Установка для преобразования энергии текучих сред Советский патент 1989 года по МПК F03D9/00 

Изобретение относится к области использования возобновляемых источников энергии ветра и горных рек.

Целью изобретения является повышение мощности установки и концентрация воздушного потока.

На фиг. 1 показана установка, об- ш;ий вид; на фиг. 2 - генератор установки; на фиг.З - то же, продольный разрез; на фиг. 4 - то же, поперечный разрез; на фиг. 5 - устройство ветроколеса и его размещение в улиткообразной вертикальной полости; на фиг. 6 - то же, вид сверху; на фиг.7о- устройство гидротурбины и ее размещение в установке; на фиг. 8 - то же, вид сверху.

Установка для преобразования энергии текучих сред содержит соединенные между собой при помошр вертикаль-, ных валов 1 ветроколесо 2 с лопастями 3, генератор 4 и гидротурбину 5, установленные на тросовой подвеске 6, закрепленной на неподвижном основании (не показано) .

Генератор 4 вьтолнен в виде двух концентрических роторов 7 и 8 противоположного вращения, причем внешний ротор 7 выполнен в виде многополюсника, один из роторов связан с ветро- колесом 2, а другой - с гидротурбиной 5.

Кроме того, установка снабжена улиткообразной вертикальной полостью

ttoiA

ел

4iib СП

00

3151

9, входным и выходным раструбами 10, закрепленными на тросовой подвеске 6 и примыкающими к полости 9 в горизонтальной плоскости, и вытяжным дефлектором 11, закрепленным над полостью 9. Каждая лопасть 3 ветроколеса 2 выполнена из горизонтального и вертикального участков 12 и 13 примыкающих друг к ДРУГУ, а ветроколесо 2 уста- новлено в улиткообразной полости 9.

Установка снабжена также дополнительной улиткообразной полостью 14 с входным раструбом 15, и выходным окном 16 и напорным водоводом 17, гид- ротурбина 5 размещена в дополнительной полости 14, а водовод 17 подключен к полости 14 под гидротурбиной 5 и его выходной.торец выведен в выходное окно 16.

Генератор 4 (см. фиг. 3 и 4) содержит якорь 18 ротора 7, связанный с валом 1, статор 19 с постоянными магнитами, коллектор 20 и второй статор 21. Ротор 8 имеет якорь 22, ко- торый снабжен коллекторными кольцами 23 и щетками 24. Статор 21 также имеет коллекторные кольца 25.

Дефлектор 11 имеет внешнюю ленточную спираль 26 (см. фиг. 1) для под- крутки внешнего набегающего потока воздуха и создания разрежения в полости 9.

Кроме того, установка содержит монтажную лебедку 27 с тросом 28 и -мостиком 29.

Установка работает следующим образом.

Ветроколесо 2 и гидротурбина 5 вращаются при наличии рабочих скорое тей ветра и потока воды.Одновременно вращаются ротор 7 и якорь 22 генератора 4 в противоположные стороны. Одновременно с ротором 7 вращается якорь 18, в обмотках которого в ре- зультате пересечения поля, создаваемого постоянными магнитами статора 19, возбуждается ток, подаваемый на обмотки ротора 7. Магнитное поле, по лученное с помощью ротора 7 в процес се своего вращения и пересечения обмоток статора 21, возбуждает ток в последних. Обмотки якоря 22, вращаяс в противоположном направлении, также пересекают магнитное поле ротора 7 и в них создается электрический ток. При отсутствии ветра якорь 22 заторможен .

В полости 9 ветроколесо 2 воспринимает два воздушных потока. Горизонтальный поток, концентрируемый входным раструбом 10, воспринимают вертикальные участки 13 лопастей 3, а восходящий поток в вытяжном дефлекторе 11 воспринимают горизонтальные участки 12.

Дпя интенсификации вращения гидротурбины 5 к выходному окну 16 подведен водовод 17, по которому под естественным напором подается струя воды, создающая в полости 14 эффект струйного насоса.

Формула изобретения

1.Установка для преобразования энергии текучих сред, содержащая соединенные между собой при помощи вертикальных валов ветроколесо с лопастями, генератор и гидротурбину, установленные на тросовой подвеске, закрепленной на неподвижном основании, отличающаяся тем, что, с целью повьшения мощности, генератор выполнен в виде двух концентрических роторов противоположного вращения,

из которых внешний ротор выполнен в виде многополюсника, и один из роторов связан с ветроколесом, а другой - с гидротурбиной.

2.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью концентрации воздушного потока, она снабжена улиткообразной вертикальной полостью, входньм и выходным раструбами, закрепленными на тросовой подвеске и примыкаюш;ими к полости в го-, ризонтальной плоскости, и вытяжным дефлект-ором, закрепленным сверху над полостью, каждая лопасть ветроколеса вьшолнена из горизонтального и вертикального участков, примыкающих друг

к другу, а ветроколесо установлено в улиткообразной полости.

3.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительной улиткообразной полостью с входным раструбом и выходным окном и напорным водоводом, гиД - рртурбина размещена в дополнительной полости,а водовод подключен к полости под гидротурбиной и его выходной торец выведен в выходное окно.

10

Изобретение относится к области использования возобновляемых источников энергии ветра и горных рек и позволяет повысить мощность установки. Установка содержит соединенные между собой при помощи вертикальных валов ветроколесо (В), генератор и гидротурбину (Г), подвешенные на тросовой подвеске. Генератор выполнен в виде двух концентрических роторов противоположного вращения, из которых внешний ротор выполнен в виде многополюсника, один из роторов связан с В, а другой - с Г. В установлено в улиткообразной полости, к которой примыкают раструбы и дефлектор. Лопасти В выполнены из горизонтального и вертикального участков. Г размещена в дополнительной улиткообразной полости, которая имеет входной для воды раструб и выходное окно и к которой подключен напорный водовод, его выходной торец выведен в выходное окно. Установка одновременно или раздельно использует сконцентрированную энергию ветра и горной реки, преобразуя ее в электрическую энергию. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Фиг.2

21

Фиг.

Раг.5

Фиг.б

fe.7

Фи.8