Роторная воздушно-водяная энергетическая установка Российский патент 2024 года по МПК F03D9/30 F03D7/04 

Предлагаемое изобретение относится к энергетическим установкам преобразования энергии воды, а именно к энергетическим установкам с регулируемой мощностью.

Известны водяные мельницы - гидроэнергетические установки с радиальными лопастями на ободе колеса. http/patiah.ru «Энциклопедия технологий и методик», Статья «Водяная мельница».

Недостаток известных гидроэнергетических устройств низкая величина вырабатываемой энергии из-за высоких значений сил сопротивления вследствие конструктивных недостатков.

Наиболее близким техническим решением является роторная ветроэнергетическая установка «МИРО» по Патенту Украины № 98675 «Роторная ветроэнергетическая установка «МИРО» с постоянной максимальной мощностью», 2015 г. для обеспечения постоянной мощности имеет цилиндрический ротор с валом, связанный через цепную передачу с электрогенератором, в прорези цилиндра ротора свободно вставлены плоские лопасти свободно вращающиеся на валу установленного параллельно ведущему валу ротора закрепленном на механизме его перемещения в вертикальной плоскости что регулирует площадь парусов соответственно мощности.

Недостатками известной ветроэнергетической установки является сложность конструкции приводящая к снижению надежности.

Цель предлагаемого изобретения является повышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что ротор состоит из трех секций: первая секция, где ведущий вал со звездочкой цепью связан с электрогенератором; вторая секция состоит из закрепленных серединой друг к другу и перпендикулярно оси вала ротора не менее четырех труб с равными углами между осями при этом, первая труба серединой соединена к торцу ведущего вала первой секции, а крайняя труба соединена серединой к середине предыдущей трубы и с противоположной стороной к торцу хвостовика третьей секции ротора, в трубы вставлены штоки с верхними перекладинами парусов на обоих торцах и с нижними перекладинами парусов, закрепленных на внешней поверхности концов труб.

Предлагаемое изобретение устроено следующим образом.

Первая секция с ведущий валом 1 ротора со звездочкой 2 кинематически связанной цепью 3 с электрогенератором 4 установленного на плоту 5.

Вторая секция ротора состоит из закрепленных серединой друг-другу последовательно и перпендикулярно оси к торцу ведущего вала 1 первой секции ротора первой полой трубы 6 и последовательно серединой соединенных с равными углами между осями трубами 7 и последняя полая труба 8 соединена с торцом хвостовика 9 вала ротора являющейся третьей секцией.

В трубы 6, 7 и 8 вставлены свободно штоки 10 с поперечинами 11 паруса 12 установленных на

внешних торцах штоков 10, а нижние поперечины 13 паруса 12 к внешней поверхности торцевой части труб 7.

Ведущий вал 1 первой секции и хвостовик 9 третьей секции установлены на подшипниковые узлы 14 плота 5.

На фиг. 1 - принципиальная схема; фиг. 2 - сечение А-А по оси труб и фиг. 3 - разрез первой трубы 6 в сборе со штоком 10 и с парусом12 с поперечинами 11 и 13.

Предлагаемое изобретение работает следующим образом.

Для расчета углов поворота при вращении ротора по часовой стрелке за 0 (ноль) град. принята верхняя точка вертикальной плоскости по оси ведущего вала ротора 2.

Плот 4 установлен в водоем с движущимся потоком воды.

Рабочий сектор с 90 град до 270 градусов оборота ротора.

В Секторе от 90 до 270 градусов оборота ротора штоки 10 под воздействием собственного веса перемещаются вниз по полым трубам 6 одновременно разворачивая паруса 12 верхние перекладины 11 которых прикреплены к торцам штоков 10, а нижние 13 прикреплены к полым трубам 6 и в секторе от 135 до 225 градусов оборота ротора расправляются до максимальных размеров, соответственно площади, одновременно паруса 12 в секторе от 315 до 24 градусов оборота ротора имеют минимальную площадь.

Максимальный крутящий момент Мкр. мах при 180 градусах равен:

Мкр.мах = Sп.макс. × ДВ(Н/м²) × (½ Длина полой трубы + ½ Длина штока). (1)

Минимальный крутящий момент Мкр. мин при 360 градусах равен:

Мкр.мах = Sп.мин. × ДВ(Н/м²) × ½ Дл. полой трубы (2),

где: Sп - площадь пруса, м²; ДВ - давление потока воды в Н/м².

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает повышение надежности за свет упрощения конструкции использующей силу тяжести движущихся узлов для выдвижения штоков, соответственно для увеличения рычага приложения сил.

Изобретение относится к установкам, вырабатывающим механическую энергию из возобновляемых источников энергии, использующих энергию движущейся воды и ветра. В устройстве на ведущем валу установлены паруса, ротор состоит из трех секций: первая секция, где ведущий вал со звездочкой цепью связан с электрогенератором; вторая секция состоит из закрепленных серединой друг к другу и перпендикулярно оси вала ротора не менее четырех труб с равными углами между осями, при этом первая труба серединой соединена к торцу ведущего вала первой секции, а крайняя труба соединена серединой к середине предыдущей трубы и с противоположной стороной к торцу хвостовика третьей секции ротора, в трубы вставлены штоки с верхними перекладинами парусов на обоих торцах и с нижними перекладинами парусов, закрепленных на внешней поверхности концов труб. Техническим результатом является повышение надежности. 3 ил.

Роторная воздушно-водяная энергетическая установка с постоянной мощностью с цилиндрическим ротором с ведущим валом, связанным через цепную передачу с электрогенератором, отличающаяся тем, что на ведущем валу установлены паруса, ротор состоит из трех секций: первая секция, где ведущий вал со звездочкой цепью связан с электрогенератором; вторая секция состоит из закрепленных серединой друг к другу и перпендикулярно оси вала ротора не менее четырех труб с равными углами между осями, при этом первая труба серединой соединена к торцу ведущего вала первой секции, а крайняя труба соединена серединой к середине предыдущей трубы и с противоположной стороной к торцу хвостовика третьей секции ротора, в трубы вставлены штоки с верхними перекладинами парусов на обоих торцах и с нижними перекладинами парусов, закрепленных на внешней поверхности концов труб.