Ветроэлектрогенератор Российский патент 2023 года по МПК F03D5/06 

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии и, в частности, может быть использовано в качестве ветровых электростанций. Возможно использование изобретения и в гидроэнергетике.

Известна ветроустановка для преобразования ветровой энергии в электрическую, содержащую два паруса, совершающих колебательные движения относительно друг друга и попеременно изменяющих свое сопротивление ветру, при этом она выполнена в виде вертикальных мачт с установленными на их верхних концах парусами и шарнирно закрепленными на основании нижними концами, снабженными устройством для преобразования энергии, причем верхние концы мачт имеют возможность качаться относительно друг друга в противофазе (см. патент RU №2131537 МПК F03D 9/00).

Существенными недостатками данной конструкции ветроустановки являются сложность конструкции, низкая надежность, дороговизна, а также сложность установки и замены ветроустановки при неисправности.

Известен ветрогенератор, содержащий корпус, при этом корпус выполнен сетчатым в виде флюгера, вдоль продольной оси передней цилиндрической части которого горизонтально расположен плоский магнит, на переднем конце которого установлена ветровая ловушка, выполненная в виде боковой поверхности полого усеченного конуса, задняя сторона магнита опирается на диск, за которым установлена пружина, прижимающаяся к задней стороне корпуса, на внутренней стороне цилиндрического корпуса размещена катушка, магнит опирается на опоры с колесами на конце, входящими в прикрепленные к внутренней поверхности цилиндрической части корпуса желобы (см. патент RU №2612484 МПК F03D 5/06).

Основными недостатками данной конструкции ветрогенератора являются большие габариты, сложность конструкции, дороговизна, необходимость постоянного ориентирования ветрогенератора в сторону ветра, в зависимости от амплитуды порывов ветра, а также сложность установки и замены ветрогенератора при неисправности.

Известен ветроэлектрогенератор, выполненный с возможностью установки на платформу и содержащий стержень, выполненный с возможностью совершать колебательные движения под воздействием ветра, катушку и магнит, при этом стержень выполнен из одного или более сегментов, а катушка или магнит связаны через гибкий элемент со стержнем (см. патент RU №2710110 МПК F03D 5/06).

Недостатками данной конструкции ветроэлектрогенератора являются затрудненность установки и сборки ветроэлектрогенераторов на платформе, сложность замены неисправных ветроэлектрогенераторов.

Была поставлена задача на упрощение установки и сборки ветроэлектрогенераторов на платформе и замены неисправных ветроэлектрогенераторов.

Указанная задача решается тем, что в ветроэлектрогенераторе, выполненном с возможностью установки на жесткую или гибкую платформу и содержащий корпус, стержень, выполненный из пружины растяжения или из материала с большим модулем упругости при сжатии, чем при растяжении, с возможностью совершать колебательные движения под воздействием ветра, катушку и магнит, связанный через гибкий элемент со стержнем, стержень установлен на платформе, изготовленной со вставленными слоями токопроводящих материалов, с помощью резьбы или в виде самонарезающего винта, шурупа на наружной поверхности корпуса, и при этом, на корпусе установлены контактные кольца на уровне, соответствующем уровню установки слоев токопроводящих материалов на платформе.

Установка стержня на платформе, изготовленной со вставленными слоями токопроводящих материалов, с помощью резьбы или в виде самонарезающего винта, шурупа на наружной поверхности корпуса, и при этом, установка на корпусе контактных колец на уровне, соответствующем уровню установки слоев токопроводящих материалов на платформе, позволяет расширить возможности установки платформы с ветроэлектрогенераторами на различных поверхностях, упростить установку и сборку ветроэлектрогенераторов на платформе и замену неисправных ветроэлектрогенераторов.

На фиг. 1 схематично изображен продольный разрез ветроэлектрогенератора в изогнутом состоянии стержня, под действием ветра, выполненный из пружины растяжения;

На фиг. 2 схематично изображен продольный разрез ветроэлектрогенератора в изогнутом состоянии стержня, под действием ветра, выполненный из материала с большим модулем упругости при сжатии, чем при растяжении;

На фиг. 3 схематично изображен продольный разрез ветроэлектрогенератора в изогнутом состоянии стержня, под действием ветра, установленного на платформу с встроенными внутрь токопроводящими материалами;

На фиг. 4 схематично изображен продольный разрез ветроэлектрогенераторов в изогнутом состоянии стержней, под действием ветра, установленных на платформу, с встроенными внутрь платформы токопроводящими материалами;

На фиг. 5 схематично изображен вид А на фиг. 4 на платформу, с установленными на ней множеством ветроэлектрогенераторов, в выправленном состоянии стержней, в момент отсутствия ветра;

На фиг. 6 схематично изображена стойка, с установленными на ней ветроэлектрогенераторами 1.

