ветряная энергетическая установка "каскад"

Формула изобретения

Ветряная энергетическая установка, включающая воздухоприемник в виде конусной трубы, флюгер, генераторы, отличающаяся тем, что в конусной трубе дополнительно установлены волнообразные каналы, направляющие массу воздуха на каждую пневмотурбину, лопасти которой выполнены вертикальными в форме полуэллипсов, при этом пневмотурбины по размеру расположены в конусной трубе по нарастающей, а генераторы выполнены округлыми.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области альтернативных источников энергии, а именно к ветроэнергетике и может быть использовано для получения электрической энергии для небольших поселков, фермерских хозяйств, геологических станций, экспедиций и т.д.

Известен ветроагрегат, содержащий вертикальный вал с закрепленными на нем кронштейнами с поворотными лопастями (SU 1377448 A1, F03D 3/02, 29.02.88). К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известного устройства относится то, что в известном устройстве при вращении ротора рабочая лопасть, воспринимающая ветровой поток, находится в положении наибольшего ветрового давления (перпендикулярно ветру) очень короткое время. В остальных положениях лопасти давление на нее ветра резко падает. Большие поверхности лопастей создают при закрытии большие динамические нагрузки. Применение фрикционного планетарного механизма ограничивает мощность, передаваемую ветроагрегатом на генератор. При попытке увеличить мощность ветроагрегата масса и инерционные нагрузки возрастают настолько, что становится нецелесообразно его использование. Все вышесказанное дает основание утверждать, что известное устройство будет иметь невысокую мощность и эффективность.

Известна также аэростатическая ветроустановка (заявка RU 94005792 A1, 20.11.1995, Павлюков В.Д., Самсонов В.А., Самсонов А.В.). Аэростатическая ветроустановка состоит из аэростата, по оси которого выполнен сквозной профилированный канал с размещенными в нем ветроэлектрогенераторами и спрямляющими поток устройствами, кабель-троса, соединяющего аэростат с наземной кабельной лебедкой.

Недостатком известной конструкции является необходимость установки ее на возвышениях и открытом пространстве, низкий КПД, а также сложность конструкции.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является воздушная ловушка (патент RU 2263817 С1 от 10.11.2005 г., авторы Какваев Ю.Ц., Айгунов Г.А.), которая включает воздухоприемник, ветроэлектрогенераторы, при этом воздухоприемник выполнен в виде конусообразной трубы, на котором установлен флюгер, улавливающий направление воздушных масс. Сам воздухоприемник закреплен на платформе, установленной на вращательной станине, а в основании каждого генератора имеются регулировочные кронштейны.

Недостатком является недостаточно высокий КПД и неполное использование энергии воздушного потока.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы установки.

Технический результат заключается в концентрированном направлении массы воздуха на каждую пневмотурбину.

Сущность предлагаемого изобретения в том, что ветряная энергетическая установка, включающая воздухоприемник в виде конусной трубы, флюгер, генераторы, отличается тем, что в конусной трубе дополнительно установлены волнообразные каналы, которые концентрируют и направляют массу воздуха на каждую пневмотурбину, лопасти которой выполнены вертикальными в форме полуэллипсов, при этом они по размеру расположены по нарастающей, а генераторы выполнены округлыми.

На фигуре изображена схема ветряной энергетической установки, где: флюгер - 1, конусная труба - 2, волнообразный канал - 3, поворотная станина - 4, генераторы - 5, пневмотурбины - 6.

Устройство работает следующим образом. Флюгер (1) улавливает направление воздушных масс, которые концентрируются в волнообразных каналах (3). Воздухоприемник в виде конусообразной трубы (2), находясь в свободном вращении благодаря поворотной станине (4), разворачивается по направлению движения воздушных масс. Поток воздуха, попав в улавливатель, приводит в движение лопасти пневмотурбин (6) генераторов (5). Таким образом, происходит выработка и накопление электроэнергии.

Расположение пневмотурбин в конусной трубе по нарастающей позволяет им работать одинаково эффективно, так как воздушный поток направлен прямо на лопасти пневмотурбин, к каждой с одинаковой силой.

Предлагаемое устройство обладает более высоким КПД по сравнению с аналогичными.