ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА


RU (11) 2087742 (13) C1

(51) 6 F03D3/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.12.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93043890/06 
(22) Дата подачи заявки: 1993.09.01 
(45) Опубликовано: 1997.08.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Большая Советская Энциклопедия. 3-е издание. - М.: Советская энциклопедия, 1971, с.589-594. 2. Большая Советская Энциклопедия. 3-е издание. - М.: Советская энциклопедия, 1971, с.589. 3. Фатеев Е.М. Ветродвигатели и ветроустановки. - М.: Сельхозгиз, 1956. 
(71) Заявитель(и): Исхаков Иркле Валеевич 
(72) Автор(ы): Исхаков Иркле Валеевич 
(73) Патентообладатель(и): Исхаков Иркле Валеевич 

(54) ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 

Использование: в энергетике, для преобразования ветровой и водной энергии в электрическую, тепловую и механическую. Сущность изобретения: энергетическая установка содержит вал 1 с лопастями 2, ось вращения которого расположена перпендикулярно направлению потока, экран 5, установленный перед валом 1 со стороны потока и закрывающий его нижнюю часть, и привод 7. Лопасти 2 выполнены в виде правого и левого многозаходного винтового шнека, лопасти которого направлены встречно. Ветровые и водные варианты установки унифицируются. Энергетическая установка обладает простотой, надежностью и дешевизной конструкции, транспортабельна в разобранном виде, ремонтопригодна, экологически чиста, приемлема во всех климатических условиях. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Энергетическая установка относится к энергетической промышленности, преимущественно к производству энергетических установок для преобразования ветровой и водной энергии в электрическую, тепловую или механическую.

Известны энергетические установки, содержащие вал или ротор или барабан с лопастями и экран, закрывающий одну из сторон оси вала.

Энергетические установки карусельного и барабанного типов содержат вал с лопастями, ось вращения которого расположена перпендикулярно направлению потока, экран, закрывающий от потока одну из сторон оси вала с лопастями либо специальное приспособление, поворачивающий часть вращающихся против потока лопастей ребром к потоку. Т.к. лопасти, незакрытые экраном, движутся по направлению потока, то их окружная скорость не может превышать скорости потока.

Эти энергетические установки относительно тихоходны, более громоздки и менее эффективны, чем установки крыльчатого типа. Коэффициент использование энергии потока показывающий, какая доля энергии потока преобразуется в механическую энергию, у них доходит до 0,18 [1]

Наиболее близкой по технической сущности является энергетическая установка барабанного типа, содержащая вал с лопастями, ось вращения которого расположена перпендикулярно направлению потока, установленный перед валом со стороны потока экран, закрывающий его нижнюю часть и привод [2]

К основным недостаткам установки относятся:

нагрузка потока действует не одновременно на все лопасти, а поочередно;

периодически лопасти затеняют друг друга почти на половине окружности и каждая из лопастей только в одном положении воспринимает полный поток и может развить максимальную мощность;

движение лопастей в направлении потока не позволяет развить большую скорость вращения, т.е. они не могут превышать скорость потока;

размеры используемой части потока (обтекаемая поверхность) малы по сравнению с размерами вала с лопастями.

Указанные недостатки приводят к громоздкости установки увеличению веса отнесенной к единице установленной мощности и снижению надежности из-за воздействия на лопасти и опоры вала периодически меняющихся нагрузок потока. Коэффициент x установки не более 0,15 [3]

Задачей настоящего изобретения является повышение КПД установки и надежности.

Поставленная задача решается тем, что в известной энергетической установке, содержащей вал с лопастями, ось вращения которого расположена перпендикулярно направлению потока, установленный перед валом со стороны потока экран, закрывающий его нижнюю часть и привод, согласно изобретения, лопасти выполнены в виде правого и левого многозаходного винтового шнека, причем лопасти его направлены встречно.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 общий вид установки; на фиг. 2 сечение А-А.

