АЭРОЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Российский патент 2008 года по МПК F03D3/00 

Прелагаемое изобретение относится к ветряным двигателям, в частности к таким, у которых ось вращения ротора перпендикулярна направлению ветра.

Известен, например, ветродвигатель по а.с. №1211448, кл. F03D 1/04, в башне которого установлен поворотный аппарат, направляющий попавший в окна башни поток ветра вверх к ветроколесу. Ветроколесо установлено на вертикальном валу, передающем вращение на вал электрогенератора.

К недостаткам известного ветродвигателя следует отнести громоздкость и сложность конструкции, что значительно снижает и общий КПД устройства и ресурс его работы.

Известен также ветроэлектрический агрегат по а.с. №1307087, кл. F03D 1/04, содержащий концентратор энергии ветра, направляемого на ветроколесо, воздействующее на электрогенератор.

Однако эффективность концентратора энергии в известном агрегате невысока, поскольку часть потока воздуха проходит с боков и сверху ветроколеса, не работая.

По совокупности сходных существенных признаков наиболее близким к заявленному техническому решению можно отнести изобретение «Ветроэлектростанция» по патенту РФ №2062353, МПК F03D 3/00.

Известная ветроэлектростанция (аэроэлектростанция) содержит вертикальную аэродинамическую (вытяжную) трубу, установленную на горловине конического шатра, являющегося концентратором воздушного потока. В трубе размещено ветроколесо, кинематически связанное с генератором тока, а в нижней части трубы смонтировано устройство для направления в нее части наземных ветров, выполненное в виде размещенного внутри шатра конуса с вогнутой поверхностью, соединенной с внутренней поверхностью шатра вертикальными перегородками, образующими направленные в трубу сужающиеся воздушные каналы.

К достоинствам известной аэроэлектростанции относится то, что повышение эффективности ее работы достигается путем увеличения скорости, а не объема воздушного потока, воздействующего на лопасти ветроколеса (турбины), что позволяет улучшить весогабаритные характеристики как самой турбины, так и станции в целом. Однако конструктивное решение этой задачи представляется достаточно сложным, приводящим к повышенным затратам при изготовлении станции и при ее монтаже на месте эксплуатации. Проблематичным представляется также возможность наращивания ее мощности путем ярусной установки ветроколес в вытяжной трубе, поскольку при этом повышается центр тяжести трубы, что нежелательно из-за возможного ее разрушения под воздействием внешней ветровой нагрузки.

Перед заявленным изобретением была поставлена задача создать конструктивно простую и технологичную в изготовлении аэроэлектростанцию, по отдаваемой мощности рассчитанную на ее вариантное изготовление из унифицированных узлов и элементов.

Поставленная задача решается тем, что предложена аэроэлектростанция, содержащая вертикальную аэрдинамическую трубу, снабженную турбиной, генератором тока и размещенным в нижней части трубы устройством для направления в нее части наземных ветров.

Новым в предложенной аэроэлектростанции является то, что она снабжена дополнительными вертикальными трубами, трубы соединены между собой в единый комплекс смонтированными на них кольцами жесткости и продольными штангами по внешнему кругу колец.

Другой особенностью предложенной аэроэлектростанции является то, что устройство для направления части наземных ветров выполнено в виде дефлектора, смонтированного поворотно и снабженного боковым оперением, обеспечивающим его вращение.

Технический результат заявленного устройства заключается в упрощении его конструкции, упрощении изготовления на производстве и монтажа на месте эксплуатации, а также в расширении возможностей по изготовлению аэроэлектростанций различной мощности, соответствующей конкретным условиям эксплуатации, из унифицированных узлов и элементов.

На фиг.1 схематически показана аэродинамическая труба, вид сбоку в разрезе, на фиг.2 - комплекс труб аэроэлектростанции, вид сверху.

Вдоль аэродинамической трубы 1 (фиг.1) установлены кольца 2, которые, увеличивая жесткость трубы совместно с продольными штангами 3, закрепленными на внешних окружностях колец 2, позволяют изготовить трубу 1 из коротких отрезков, чем облегчается ее производство и упрощается монтаж.

Каждая из труб 1 приподнята над фундаментом на стойках 4. Внутри трубы смонтирована турбина 5, кинематически связанная с генератором 6 электрического тока. Перед входом в трубу 1 на оси 6, соосно с геометрической осью «О» трубы свободно-поворотно смонтирован дефлектор 7, снабженный флюгерным оперением 8. Вход трубы окружен монорельсом 9, на который опирается, по меньшей мере, один свободно-вращательно смонтированный на дефлекторе ролик 10.

Аэроэлектростанция в сборе имеет комплекс аэродинамических труб 1, каждая из которых связана со смежными трубами с помощью каких-либо соответствующих крепежных элементов 11 (показаны условно), а вместе собранные трубы 1 образуют единый устойчивый комплекс.

Показанная в качестве частного примера на фиг.2 электростанция содержит шесть труб 1. Очевидно, что в конкретном варианте исполнения в зависимости от потребностей мощности количество труб 1 может быть другим.

Показанная на фиг.2 турбина 5 условно изображена только в одной из труб. При этом каждая из турбин 5 может иметь кинематическую связь 12 как с отдельным «своим» генератором 6, так и с общим для всех турбин.

При работе электростанции поток воздуха, протекающий через трубу 1 (фиг.1) и воздействующий на турбину 5, образуется не только за счет перепада давления по высоте трубы, но и за счет наземного ветра, направляемого по стрелкам «А» вверх в трубу дефлектором 7, который самоориентируется на воздухозабор, поворачиваясь вокруг оси «О» под напором ветра на флюгерное оперение 8 дефлектора 7.

Изобретение относится к ветряным двигателям, в частности к таким, у которых ось вращения ротора перпендикулярна направлению ветра. Аэроэлектростанция содержит вертикальную аэродинамическую трубу, снабженную турбиной, генератор тока и размещенное внизу трубы устройство для направления в нее части наземных ветров. Она снабжена также дополнительными вертикальными аэродинамическими трубами, на трубах через расстояние смонтированы кольца жесткости, связанные между собой продольными штангами, при этом трубы соединены между собой в единый комплекс. Кроме того, устройство для направления в трубу части наземных ветров выполнено в виде дефлектора, смонтированного поворотным и снабженного боковыми оперениями, обеспечивающими его вращение. Конструкция проста и технологична в изготовлении, по отдаваемой мощности рассчитана на ее вариантное изготовление из унифицированных узлов и элементов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Аэроэлектростанция, содержащая вертикальную аэродинамическую трубу, снабженную турбиной, генератор тока и размещенное внизу трубы устройство для направления в нее части наземных ветров, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительными вертикальными аэродинамическими трубами, на трубах через расстояние смонтированы кольца жесткости, связанные между собой продольными штангами, при этом трубы соединены между собой в единый комплекс.2. Аэроэлектростанция по п.1, отличающаяся тем, что устройство для направления в трубу части наземных ветров выполнено в виде дефлектора, смонтированного поворотным и снабженного боковыми оперениями, обеспечивающими его вращение.