Ветроэлектрогенератор 1 содержит магнит 2, находящийся внутри втулки 3 и катушки 4, которые находятся внутри корпуса 5 и прикреплены на жесткой или гибкой платформе 6. Магнит 2 соединен со стержнем 7 через гибкий элемент 8. Стержень 7 может быть выполнен из пружины растяжения или из материала с большим модулем упругости при сжатии, чем при растяжении, например, из полимерных материалов, эластомеров. При выполнении стержня 7 из пружины растяжения или из материала с большим модулем упругости при сжатии, чем при растяжении, при изгибе стержня 7 от действия ветра, длина осевой линии стержня 7 увеличится, по сравнению с длиной осевой линии стержня 7 в выпрямленном состоянии. Наружная форма и конфигурация стержня 7 может быть различной.

Возможно изготовление корпуса 5 с резьбой на наружной поверхности или в виде самонарезающего винта, шурупа (варианты условно не показаны), для облегчения установки на платформу 6.

Платформа 6 изготовлена со вставленными слоями токопроводящих материалов 9. При этом, на корпусе 5 установлены контактные кольца 10 на уровне, соответствующем уровню установки слоев токопроводящих материалов 9, на платформе 6. Ветроэлектрогенераторы 1 устанавливаются на такую платформу 6, вдавив или забив, или закрутив ветроэлектрогенераторы 1, если корпуса 5 выполнены с резьбой на наружной поверхности или в виде самонарезающего винта, шурупа (варианты условно не показаны).

Возможна установка ветроэлектрогенераторов 1 на стойке 11, в виде дерева, или на иные поверхности, например, на стенах, крышах зданий, домов и сооружений.

Наиболее приоритетно изготовление и использование ветроэлектрогенераторов 1, общей длиной, примерно, от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров.

Ветроэлектрогенератор работает следующим образом.

В безветрие стержень 7 находится в вертикальном положении. Когда возникает ветер, стержень 7, под воздействием ветра, совершает колебательные движения, изгибаясь в разные стороны, в зависимости от направления ветра. Стержень 7, выполненный из пружины растяжения или из материала с большим модулем упругости при сжатии, чем при растяжении, все время будет стремиться выпрямиться. При этом, гибкий элемент 8 будет перемещать магнит 2 внутри втулки 3 и катушки 4. Возвратно поступательные движения магнита 2, внутри катушки 4, будут возбуждать электрический ток в катушке 4, откуда ток будет передаваться через контактные кольца 10 на корпусе 5 во вставленные слои токопроводящих материалов 9 на платформе 6, и далее, для преобразования и передачи потребителю.

Возможность осуществления изобретения и обеспечения при этом технического результата, выражающегося в упрощении установки и сборки ветроэлектрогенераторов на платформе и замены неисправных ветроэлектрогенераторов, подтверждена приведенными чертежами и описанием ветроэлектрогенератора.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроэлектрогенератор выполнен с возможностью установки на жесткую или гибкую платформу. Содержит корпус, стержень, выполненный из пружины растяжения или из материала с большим модулем упругости при сжатии, чем при растяжении, с возможностью совершать колебательные движения под воздействием ветра, катушку и магнит, связанный через гибкий элемент со стержнем. Стержень установлен на платформе, изготовленной со вставленными слоями токопроводящих материалов, с помощью резьбы или в виде самонарезающего винта, шурупа на наружной поверхности корпуса. На корпусе установлены контактные кольца на уровне, соответствующем уровню установки слоев токопроводящих материалов на платформе. Техническим результатом является упрощение установки и сборки ветроэлектрогенераторов на платформе и замены неисправных ветроэлектрогенераторов. 6 ил.

Ветроэлектрогенератор, выполненный с возможностью установки на жесткую или гибкую платформу и содержащий корпус, стержень, выполненный из пружины растяжения или из материала с большим модулем упругости при сжатии, чем при растяжении, с возможностью совершать колебательные движения под воздействием ветра, катушку и магнит, связанный через гибкий элемент со стержнем, отличающийся тем, что стержень установлен на платформе, изготовленной со вставленными слоями токопроводящих материалов, с помощью резьбы или в виде самонарезающего винта, шурупа на наружной поверхности корпуса, и при этом на корпусе установлены контактные кольца на уровне, соответствующем уровню установки слоев токопроводящих материалов на платформе.