Энергетическая установка имеет вал 1, на который установлены лопасти 2 с винтовыми поверхностями, собрание в цилиндрическом каркасе 3 (в дальнейшем - шнек). Шнек устанавливается на опоры 4 экрана 5 закрывающего нижнюю часть шнека и соединен через коробку передач 6 с генератором 7. Лопасти 2 в цилиндрическом каркасе 3 крепятся по внутреннему и наружному диаметру к профилям 8, расположенным на внутреннем и наружном диаметрах каркаса по винтовым линиям. Лопасти 2 выполнены сплошными винтовыми поверхностями или с разбивкой их на секторы с выбранной шириной (аналогично лопастям крыльчатых энергетических установок) и имеют угол заклинения v (см. Фатеев Е. М. Ветродвигатели и ветроустановки, М. "Сельхозгиз", 1956), который в отдельных модификациях энергетической установки может быть регулируемым (например, смещением внутреннего профиля 8 относительно наружного). Шнек выполнен с многозаходными лопастями 2 для повышения коэффициента использования энергии потока от увеличения общей площади сечения лопастей 2 в проекции на плоскость перпендикулярную потоку и в виде правого и левого многозаходного винта, причем лопасти 2 направлены встречно для уравновешивания по третьему закону Ньютона возникающих на валу 1 осевых сил, нагружающих опоры 4 [см.3] Лопасти 2 выполнены из тонколистового материала парусины, металла, пластмассовых, резиновых и др. изделий, рассчитанных на низкие давления потока на единицу площади и, в отдельных случаях, снабжены устройствами, улучшающими их обтекаемость потоком. Экран 5 выполнен составным для регулирования оборотов, остановки энергетической установки путем большего или меньшего закрытия лопастей 2 шнека от воздействия потока.

Энергетическая установка работает следующим образом.

Направленный поток попадает на незакрытые экраном 5 лопасти 2 винтового многозаходного шнека, создает на них подъемную силу и силу лобового давления [3] которые через каркас 3 передается на вал 1 как крутящий момент и осевые силы. Крутящий момент на валу 1 через коробку передач 6 вращает генератор 7, осевые силы на валу 1, благодаря выполнению винтовых лопастей в виде правого и левого многозаходного шнека с расположением лопастей навстречу друг другу, направлены в противоположные стороны и взаимно уравновешиваются и разгружают опоры 4 от односторонних осевых нагрузок. Лопасти 1 кроме вращательного движения имеют движение вдоль оси вращения.

Энергетическая установка имеет все факторы, необходимые для получения значения x 0,3-0,46, соответствующих мировым образцам ветродвигателей (крыльчатые, ортогональные и др.):

расположение лопастей по винтовой поверхности обеспечивает одновременные и постоянные нагрузки потока на них;

форма лопасти по изобретению является винтовой поверхностью, оптимальные углы v у которой задаются при проектировании (выбором геликоид) с учетом данных по продувке лопасти, с введением при необходимости элементов регулирования;

лопасти с винтовыми поверхностями и диаметрами до десятков метров, установленные вдоль потока, являются тонкопрофильными, т.е. пластинчатыми, которые характеризуются наименьшими профильными потерями от трения потока о поверхность и срыва потока за телом и могут быть усовершенствованы по состоянию поверхности и форме профиля с учетом результатов продувок и ряд др. [3]

Надежность энергетической установки обеспечивается снижением ее веса на единицу установленной мощности применением каркасной конструкции шнека, тонкопрофильных лопастей, обеспечением одновременности и постоянства действия нагрузки потока на все лопасти, незатененные друг с другом, что исключает переменные нагрузки на элементы конструкции, уравновешиванием действия осевых сил на опоры шнека, балансированием инерционных сил. Простота конструкции, технологичность, доступность материалов в местных условиях повышает ремонтопригодность и др. показывали надежности.

Предлагаемая энергетическая установка может быть использована во всех отраслях народного хозяйства с учетом ветрового (водного) режима района, рельефа местности, технологического процесса производства, в котором применена установка. Область применения энергетической установки обширна обводнение пастбищ, мелиорация земель, использование их фермерами, отдельными хозяйствами деревень, поселков, совместная работа с электростанциями других типов и т.д. [3] Кроме того, она позволяет применять известные дополнительные устройства, повышающие эффективность, например, флюгерные, виндрозы (для установки по ветру), понтоны, якоря и др. (для использования на реках, в морских глубинах, приливах и отливах, над земной поверхностью и др.). Энергетическая установка экологически чистая, проста в изготовлении, транспортабельна в разобранном виде, ремонтируемая в местных условиях и дешевая. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Энергетическая установка, содержащая вал с лопастями, ось вращения которого расположена перпендикулярно направлению потока, экран, установленный перед валом со стороны потока и закрывающий его нижнюю часть, и привод, отличающаяся тем, что лопасти выполнены в виде правого и левого многозаходного винтового шнека, лопасти которого направлены встречно.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru