроустановка, содержащая башню с машинным залом, одноярусный ветряной
двигатель с вертикальным валом вращения, верхний и нижний генераторы и эжекторные
системы, состоящие из направляющих воронок, направленных на лопасти ветродвигателя,
отводные трубы, воздушный аккумулятор и шахту, причем привод генераторов размещен
внутри башни, эжекторные системы и воздушный аккумулятор - снаружи башни, а верхний
генератор размещен в башне (см. RU, 2134817 С1, кл. F 03 D 3/00, 20.08.1999), по совокупности существенных
признаков принятая за прототип (ближайший аналог).
Известная ветроустановка обладает низкой эффективностью из-за неудачного
расположения эжекторной системы и верхнего генератора (отсутствует свободный доступ к
нему), а также верхняя часть башни вместе с конусами не является эффективным
улавливающим устройством.
Технический результат, заключающийся в повышении надежности ветроустановки за счет
замкнутого цикла циркуляции воздушного потока и мощности, а также в возможности
работать при безветрии, обеспечивается за счет того, что в ветроустановке, содержащей
башню с машинным залом, одноярусный ветряной двигатель с вертикальным валом вращения,
верхний и нижний генераторы и эжекторные системы, состоящие из направляющих воронок,
направленных на лопасти ветродвигателя, воздушный аккумулятор и шахту, причем привод
генераторов размещен внутри башни, эжекторные системы и воздушный аккумулятор -
снаружи башни, согласно изобретению установка содержит отводные трубы, верхний
генератор жестко соединен с ветряным двигателем посредством вертикального вала,
нижний генератор размещен в шахте и соединен с ветряным двигателем через скоростной
электромагнитный редуктор, при этом эжекторные системы установлены наклонно снаружи
башни по ее периметру, шахта служит местом для отводных труб, образующих вместе с
ветродвигателем и эжекторными системами замкнутый цикл циркуляции воздушного потока,
при этом ветродвигатель выполнен в форме вогнутого барабана с лопастями в виде
наклонных ребер.
На фиг.1 изображена ветроустановка, общий вид;
на фиг.2 - ветродвигатель с наклонными ребрами;
на фиг. 3 - ветродвигатель с отводными трубами и эжекторными системами, вид сбоку.
Ветроустановка содержит установленную на фундаменте башню 1 с машинным залом 2,
одноярусный ветряной двигатель 3 с вертикальным валом 4 вращения, верхний 5 и нижний 6
генераторы и эжекторные системы 7, состоящие из направляющих воронок 8, направленных на
лопасти 9 ветродвигателя 3, выполненные в виде наклонных ребер, отводные трубы 10,
воздушный аккумулятор 11 и шахту 12, причем привод генераторов 5 и 6 размещен внутри башни
1, эжекторные системы 7 и воздушный аккумулятор 11 - снаружи башни 1, а верхний генератор 5
размещен в башне 1, причем верхний генератор 5 жестко соединен с ветряным двигателем 3
посредством вертикального вала 4, нижний генератор 6 размещен в шахте 12 и соединен с
ветряным двигателем 3 через скоростной электромагнитный редуктор 13, при этом
эжекторные системы 7 установлены наклонно снаружи башни 1 по ее периметру, а отводные
трубы 10 размещены в шахте 12 и вместе с ветродвигателем 3 и эжекторными системами 7
образуют замкнутый цикл циркуляции воздушного потока, причем ветродвигатель 3
выполнен в форме вогнутого барабана 14, имеющего форму шкива, в полую часть которого
устремляется поток, подаваемый эжекторными системами 7.
Количество эжекторов в системе 7 может быть равным, например, 16 штукам, при этом восемь
из них набрано в блок, состоящий из четырех воронок 8, а восемь остальных состоят каждый
из трех воронок 8, при этом выполнение лопастей 9 ветродвигателя 3 в виде наклонных ребер
способствует увеличению ометаемой площади ветродвигателя 3, а скоростной
электромагнитный редуктор 13 способен разгоняться до четвертой рабочей скорости.
Верхний 5 и нижний 6 генераторы имеют неподвижные статоры 15, при этом нижний генератор 6
с электромагнитным редуктором 13 соединяется с помощью вала 16 и ведомой шестерни 17, а
последняя из направляющих воронок 8 может быть удлиненной формы с кожухом (чехлом) 18.
ВЕТРОУСТАНОВКА РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
При отсутствии в установке воздушного аккумулятора 11 воздушный поток через эжекторные
системы 7 с направляющими воронками 8 попадает на лопасти 9 ветродвигателя 3,
выполненные в виде наклонных ребер, осуществляя его запуск. При этом в каждом эжекторе
системы 7 происходит процесс забора воздуха из окружающей среды, его разрежения, затем
ускорения потока и его сжатия с последующей подачей на лопасти 9 ветродвигателя 3.
Поскольку ветродвигатель 3 связан валом 4 с верхним генератором 5, то при передаче
вращения с вала 4 на ротор генератора 5 последний разгоняется. Затем через
электромагнитный привод редуктора 13, вал 16 и ведомую шестерню 17 запускают в работу
нижний генератор 6, чередуя включение скоростей до четвертой скорости включительно,
при этом отработанный поток воздуха попадает в отводные трубы 10, где разделяется в свою
очередь на два потока: первый возвращается в эжекторную систему 7 для осуществления
повторного цикла, а второй попадает в атмосферу. При переходе же на замкнутый цикл
циркуляции воздушного потока более 50% отработанного воздуха возвращается по отводным
трубам 10 в эжекторную систему 7.
Ветроустановка способна легко переходить с максимальной нагрузки на среднюю или на
холостой ход (путем отключения системы подачи принудительного потока воздуха через
эжекторные системы 7 или отключением нижнего генератора 6).
При наличии воздушного аккумулятора 11 в установке избыток энергии используют,
например, для нагнетательного компрессора (не показан), который будет качать воздух или
в емкости непосредственно аккумулятора 11, или в предусмотренные специально для этих
целей пустоты.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Ветроустановка, содержащая башню с машинным залом, одноярусный ветряной двигатель с
вертикальным валом вращения, верхний и нижний генераторы и эжекторные системы,
состоящие из направляющих воронок, направленных на лопасти ветродвигателя, воздушный
аккумулятор и шахту, причем привод генераторов размещен внутри башни, эжекторные
системы и воздушный аккумулятор - снаружи башни, отличающаяся тем, что установка
содержит отводные трубы, верхний генератор жестко соединен с ветряным двигателем
посредством вертикального вала, нижний генератор размещен в шахте и соединен с
ветряным двигателем через скоростной электромагнитный редуктор, при этом эжекторные
системы установлены наклонно снаружи башни по ее периметру, шахта служит местом для
отводных труб, образующих вместе с ветродвигателем и эжекторными системами замкнутый
цикл циркуляции воздушного потока.
2. Ветроустановка по п.1, отличающаяся тем, что ветродвигатель выполнен в форме
вогнутого барабана с лопастями в виде наклонных ребер.
Версия для печати
Дата публикации 30.01.2007гг
вверх
|
