СПОСОБ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ЭНЕРГИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК F03D3/00 F03D3/02 

Изобретения относятся к энергетике и предназначены для генерирования энергии воздушного потока. Изобретения основаны на использовании эффекта Магнуса.

Как известно, при воздействии воздушного потока на вращающийся цилиндр возникает сила, перпендикулярная направлению потока, которая может служить источником импульса движения.

Известен целый ряд ветродвигателей, действие которых основано на использовании этого эффекта.

Известны, например, ветродвигатели, которые содержат, по меньшей мере, один ротор. Роторы установлены на замкнутой направляющей вокруг вала отбора мощности, на который при помощи механической передачи передается вращение роторов. При принудительном вращении роторов и их обдуве потоком воздуха возникает движущая сила, передаваемая потребителю.

Известен также ротор ветродвигателя, использующего эффект Магнуса, конструкция которого имеет торцевые диски, уменьшающие продольный поток пограничного слоя. Такой ротор можно уcтанавливать на несущих поверхностях, таких как крылья, лопасти или рули, а также использовать для движения судов за счет потока встречного ветра.

Известно также уcтройство, создающее реактивную движущую силу. В этом устройстве каждый цилиндр через половину оборота втулки (на ней установлено 8 цилиндров) изменяет направление вращения, и, следовательно, направление вращения возникающей реактивной силы. Общая управляющая тяга соединена с каждым рычажным механизмом так, что при воздействии на цилиндры она располагается эксцентрично относительно оси вращения втулки. Величина эксцентриситета зависит от возникающей силы и направления. При работе приводного устройства на холостом ходу, общая управляющая тяга располагается соосно с осью вращения втулки.

Известна также воздушная турбина Магнуса, которая содержит неподвижную опору с азимутальным поворотным несущим устройством, на котором установлен гондолообразный корпус. В нем размещены подшипники и ротор с горизонтальной осью вращения. На одном из подшипников установлено несколько вращающихся цилиндров Магнуса, отходящих наружу в радиальном направлении. К каждому цилиндру подводится энергия от соединенного с ним ведущего устройства, обеспечивающего вращение цилиндров от их собственной оси. На роторе размещено колесо отбора мощности.

Кроме того, известно использование запасенного сжатого воздуха для приведения в действие, например, воздушных винтов во время отсутствия ветра.

Все эти устройства используют один и тот же принцип действия и включают практически стандартный набор элементов, образующих схему преобразования энергии потока.

Однако, согласно изобретению, в предложенной компоновке этих элементов и их взаимодействии между собой устройство проявляет новое качество - при достаточно простой конструкции оно дает возможность своего использования без участия ветра со сравнительно небольшими затратами на автономный привод.

Известен также ветродвигатель, который содержит опорную мачту, установленный на ней конфузорный обтекатель и размещенные за последним вертикально один под другим цилиндры, образующие ротор Магнуса. Цилиндры приводятся во вращение от общего привода при помощи механической передачи. Для пуска включают привод роторов Магнуса и при набегании потока ветра на цилиндры, на последних создается крутящий момент, передаваемый потребителю.

Ближайшим к изобретению является устройство для генерирования энергии, содержащее цилиндры, связанные с индивидуальными приводами и установленные с возможностью вращения на основании, центральный выходной вал, соединенный с электрогенератором.

Однако, все эти устройства работают только при наличии ветра, и, следовательно не могут быть использованы там, где потребителю требуется постоянный подвод энергии. При принудительном вращении цилиндров, помещенных в воздушный поток, на них возникает импульс движения, передаваемый затем потребителю.

На фиг. 1 изображено устройство для генерирования энергии, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Устройство содержит корпус 1, установленный на платформе 2, цилиндры 3 с торцевыми дисками 4, связанные с осью 5 привода в виде индивидуальных электромоторов 6. За цилиндрами установлены конфузоры 7.

