АВТОМОБИЛЬНО-ВОДИТЕЛЬСКИЙ ВЕТРОГЕНЕРАТОР Российский патент 2010 года по МПК F03D9/00 B60K16/00 

Изобретение относится к энергетике, в частности к выработке электрической энергии с использованием ветровых потоков, получаемых как естественным, так и искусственным путем при установке на крышу кузова автомобиля ветрогенератора.

Наиболее близкой конструкцией, принятой за прототип, является ветрогенератор типа «АВЭС-01», который не имеет в своем составе башни, его ветроколесо (пропеллер) насажено непосредственно на вал электрогенератора, а установка ветроколеса по направлению ветра обеспечивается за счет аэродинамического руля (хвоста). Энергия накапливается в аккумулированной батарее.

Недостатком известной конструкции является то, что нет достаточно надежного управления при различных штормовых ветровых потоках, особенно больших на достаточно большой высоте, из-за чего происходят частые поломки пропеллеров и значительная трудность в случаях их ремонта с установкой на место.

Целью изобретения является получение электрической энергии для самообеспечения работы автомобилей, с установкой ветрогенераторов для работы на их крышах и переведение их с дизельного (бензинового) топлива на электромоторы.

Технический результат - наличие в работе двух видов потоков: ветровых потоков и вихревых потоков, т.е. использование искусственного ветра при движении автомобиля, и естественного ветра на стоянках ночью автомобиля при его поворотах прямо на ветер, при этом обеспечивается получение повышенной электрической энергии для самообеспечения автомобилей, переведенных работать на электромоторы.

Заявленный технический результат достигается тем, что автомобильный ветрогенератор включает ветровые лопасти и установленный на опоре генератор, выполненный в виде закрепленных на неподвижной оси статора-магнита, фланцев, шариковых подшипников и щеток, и вращающегося на ступицах вокруг оси ротора в виде дисков и закрепленной на них многогранной полой призмы с обмотками, прикрепленными к призме изнутри, лопасти закреплены болтами или другим видом съемного закрепления на гранях призмы под углом к ним с возможностью их поворота на 90 градусов и имеют пружины, один конец которых соединен с лопастью, а второй прикреплен к грани призмы, причем пружины подобраны таким образом, чтобы обеспечить при штормовом ветре поворот лопастей до положения, при котором их поверхности плотно прижимаются к поверхностям граней призмы, неподвижная ось выполнена в виде трубы с отверстием для выхода концов электропроводки наружу, перед призмой присоединена коническая насадка, а перед ней - расположенный под углом козырек, закрепленный за кабину.

Кроме того, лопасти на гранях призмы в данном устройстве устанавливаются с закреплением в горизонтальном положении, что укрепляет их устойчивость, а расположение лопастей под углом до 15 градусов с достаточно значительной ометаемой площадью делает их более производительными при действии на них ветровых потоков. Продольная кривизна и форма лопастей с турбулентностью через носовую часть позволяет возникающим вихревым потокам ветра усиливать дополнительно давление ветра на лопасти устройства, вихревой поток ветра усиливается также с козырька. Можно увеличить козырек передней верхней части кузова.

Облегчается сборка и разборка в случае ремонта через «окна» восьмигранной призмы устройства.

Опора для ветрогенератора неподвижна с установкой на нее неподвижной (не вращающейся) оси параллельно движению автомобиля.

Коническая и козырьковая части насадки создает турбулентность, усиливая давление возникающими вихревыми потоками ветра на ометаемую поверхность лопастей.

Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами:

Фиг.1 - Общий вид автомобильно-водительского ветрогенератора - с особым ротором.

Фиг.2 - Неподвижная ось статора с отверстием в канал оси - трубы для электропроводки от концов обмоток через коллектор на щетки и от щеток через названное отверстие наружу к выпрямителю и далее к аккумуляторам.

Фиг.3 - Статор - двухполюсной магнит насажен на ось и скреплен прочно с ней, на эту же неподвижную ось насажены и щетки, фланцы.

Фиг.4 - Ступицы на роликовых подшипниках, скрепленные с многогранными дисками (восьмигранными), вместе вращающиеся вокруг неподвижной оси с шариковыми подшипниками.

Фиг.5 - Болты для закрепления граней призмы к дискам.

Фиг.6 - Коническая насадка и монтаж на неподвижную ось частей устройства:

а) ось устанавливается удлиненными концами на два стола.

б) насаживается на ось фланец и шариковый подшипник задний диск, закрепленный за ступицу, и на диске закреплен коллектор, далее на ось закрепляются щетки, магнит, фланец, передний диск со ступицей, четыре грани с обмотками и проводкой, четыре грани без обмоток, за пружиной закрепляются ветровые лопасти, коническая насадка закрепляется последней, смазанные клеем шурупы закрепляют основание конической насадки за обод переднего диска.

в) ось по концам закрепляется за нужную прочную опору - столы убираются, ненужные концы оси отрезаются и агрегат готов для применения.

Фиг.7 - Вид на призму, когда лопасти прижимаются штормом плотно к граням призмы под углом 90° в направлении к оси. Для наглядности показана упрощенная четырехгранная призма.

