ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ СООРУЖЕНИЕ Российский патент 2016 года по МПК F03D5/02 F03D7/04 

Ветроэнергетическое сооружение относится к области малой энергетики, недоступной потребителю, а именно к установкам по использованию ветровой энергии. Известен ряд устройств по выработке электроэнергии теплом и солнца.

К аналогу (прототипу) изобретения можно отнести крыльчатый ветродвигатель, установленный в вытяжном воздуховоде, выполненном поворотным и смонтированном на опоре в вертикальном положении с возможностью установки в автоматическом режиме навстречу воздушной массе (см. RU патент №2435070, кл. F03D 9/00, 2006).

Недостатком прототипа является то, что ветродвигатель использует поступающую энергию ветра на площадь ветроколеса, в среднем, с коэффициентом 0,30.

Задача изобретения - обеспечение возможности ветроэнергетического сооружения для массового использования в местах, недоступных для подсоединения к электросети общего пользования потребителю электроэнергии увеличением коэффициента полезного действия сооружению.

Данная задача решена ветроэнергетическим сооружением, оборудованным ветродвигателем лопастного типа, лопасти которого получают давление ветра под углом к рабочим поверхностям. На вертикально расположенной опоре установлена ось в вертикальном положении. На ось смонтирован приводной рабочий орган, состоящий из рамы, с возможностью поворота рамы вокруг оси. На ось установлен передний приводной шкив на два посадочных места приводных ремней. На другом конце рамы установлена ось в вертикальном положении с устройством натяжения ремня. На ось установлен приводной шкив. Приводные шкивы между собой соединены бесконечным приводным ремнем. На бесконечный приводной ремень снаружи в вертикальном положении установлены лопасти на шарнирах с возможностью поворота в горизонтальное положение и установлены с интервалом между собой. Лопасти имеют полки, опирающиеся на пластину П-образной формы, установленную сзади лопастей переднего ряда, вдоль рамы в вертикальном положении и горизонтальными стенками наружу. На раме под рабочим углом А к пластине установлена флюгарка. На раме установлен электрогенератор с ведомым шкивом и соединенным приводным бесконечным ремнем с передним приводным шкивом на два посадочных места приводных ремней. Спереди сооружение и лопасти защищены от движения ветра ширмой, смонтированной на раме.

На фиг. 1 изображено ветроэнергетическое сооружение с ветродвигателем лопастного типа, вид сбоку. Показан привод рабочего органа и электрогенератора разрезом пластины. Показан привод рабочего органа, расположенного на другом конце рамы разрезом пластины. На фиг. 2 изображена пластина с вертикальной поверхностью и горизонтальными стенками, вид сбоку. На фиг. 3 изображено ветроэнергетическое сооружение с ветродвигателем лопастного типа, вид сверху. Показана схема движения ветра на пластину, лопасти и флюгарку. Показан угол установки флюгарки относительно пластины. На фиг. 4 изображена лопасть в трехмерном изображении. На фиг. 5 изображена лопасть в рабочем положении, установленная на приводном ремне, на шарнире, и полка лопасти, опирающаяся на пластину, вид сбоку в разрезе. На фиг. 6 изображена лопасть, повернутая в горизонтальное положение, установленная на шарнире, вид сбоку в разрезе.

Ветроэнергетическое сооружение оборудовано ветродвигателем лопастного типа. На вертикально расположенной опоре 1 установлена ось 2 в вертикальном положении. На ось 2 смонтирован приводной рабочий орган, состоящий из рамы 3, с возможностью поворота рамы 3 вокруг оси 2. На ось 2 установлен приводной шкив 4 на два посадочных места бесконечных приводных ремней 8 и 17. На другом конце рамы 3 установлена ось 5 в вертикальном положении с устройством 6 натяжения бесконечного приводного ремня 8. На ось 5 установлен приводной шкив 7. Приводные шкивы 4 и 7 между собой соединены бесконечным приводным ремнем 8. На бесконечный приводной ремень 8 снаружи в вертикальном положении установлены лопасти 9 на шарнирах 10 с возможностью поворота в горизонтальное положение и установлены с интервалом между собой. Лопасти 9 имеют полки 11, опирающиеся на пластину 12 П-образной формы, установленную сзади лопастей 9 переднего ряда на раме 3, вдоль рамы 3, в вертикальном положении и горизонтальными стенками 13 наружу. Под рабочим углом А к пластине 12 установлена флюгарка 14. На раме 3 установлен электрогенератор 15 с ведомым шкивом 16 и соединенным бесконечным приводным ремнем 17 с приводным шкивом 4 рабочего органа. Спереди сооружение и лопасти 9 защищены от движения ветра ширмой 18, смонтированной на раме 3.

Ветроэнергетическое сооружение работает следующим образом.