Цилиндры 3 связаны при помощи вала 8, шестерен 9, 10 с электрогенератором 11. В кожухе за конфузором установлен вентилятор 12. Платформа выполнена замкнутой круговой, цилиндры установлены с одинаковым шагом по ее внешнему периметру, а соответствующие им конфузоры - по внутреннему. Воздухонагнетатель может быть выполнен в виде установленных по направлению воздушного потока за конфузором вентиляторов 12. Выходное сечение конфузора выполнено прямоугольным и его ось смещена относительно оси цилиндра на величину радиуса цилиндра.

Способ генерирования энергии реализуется, согласно изобретению, следующим образом. Вращают установленные на платформе цилиндры, размещают их в обдувающем потоке воздуха, а возникающший на них импульс движения передают на выходной вал, причем воздушный поток создают искусственным средством, а каждый цилиндр вращают индивидуальным приводом. Без участия ветра, воздухонагнетатель создает с одной стороны каждого цилиндра равномерно по всей его высоте искусственный обдув цилиндра, возникает необходимый для создания импульса движения перепад давления и устройство приходит в действие. Платформа, на которой размещаются цилиндры, выполнена замкнутой, круговой. Цилиндры установлены по ее внешнему периметру, а соответствующие им конфузоры - по внутреннему. Воздухонагнетатель может быть выполнен в виде вентиляторов, число которых соответствует числу цилиндров. Они установлены в кожухе за конфузором. Его выходное сечение выполнено прямоугольным со смещением относительно оси цилиндра на величину радиуса цилиндра.

Реализация изобретений позволит создать автономный и недорогой двигатель, возможности использования которого неограничены. (56) Патент ФРГ N 3043169, кл. F 03 D 5/00, 1982.

Патент Великобритании N 2098487, кл. F 1 T, 1982.

Патент США N 4225886, кл. F 01 D 1/36, 1980.

Авторское свидетельство СССР N 1402707, кл. F 03 D 1/06, 1988.

Фатеев Е. М. "Системы ветродвигателей", Государственное энергетическое издательство, М. , 1933, с. 187-188.

Использование: ветроэнергетика, в частности, создание автономных приводов во время отсутствия ветра. Сущность изобретения: устройство содержит корпус 1, платформу 2, цилиндры 3 с торцевыми дисками 4. Цилиндры приводят во вращение вокруг осей 5 индивидуальными электромоторами 6. Платформа выполнена замкнутой круговой, цилиндры 3 установлены с одинаковым шагом по ее внешнему периметру. Устройство снабжено воздухонагнетателем и конфузорами 7, число которых равно числу цилиндров. Конфузоры 7 установлены по внутреннему периметру платформы. Воздухонагнетатель может быть выполнен в виде вентиляторов 12, установленных по направлению воздушного потока за каждым конфузором. Выходное сечение каждого конфузора может быть выполнено прямоугольным и его ось смещена относительно оси цилиндра на величину радиуса последнего. 2 с. п. , 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ генерирования энергии путем вращения при помощи индивидуальных приводов подвижно установленных на основании цилиндров, размещения последних в обдувающем потоке воздуха и последующей передачи возникающего на них импульса движения на выходной вал, отличающийся тем, что поток воздуха создают искусственно, а индивидуальный привод выполнен в виде электродвигателя. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поток воздуха создают путем принудительного обдува каждого цилиндра. 3. Устройство для генерирования энергии, содержащее цилиндры, связанные с индивидуальными приводами и установленные с возможностью вращения на основании, центральный выходной вал, соединенный с электрогенератором, отличающееся тем, что оно снабжено нагнетателями воздуха и конфузорами по числу цилиндров, основание выполнено в виде замкнутой круговой платформы, причем цилиндры установлены с одинаковым шагом по внешнему периметру платформы, а соответствующие им конфузоры по внутреннему. 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что нагнетатели воздуха выполнены в виде вентиляторов, установленных по направлению потока воздуха за конфузорами. 5. Устройство по пп. 3 и 4, отличающееся тем, что выходное сечение каждого конфузора выполнено прямоугольным и его ось смещена относительно оси соответствующего цилиндра на величину радиуса последнего.