ЭНЕРГОАГРЕГАТ Российский патент 2000 года по МПК F03D1/00 

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для снабжения энергией автономных потребителей, предприятий и территорий. Все известные ветроустановки построены на принципе использования воздушных потоков. Одни из них работают автономно, когда затраты ветровой энергии в единицу времени полностью используются одним ветроагрегатом, генерирующим единицу энергомощности. Для работы другой подобной установки требуется новая энергия ветра.

Имеются также установки, использующие замкнутую среду, то есть трубу, в которой размещены генераторы, в основе работы которых лежит интегральный способ генерирования.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному автором является устройство по патенту РФ N 2032830 от 22 октября 1991 г. /заявка N 5009930/, из которого следует, что ветроустановка, содержащая несколько секций из последовательно установленных вентилятора и нескольких турбин с генераторами электрического тока, выполнена в виде тора. Недостатком подобной установки является недостаточная механическая мощность турбины, использующей традиционную крыльчатку с известным науке и практике профилем, предназначенным в основном для проталкивания воздушного потока, а также наличием постоянной величины сопротивления /плотности/ воздушного потока в торе.

Целью заявленного изобретения является повышение КПД установки за счет изменения профиля крыльчатки, способной увеличить механическую мощность, а также за счет регулирования величины плотности /давления/ воздушного потока в торе. Поставленная цель достигается за счет такого профиля крыльчатки вентилятора и турбин генераторов, при котором приемная /тыльная/ сторона смонтирована под углом 25 - 35^o относительно направления воздушного потока для плавного и мягкого скольжения потока и увеличения скорости вращения крыльчатки, а подающая выполнена в виде ушной раковины, а также за счет наличия при установке компрессора, с помощью которого регулируется плотность /давление/ воздушного наполнителя тора до оптимального с учетом влажности, химического состава воздушного наполнителя и конструктивных особенностей установки. Данное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия", так как при поиске не обнаружены известные технические решения со сходными признаками.

На фиг. 14 показан вид сверху на один сектор установки; на фиг. 2 - вид продольный; на фиг. 3 - профиль крыльчатки вентилятора и турбины генератора и их положение относительно воздушного потока в торе.

Энергоагрегат состоит из кругового круглого корпуса-тора 1 с фланцевыми соединениями 2. Вентилятор 4 и генераторы с крыльчаткой 5 последовательно монтируются внутри корпуса 1. Крепление вентилятора 4 и генераторов 5 с корпусом 1 осуществляется в трех плоскостях элементами 3. Крепление 3 вентилятора 4 и генераторов 5 с корпусом 1 в верхней части выполняет роль маслопровода 6, а в нижней части 5 на фиг. 2 служит каналом для вывода электропроводки.

На фиг. 1 показан один сектор устройства, состоящий из вентилятора 4 и трех генераторов 5. Круговой агрегат может состоять из трех и более секторов в зависимости от назначения установки.

На корпусе 1 тора устанавливается гнездо 7, через которое с помощью компрессора регулируется величина плотности /давления/ воздушного наполнителя тора.

На фиг. 3 показан профиль крыльчатки вентилятора 4 и генератора 5, а также порядок их монтажа относительно воздушного потока в торе.

Работа энергоагрегата осуществляется следующим образом. Подключенный к работе вентилятор 4, питающийся от любых источников энергии /ветроустановок, дизельных, ГЭС, ТЭЦ, аккумуляторов и т.д./ начинает нагнетать /перемещать/ воздух, находящийся в корпусе 1, на лопасти установленного за вентилятором 4 генератора 5, который, имея крыльчатку как и вентилятор 4, начинает нагнетать /перемещать/ воздух на лопасти следующего генератора. Следующий за показанным на фиг. 1 сектор, состоящий также из вентилятора, питающегося от внешних источников энергии, и трех генераторов с крыльчаткой, подхватывает воздушный поток, поступающий от вентилятора 4 и генераторов 5 на фиг. 1, и способствует дальнейшему продвижению воздушного потока по каналу корпуса установки. В результате того, что вентиляторы и генераторы расположены в замкнутой среде, ограниченной круговым круглым корпусом, образуется замкнутая цепь потока воздуха, то есть генераторы работают принудительно и равномерно.

Увеличение механической мощности турбин генераторов достигается за счет профиля крыльчатки, когда приемная /тыльная/ сторона монтируется под углом 25 - 35^o относительно продольного воздушного потока для плавного и мягкого скольжения потока и увеличения скорости вращения крыльчатки, а подающая сторона крыльчатки имеет вид ушной раковины. В целях исключения эффекта закручивания воздушного потока в виде соленоида крыльчатка вентилятора 4 на фиг. 1,3 имеет разворот относительно продольного воздушного потока, противоположный развороту крыльчатки генераторов 5 на фиг. 1 и 3. По такому же принципу работают и последующие вентиляторы и генераторы.

К тому же крепление 3 вентилятора 4 и генераторов 5 осуществляется в трех плоскостях, что позволяет рассекать воздушный поток и недопускать его закручивания.

Предлагаемое устройство позволяет создать установки с высоким уровнем КПД и надежности.

Установки могут быть использованы на автомобилях, на железнодорожном и водном транспорте, а также как электростанции различной мощности.

Изготовленный из прозрачных материалов корпус 1 позволяет осуществлять как автоматический, так и визуальный контроль за работой установки и его узлов. Выход из строя генератора при решении проблемы разворота лопасти вдоль потока воздуха не допускает выхода из строя всей установки. Замена вышедших из строя генераторов одновременно с заменой части корпуса, состоящего из секций, позволяет сократить продолжительность ремонта до минимума.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и позволяет повысить КПД установки за счет изменения профиля крыльчатки, способного увеличить механическую мощность, а также за счет регулирования с помощью компрессора величин плотности (давления), вязкости и сопротивления воздушного наполнителя тора. Энергоагрегат состоит из кругового круглого корпуса-тора, имеющего не менее трех секций, каждая из которых состоит из вентилятора и трех генераторов с крыльчаткой. Стабильная мощность установки достигается за счет конструктивных особенностей, что выравнивает и делает величину подачи воздушного потока постоянной в любые промежутки времени и на любом участке энергоагрегата. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Энергоагрегат, содержащий не менее трех секций, каждая из которых состоит из последовательно установленных вентилятора и трех генераторов электрического тока и расположенных в замкнутой трубе в виде тора, отличающийся тем, что крыльчатка вентилятора, смонтированная под углом 25 - 35^o относительно воздушного потока, имеет разворот относительно воздушного потока, противоположный развороту крыльчатки генераторов, смонтированный под тем же углом 25 - 35^o относительно воздушного потока наполнителя тора, а плотность (давление) наполнителя тора регулируется компрессором. 2. Энергоагрегат по п.1, отличающийся тем, что приемная (тыльная) сторона крыльчатки вентилятора и генераторов предназначена для плавного и мягкого скольжения потока.