Фиг.8 - Лопасти, вид сверху в работе с углом, который должен быть до 15 градусов, а фиг.1 - вид сбоку.

Фиг.9 - Вид на лопасть, когда она прижата к грани призмы штормовым ветром, при сплошной пружине по длине основания лопасти, а также правее изображена форма пружины в продольном виде и поперечном разрезе.

Фиг.10 - Показано образование рабочего угла лопасти, где крепление лопасти к пружине начинается с середины передней стороны грани болтами и до нижнего угла задней стороны грани, где в таком же порядке была закреплена пружина к грани призмы.

Фиг.11 - Поперечный разрез особого ротора с вращающимися частями: дисками на ступицах и коллектором, восьмигранной призмой с обмотками. При этом четыре грани с закреплением на них обмоток, и четыре грани без обмоток. Пружины закрепляются за грани. В первую очередь монтируются грани с обмотками, выполняются одновременно и другие процедуры, через свободные окна, а затем эти окна закрываются монтажом остальных четырех граней. Затем уже лопасти закрепляются к пружинам последними.

Фиг.12 - Вид на пружину, когда она закрепляется сваркой между ее основанием и гранью призмы по частям пружины, но основание единое.

Фиг.13 - Ступица в продольном виде и поперечном разрезе.

Фиг.14 - Возможные виды козырьков, т.е. над кабиной, плюс за счет среза передней части крыши кузова автомобиля.

Фиг.15 - Вид сверху на двойной козырек, где черной полосой отмечено смещение надкабинного козырька по отношению к кузовному при поворотах автомобиля, где стрелками показано смещение вправо или налево.

Фиг.16 - Восьмигранная призма, которая гранями закрепляется только болтами за диски, болтами крепятся лопасти за пружины. Призмы и лопасти могут быть изготовлены также из прочного легкого пластика.

Фиг.17 - Решетчатое ограждение по технике безопасности - «мешок» из прочного и легкого пластика, где открыта свободно только передняя часть решетки для свободного доступа ветровых потоков.

Фиг.18 - Легковой спецавтомобиль, работающий на электромоторе, заправляется аккумуляторами в кузов в достаточном количестве для поездок на дальние расстояния от автомобильно-водительских ветрогенераторов.

Автомобильный ветрогенератор установлен на основании 1 с опорами 2 и содержит неподвижную ось 3 статора с отверстием 4 для электропроводки, которая проходит далее через канал в трубе и наружу, генератор 5, передний и задний диски 6 ободами 6(1), болты 6(2), гайки 6(3), скрепляемые чекой 6(4), отверстия 6(5) в болтах, коническую насадку 7 с основанием 7(1), восьмигранную призму 8 с гранями 8(1), подлежащими покраске, и сторонами 8(2), части пружин 8(3), ступицы 9, скрепленные с двумя дисками и одной с конической насадкой, магнит 10, насаженный на неподвижную ось, подшипники 11, находящиеся внутри ступицы, фланцы 11(а) с задней своей стороны болтами закрепленные с осью неподвижно, шариковые подшипники 11(б) с боковым вращением, установленные между фланцами и ступицами, хомуты 11(1) с выступами для крепления дисков и конической насадки с их ступицами, выступы 11(2), которые вставляются в ниши ступиц для прочного крепления хомутами дисков и конической насадки за ступицы болтами, обмотки 12, концы которых идут к коллектору 13, щетки 14, электропроводку 15 от щеток к выпрямителю через отверстие и канал в неподвижной оси наружу к накопительным аккумуляторам 15(1), ветровые лопасти 16, работающие под углом до 15 градусов, пружину 17, концы которой проходят через грань призмы для соединения с нею сваркой снизу, ветровой флажок 19, указывающий направление ветра, козырек 20, одним концом соединенный с кабиной 20(1), а вторым - с краем крыши кузова подвижно для обеспечения свободных поворотов автомобиля.

Рабочие углы 8 лопастей начинаются от середины передней стороны грани и до нижнего окончания противоположной стороны грани, до 15 градусов.

Генератор 5 состоит из ротора, состоящего из корпуса устройства (многогранная призма, обмотки с проводкой, диски с коллектором) и статора, состоящего из магнита и щеток, фланцев, от которых проводка идет через отверстие в оси и далее наружу.

Ступицы держат весь агрегат и вращаются вместе с особым ротором вокруг неподвижной оси.

На фиг.1, под цифрой 12 показаны обмотки, закрепленные за соответствующие грани призмы снизу. Они монтируются на грани в первую очередь после фланцев и подшипников к ним, а затем монтируются остальные грани, те, которые без обмоток.

Возможен дополнительный, обозначенный пунктиром, второй козырек 20(2) за счет среза передней части кузова под определенным углом.

Решетчатые ограждения устройства 21 по технике безопасности изготовлены из прочного и легкого пластика. Из подобного прочного пластики следует изготовить многогранные призмы и лопасти.

Призма четырехгранная 22 показана только для простейшей наглядности.

