Предлагаемый ветродвигатель имеет следующие преимущества: возможность использования ветродвигателя в областях с низкой среднегодовой скоростью ветра от 2м/с; высокая скорость ветроразрушения (парусность лопастей при высокой скорости ветра сокращается на 90%); простота конструкции возможно изготовление ветрогенераторов большой мощности......
Область деятельности(техники), к которой относится описываемое изобретение
Предлагаемое изобретение относится к роторным установкам, использующим кинетическую энергию ветра для получения механической или электрической энергии.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Известны подобные роторные конструкции, содержащие ветронаправляющие аппараты с флюгером и экранирующими обечайками [1, 2, 3, 4], либо с конфузорно-диффузорным каналом [5, 6].
В данных установках используется только часть кинетической энергии ветра, определяемой его скоростью и площадью ометания поверхности ветронаправляющих аппаратов. Конструкции последних и конструкции роторов (ветротурбин) внутри ветронаправляющих аппаратов кинематически объединены и не позволяют увеличивать площадь ветрозахвата (площадь ометания) без переделки всего сооружения.
Кроме того, такого рода установки достаточно громоздки, обладают большой инерцией, а их ветронаправляющие аппараты (экраны) не реагируют на частые изменения направления ветра, что снижает общий коэффициент использования энергии ветра.
Наиболее близким по технической сути (прототипом) является «Ветродвигатель» [7], содержащий вращающуюся роторную турбину, расположенную внутри системы ветронаправляющих экранов, каждый из которых имеет возможность свободно поворачиваться вокруг своей оси в пределах сектора, образованного подвижными и неподвижными стопорами.
В данном устройстве ветрозахват осуществляется с наружной поверхности, определяемой габаритами ветронаправляющего экрана, и поток направляется на лопасти ветротурбины под заданным стопорами углом.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Недостатками прототипа являются:
1. Конструкции ветротурбины и ветронаправляющего экрана взаимозависимы и не позволяют увеличить площадь ометания без переделки всей конструкции, поскольку крайние положения каждой лопатки экрана в пространстве определяют размер лопасти турбины.
2. Сложно выполнить в конструкции задачу автоматического перемещения подвижных стопоров к неподвижным стопорам и обратно при частых изменениях скорости ветра для точного регулирования числа оборотов ветротурбины.
3. Лопатки экрана свободно вращаются на своих осях, поэтому при частых изменениях направления ветра лопатки экрана, ударяясь поочередно о стопоры, будут, кроме того, создавать шумовые помехи.
Задачей изобретения является повышение коэффициента использования энергии ветра.
Поставленная задача достигается тем, что в роторный ветродвигатель с ветронаправляющим экраном, содержащий вращающуюся ветротурбину, расположенную внутри экрана, состоящего из отдельных лопаток, поворачивающихся на своих осях и ориентированных на лопасти ветротурбины, причем лопатки снабжены рычагами, концы которых объединены общей гибкой тягой, введена управляющая поворотная платформа, содержащая совмещенные в одном узле и закрепленные на оси платформы с возможностью поворота в вертикальной плоскости флюгер и стабилизатор с наклонной плоскостью, а стабилизатор через упорный подшипник соединен дополнительной тягой с общей тягой рычагов лопаток экрана.
Угол поворота лопаток ветронаправляющего экрана зависит от угла наклона стабилизатора с наклонной плоскостью, а угол наклона последнего зависит от силы ветра. Изменение направления ветра одновременно отслеживается флюгером ветродвигателя. Использование энергии низкопотенциальных слабых ветров может обеспечиваться увеличением длины лопаток экрана, т.е. его диаметра, что увеличивает площадь ометания поверхности.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый ветродвигатель отличается наличием управляющей поворотной от действия ветра платформой, оснащенной флюгером и стабилизатором с наклонной плоскостью. Это позволяет:
- увеличивать площадь ометания поверхности экрана, что, в свою очередь, увеличит поток ветра на размещенную внутри экрана ветротурбину;
- регулировать силу ветра с помощью стабилизатора и, соответственно, число оборотов ветротурбины;
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
- одновременно отслеживать направление потока флюгером и ослабление (усиление) потока стабилизатором с наклонной плоскостью.