При движении ветра флюгарка 14 устанавливается по ходу движения ветра, обеспечивая эффективный прием давления ветра, направленного под рабочим углом к вертикальной поверхности пластины 12 и лопастям 9 переднего ряда. Образуется эффект парусности пластиной 12. Создается зона повышенного давления, способствующая более полному использованию энергии ветра, двигающегося по вертикальной поверхности и между горизонтальными поверхностями стенок 13 пластины 12. Создается образование плотной воздушной среды, снижающей торможение между трущимися поверхностями при перемещении лопастей 9 вдоль пластины 12. При приеме давления ветра пластиной 12 и после прохождения лопастями 9 изгиба по окружности переднего шкива 4, лопасти 9 переднего ряда поочередно входят в рабочую зону давления ветра, где занимают рабочее положение между вертикальной и горизонтальными поверхностями стенок 13 пластины 12. Пластина 12 воздействует на полки 11 лопастей 9, обеспечивая перпендикулярное положение лопастей 9 к вертикальной поверхности пластины 12. За счет этого производится толкание лопастями 9 приводного бесконечного ремня 8 и производится вращение приводных шкивов 4 и 7 и ведомого шкива 16 электрогенератора 15 приводным бесконечным ремнем 17 до прекращения действия пластины 12 на полки 11 лопастей 9 и поочередного выхода лопастей 9 переднего ряда из рабочей зоны давления ветра. При приеме давления ветра пластиной 12 пластина 12 преграждает движение ветра за пластиной 12, образуя зону, снижающую сопротивление воздухом движению заднего ряда лопастей 9. От воздействия массы лопастей 9, они поворачиваются на шарнирах 10 в горизонтальное положение, за счет отставания от скорости движения ремня 8 и препятствия массы встречного воздуха. Спереди сооружение и лопасти 9 защищены от движения ветра ширмой 18, что не создает препятствий движению лопастей 9 по приводному шкиву 4.

Техническим эффектом сооружения является совокупность отличительных существенных признаков, создающих возможность увеличить коэффициент полезного действия сооружения.

Изобретение относится к установкам по использованию ветровой энергии. Ветроэнергетическое сооружение оборудовано ветродвигателем лопастного типа. Лопасти получают давление ветра под углом к рабочим поверхностям. На вертикально расположенной опоре установлена ось в вертикальном положении. На ось смонтирован приводной рабочий орган, состоящий из рамы, с возможностью поворота рамы вокруг оси. На ось установлен передний приводной шкив на два посадочных места приводных ремней. На другом конце рамы установлена ось в вертикальном положении с устройством натяжения ремня, на ось установлен приводной шкив. Приводные шкивы между собой соединены бесконечным приводным ремнем. На бесконечный приводной ремень снаружи в вертикальном положении установлены лопасти на шарнирах с возможностью поворота в горизонтальное положение и установлены с интервалом между собой. Лопасти имеют полки, опирающиеся на пластину П-образной формы, установленную сзади лопастей переднего ряда вдоль рамы в вертикальном положении и горизонтальными стенками наружу. На раме под рабочим углом А к пластине установлена флюгарка. На раме установлен электрогенератор с ведомым шкивом и соединенным приводным бесконечным ремнем с передним приводным шкивом на два посадочных места приводных ремней. Спереди сооружение и лопасти защищены от движения ветра ширмой, смонтированной на раме. Изобретение направлено на более полное использование энергии ветра и снижение торможения между трущимися поверхностями. 6 ил.

Ветроэнергетическое сооружение, содержащее ветродвигатель, отличающееся тем, что сооружение оборудовано ветродвигателем лопастного типа, лопасти которого получают давление ветра под углом к рабочим поверхностям, на вертикально расположенной опоре установлена ось в вертикальном положении, на ось смонтирован приводной рабочий орган, состоящий из рамы, с возможностью поворота рамы вокруг оси, на ось установлен передний приводной шкив на два посадочных места приводных ремней, на другом конце рамы установлена ось в вертикальном положении с устройством натяжения ремня, на ось установлен приводной шкив, приводные шкивы между собой соединены бесконечным приводным ремнем, на бесконечный приводной ремень снаружи в вертикальном положении установлены лопасти на шарнирах с возможностью поворота в горизонтальное положение и установлены с интервалом между собой, лопасти имеют полки, опирающиеся на пластину П-образной формы, установленную сзади лопастей переднего ряда вдоль рамы в вертикальном положении и горизонтальными стенками наружу, на раме под рабочим углом А к пластине установлена флюгарка, на раме установлен электрогенератор с ведомым шкивом и соединенным приводным бесконечным ремнем с передним приводным шкивом на два посадочных места приводных ремней, а спереди сооружение и лопасти защищены от движения ветра ширмой, смонтированной на раме.