На чертежах показаны середина 22(1) стороны грани (показан вид спереди), откуда начинается крепление лопастей и далее до нижнего угла и конца противоположной стороны грани, место 23 крепления пружины, место 23(1) изгиба пружины, 23(2) - пружины в продольном виде и поперечном разрезе, 23(3) - отверстия в пружине для крепления к ней лопастей болтами, 23(4) - основание пружины со своими отверстиями для крепления пружины к грани призмы болтами, 23(5) - поперечный разрез пружины, 24 - крепление обмоток за нижние стороны граней призмы, 25 - крыша кабины автомобиля, 26 - сварка отдельных участков пружины с гранью призмы проходит через толщину грани для сварки, 27 - крепление козырька за кабину, 27(1) - крепление дополнительного козырька за скос кузова наложением, 27(2) -стрелки, указывающие повороты, 27(3) - подвижное перемещение между козырьком и краем крыши кузова при поворотах автомобиля, 28 - аккумулятор в багажнике легкового спецавтомобиля, заряжаемый от ветрогенератора.

Итак, сначала фланец с подшипниками на неподвижную ось насаживается задний диск с коллектором с опорой на ступицу, далее щетки, магнит, передний диск со ступицей, четыре грани с обмотками насаживаются через «окна», затем все остальное, пока они свободны. Затем эти окна закрываются при выполнении всех необходимых работ и на эти окна закрепляются остальные четыре грани призмы, без обмоток. За пружины закрепляются ветровые лопасти, коническая насадка закрепляется последней вместе со своей ступицей, при этом основанием коническая насадка закрепляется за обод переднего диска шурупами, при необходимости смазанными спецклеем для прочности и ввинчиваются, соединяясь с ободом переднего диска.

Для работы ветрогенератора концы обмоток идут к коллектору, от коллектора к щеткам, от щеток переменный ток по проводникам через отверстие и канал в оси поступает на выпрямитель, а с выпрямителя уже постоянный ток поступает в заряжаемые аккумуляторы.

При нахождении автомобиля в движении или на стоянках конусом и козырьком прямо на ветер агрегат работает как самоуправляемый.

Все это дает возможность перевода автомобиля на электротягу постоянно, т.е. на электромотор, а излишнюю впоследствии электроэнергию он должен отдавать на село для работы тракторов, комбайнов и легковых спецавтомобилей при поездках на дальние расстояния для выполнения особо важных задач.

А применение ветрогенератора самоуправляемого с лопастями при ветровых потоках с установкой его на вращающуюся опору и присоединением хвоста также дает электрическую энергию на селе для работы тракторов, комбайнов и легковых спецавтомобилей. Последние нужны особенно для милиции, воинских частей и других служб, когда такие спецавтомобили, загруженные достаточным количеством заряженных аккумуляторов, делают автомобили независимыми от других видов заправок.

Изобретение относится к области энергетики, в частности к выработке электрической энергии с использованием ветровых потоков. Автомобильный ветрогенератор содержит ветровые лопасти и установленный на опоре генератор, выполненный в виде закрепленных на неподвижной оси статора-магнита, фланцев, шариковых подшипников и щеток, и вращающегося на ступицах вокруг оси ротора в виде дисков и закрепленной на них многогранной полой призмы с обмотками, прикрепленными к призме изнутри. Лопасти закреплены болтами или другим видом съемного закрепления на гранях призмы под углом к ним с возможностью их поворота на 90 градусов и имеют пружины, один конец которых соединен с лопастью, а второй прикреплен к грани призмы. Пружины подобраны таким образом, чтобы обеспечить при штормовом ветре поворот лопастей до положения, при котором их поверхности плотно прижимаются к поверхностям граней призмы. Неподвижная ось выполнена в виде трубы с отверстием для выхода концов электропроводки наружу. Перед призмой присоединена коническая насадка, а перед ней - расположенный под углом козырек, закрепленный за кабину. За счет использования ветрового потока, создаваемого при движении автомобиля, и естественного ветра на стоянках автомобиля обеспечивается получение электрической энергии для самообеспечения автомобилей, переведенных работать на электромоторах. 18 ил.

Автомобильный ветрогенератор, включающий ветровые лопасти и установленный на опоре генератор, выполненный в виде закрепленных на неподвижной оси статора-магнита, фланцев, шариковых подшипников и щеток и вращающегося на ступицах вокруг оси ротора в виде дисков и закрепленной на них многогранной полой призмы с обмотками, прикрепленными к призме изнутри, лопасти закреплены болтами или другим видом съемного закрепления на гранях призмы под углом к ним с возможностью их поворота на 90° и имеют пружины, один конец которых соединен с лопастью, а второй прикреплен к грани призмы, причем пружины подобраны таким образом, чтобы обеспечить при штормовом ветре поворот лопастей до положения, при котором их поверхности плотно прижимаются к поверхностям граней призмы, неподвижная ось выполнена в виде трубы с отверстием для выхода концов электропроводки наружу, перед призмой присоединена коническая насадка, а перед ней - расположенный под углом козырек, закрепленный за кабину.