На фигуре представлен роторный ветродвигатель с ветронаправляющим экраном и управляющей поворотной платформой. Ось ветродвигателя располагается перпендикулярно направлению ветра в вертикальном или горизонтальном положении.
Роторный ветродвигатель с ветронаправляющим экраном
Ветродвигатель содержит ветротурбину 1, лопатки 2 экрана, размещенные на своих осях 3 и имеющие рычаги 4, концы которых объединены общей гибкой тягой 5, соединенной, в свою очередь, с дополнительной тягой 6 управляющей поворотной платформы. Последняя содержит основание 7, размещенное на подшипниках 8, кронштейн 9, к которому на оси 10 закреплены стабилизатор с наклонной плоскостью 11 и флюгер 12, причем один конец стабилизатора соединен с дополнительной тягой через упорный подшипник 13, а другой его конец соединен с основанием платформы через амортизатор 14. Возвратная пружина 15 служит для фиксации исходного положения устройства.
Роторный ветродвигатель работает следующим образом
При наличии рабочей скорости v ветра, последний проходит через окна, образованные открытыми лопатками 2 экрана, с одной стороны на ветротурбину 1 и, отработав на ней, выходит рассеянным потоком на противоположную сторону экрана. При усилении ветра возрастает его давление на наклонную плоскость стабилизатора 11, рычаг которого поворачивается на оси 10 и через упорный подшипник 13, дополнительную тягу 6 воздействует на общую для рычагов 4 гибкую тягу 5, растянув при этом пружину 15. Перемещаясь, тяга 5 одновременно поворачивает на определенный угол все лопатки 2, размещенные на своих осях 3, при этом изменяется направление потока, его энергетическая составляющая и скорость вращения ветротурбины 1.
При дальнейшем увеличении силы ветра, вплоть до буревого, произойдет еще больший поворот стабилизатора с наклонной плоскостью 11 до момента, когда лопатки 2 экрана полностью закроют образованные ими окна для прохождения ветра на ветротурбину 1, которая при этом останавливается, а экран превращается в замкнутый многоугольник.
При ослаблении ветра поворот в вертикальной плоскости стабилизатора уменьшается и ветротурбина вернется в одно из своих рабочих состояний. Для исключения ударов при резких порывах ветра используется амортизатор 14, подключенный между основанием 7 и стабилизатором 11.
Если направление ветра изменяется, то флюгер 12 и стабилизатор с наклонной плоскостью 11 посредством кронштейна 9 поворачивают основание 7 вокруг своей оси на подшипниках 8 на действующее направление ветра. Чтобы не происходило закручивания гибкой дополнительной тяги 6, проходящей по оси основания 7, задействован упорный подшипник 13.
Частые изменения направления - порывы ветра - происходят при ослаблении ветра, с одной стороны, и нарастании ветра - с другой. Для этого случая наиболее целесообразна конструкция совмещенной работы стабилизатора с наклонной плоскостью и флюгера, предлагаемая настоящим техническим решением, что увеличивает коэффициент использования энергии ветра.
Предлагаемое техническое решение позволяет также использовать ветротурбины небольших габаритов, что уменьшит их стоимость, а площадь ометания и, следовательно, большую энергию получать за счет неподвижного экрана с увеличенным диаметром (длиной направляющих лопаток).
Для получения очень большой поверхности ометания для концентрации слабых ветровых потоков и выработки необходимой мощности, оси 3 лопаток 2 экрана могут быть выполнены в виде укрепленных на поверхности земли столбов, а лопатки - в виде парусов соответствующей площади.
Данная конструкция позволяет максимально использовать энергию низкопотенциального ветра, а также ветра с непостоянными характеристиками и направлением.
Источники информации
1. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР 1467248, МПК F03D 3/04, «Роторный ветродвигатель» (аналог).
2. Патент США 4134707, кл. 415-4, опубл. 1979 г.
3. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР 985402, МПК F03D 3/06, «Ветродвигатель» (аналог).
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
4. Патент Франции 2286954, МПК F03D 3/00, опубл. 1976 г.
5. Описание изобретения к патенту РФ 2231682, МПК F03D 3/02, «Ветродвигатель» (аналог).
6. Патент Германии 3715008А1, опубл. 01.12.88 г.(аналог).
7. Описание изобретения к патенту РФ 2074980, МПК F03D 3/04, «Ветродвигатель» (прототип).
Формула изобретения
Роторный ветродвигатель с ветронаправляющим экраном, содержащий вращающуюся ветротурбину, расположенную внутри экрана, состоящего из отдельных лопаток, поворачивающихся на своих осях и ориентированных на лопасти ветротурбины, отличающийся тем, что лопатки снабжены рычагами, концы которых объединены общей гибкой тягой, введена управляющая поворотная платформа, содержащая совмещенные в одном узле и закрепленные на оси платформы с возможностью поворота в вертикальной плоскости флюгер и стабилизатор с наклонной плоскостью, причем стабилизатор через упорный подшипник соединен дополнительной тягой с общей тягой рычагов лопаток экрана.
Имя изобретателя: Попов Александр Ильич (RU), Щеклеин Сергей Евгеньевич (RU) Имя патентообладателя: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Почтовый адрес для переписки: 620002, г.Екатеринбург, ул. Мира, 19, УрФУ, Центр интеллектуальной собственности, Т.В. Маркс Дата начала отсчета действия патента: 08.04.2011
Разместил статью: admin
Дата публикации: 10-02-2013, 16:06
Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроэлектрическая станция содержит ветроколесо с ободом и каретку с электрогенератором. Приводной вал электрогенератора снабжен роликом, контактирующим с поверхностью обода ветроколеса. Каретка связана с неподвижным основанием шарнирно, обеспечивая возможность перемещения ролика относительно обода ветроколеса в направлении контактирующих поверхностей. Ролик выполнен в виде конуса, образующая которого, контактирующая с ободом ветроколеса, перпендикулярна...
Изобретение относится к ветросиловым установкам с ротором Дарье. Ветросиловая установка содержит ротор, выполненный в виде вертикального вала с прикрепленными к нему с помощью траверс изогнутыми или прямыми лопастями. Вал ротора подвешен с помощью вертлюга на подшипнике, установленного с нижней стороны пластины, от которой отходят растяжки, другие концы которых перекинуты через блоки и закреплены на мачтах, симметрично расставленных вокруг ротора. Каждая мачта закреплена по меньшей мере двумя...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.
В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
Никакого начала не было - вселенная, заполненная энергией ЭМ волн , существует изначально.
То есть, никакой энергетической проблемы не решилось от слова совсем. Так как для производства металлического алюминия, тратится уймище энергии. Производят его из глины, оксида и гидроксида алюминия, понятно что с дико низким КПД, что бы потом его сжечь для получения энергии, с потерей ещё КПД ????
Веселенькое однако решение энергетических проблем, на такие решения никакой энергетики не хватит.
Вместо трудновыполнимых колец, я буду использовать,цилиндрические магниты, собранные в кольцевой пакет, в один, два или три ряда. На мой взгляд получиться фрактал 1 прядка. Мне кажется, что так будет эффективней, в данном случае. И в место катушек, надо попробывать бифиляры или фрактальные катушки. Думаю, хороший будет эксперимент.
Проблема в том, что человечество зомбировано религией, что бог создал всё из ничего. Но у многих не хватает ума подумать, а кто создал бога? Если бога никто не создавал - значит он существует изначально. А почему самому космосу и самой вселенной как богу-творцу - нельзя существовать изначально?
Единственным творцом материального мира, его составной субстанцией, источником движения и самой жизни является энергия космоса, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и полагается богу заполнено всё космическое пространство, включая атомы и клетки.
От углеводородов кормится вся мировая финансовая элита, по этому они закопают любого, кто покусится на их кормушку. Это один. Два - наличие дешевого источника энергии сделает независимым от правительств стран все население планеты. Это тоже удар по кормушке.
Вначале было то, что существует изначально и никем не создавалось. А это
- безграничное пространство космоса
- безграничное время протекания множества процессов различной длительности
- электромагнитная энергия, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и положено творцу (богу) материального мира, заполнено всё безграничное пространство космоса, из энергии ЭМВ состоят атомы и клетки, то есть материя.
Надо различать материю и не материю. Материя - это то, что состоит из атомов и клеток и имеет массу гравитации, не материя - это энергия ЭМ волн, из которых и состоит материя