RU111206U1 - Резервуарный ветрогидравлический преобразователь - Google Patents

Резервуарный ветрогидравлический преобразователь Download PDF

Info

Publication number
RU111206U1
RU111206U1 RU2011115547/06U RU2011115547U RU111206U1 RU 111206 U1 RU111206 U1 RU 111206U1 RU 2011115547/06 U RU2011115547/06 U RU 2011115547/06U RU 2011115547 U RU2011115547 U RU 2011115547U RU 111206 U1 RU111206 U1 RU 111206U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
generator
wind
shaft
switching
control unit
Prior art date
Application number
RU2011115547/06U
Other languages
English (en)
Inventor
Станислав Алексеевич Воробьев
Виктор Викторович Беляев
Original Assignee
Станислав Алексеевич Воробьев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Станислав Алексеевич Воробьев filed Critical Станислав Алексеевич Воробьев
Priority to RU2011115547/06U priority Critical patent/RU111206U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU111206U1 publication Critical patent/RU111206U1/ru

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy

Abstract

1. Резервуарный ветрогидравлический преобразователь, содержащий ветрогенератор, генератор, блок коммутации и управления, снабженный кнопкой подключения внешнего источника тока - ветрогенератора, кнопкой подключения внешних потребителей энергии, кнопкой запуска и кнопкой останова устройства, отличающийся тем, что инерционный маховик выполнен в виде реактивной гидротурбины на основе Сегнерова колеса с положительной обратной связью по мощности и размещен в резервуаре с водной средой, на валу реактивной гидротурбины размешена крыльчатка для подъема водной среды в реактивную гидротурбину. ! 2. Резервуарный ветрогидравлический преобразователь по п.1, отличающийся тем, что ветрогенератор через блок коммутации и управления последовательно присоединен к контроллеру, аккумулятору и инвертору, выход которого присоединен к блоку коммутации и управления, выход которого подсоединен к цепи питания электродвигателя, вал которого через обгонную муфту соединен с валом реактивной гидротурбины. ! 3. Резервуарный ветрогидравлический преобразователь по п.1, отличающийся тем, что вал реактивной гидротурбины подсоединен к генератору через кинематическую цепь, состоящую из шкива реактивной гидротурбины, ременной передачи и шкива вала генератора, цепь генератора подключена к блоку коммутации и управления, а тахометр, размещенный на валу генератора, присоединен цепью управления с блоком коммутации и управления.

Description

Область применения.
Полезная модель относится к устройствам преобразования энергии ветра и водной среды в энергию механического вращения инерционного маховика, выполненного в виде реактивной гидротурбины на основе Сегнерова колеса с положительной обратной связью по мощности и помещенную в резервуар или водоем с водной средой, в электрическую энергию
Уровень техники.
Известен из теории и практики способ преобразования энергии потока ветра или воды в установке, содержащей вертикальный вал с перпендикулярно прикрепленными и диаметрально расположенными через равные углы штангами с лопастями и приспособлением ориентации энергетического потока движущейся среды. (ВОДО-ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, ПАТЕНТ RU 2141576, кл. МПК F03B 17/06. F03D 3/00).
Предлагаемое устройство осуществляет преобразование энергии потоков ветра и воды, и работает внутри этих движущихся сред и/или их приграничных зонах.
При этом элементы устройства, утилизирующие энергию потоков ветра т воды, жестко соединены с общим силовым валом, что взаимно ограничивает извлекаемую мощность.
Способ позволяет утилизировать только усредненную кинетическую энергию потоков воды и воздуха, что существенно ограничивает область своего применения - это энергия ветра и потока воды в реке или энергия приливов на море.
Известно также устройство для преобразования энергии потока воздуха и/или воды, обеспечивающее оптимальную ориентацию в воздушном и/или водном потоке. (УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ПОТОКА СРЕДЫ. ПАТЕНТ RU 2281412, кл. F03D 5/00).
Технический результат заключается в повышении эффективности работы установки за счет обеспечения возможности совместной, согласованной и синхронизированной работы нескольких поворотных лопастей, что приводит к более эффективному использованию энергии потоков среды.
Недостатком этого способа и устройства утилизации энергии потока ветра и/или воды является необходимость применения сложного кинематического механизма, обеспечивающего возможность реализации различных трехмерных циклических траекторий движения функциональных элементов механической системы, что значительно сужает, как функциональное назначение данного механизма, так и область его применения, а также и места размещения устройства в близи потовов водной среды, а именно: река, или прилив на море.
Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является устройство с независимым принципом преобразования энергии потоков ветра и воды при работе на общую нагрузку. (ВЕТРОАГРЕГАТ И ГИДРОАГРЕГАТ ПАТЕНТ RU 2052658, кл. F03D 3/02. F03D 7/06). Данное устройство выбрано за прототип.
Недостатком данного способа и устройства утилизации энергии потоков ветра и воды являются отсутствие компенсации крутящих моментов на валах ветрогенератора и гидрогенератора, что требует технически сложного устройства ориентации их для компенсации крутящих моментов, или жесткой фиксации устройства путем применения растяжек, как для ветрогенератора, так и применение якорей для плавсредства с гидрогенератором.
Устройство технически сложно, требует специальных платформ, а именно: дирижаблей для ветрогенератора и плавучих средств для гидрогенератора, и ограничивается областью своего применения в части мобильности размещения - это преобразование энергия потока реки и/или энергия потока приливов на море.
Общими недостатками, рассмотренных устройств является: техническая сложность синхронизации и согласование динамических характеристик элементов устройства, а также согласование получаемых мощностей энергии из потоков воды и ветра, требует сложных кинематических цепей стабилизации направления на поток, как ветрогенераторов, так и гидрогенераторов, необходимость использования естественных источников потоков водной среды, то есть размещение устройств вблизи с реками или морем.
Указанных недостатков лишено предложенное ниже устройство.
Целью полезной модели является создание устройства для преобразования энергии потока ветра и водной среды в энергию механического вращения инерционного маховика, выполненного в виде реактивной гидротурбины на основе Сегнерова колеса с положительной обратной связью по мощности, в электрическую энергию, упрощение кинематических цепей устройства и применение резервуара для размещения водной среды, что обеспечивает мобильность размещения устройства.
Технический результат: устройство позволяет преобразовывать энергию потока ветра и водной среды в энергию механического вращения инерционного маховика, выполненного в виде реактивной гидротурбины на основе Сегнерова колеса с положительной обратной связью по мощности, в электрическую энергию, упрощает кинематические цепи устройства, позволяет применять резервуар для водной среды, что обеспечивает мобильность размещения устройства.
Реализация полезной модели.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что резервуарный ветро-гидравлический преобразователь содержит ветрогенератор, гидрогенератор, блок коммутации и управления, снабженного кнопкой подключения внешнего источника тока - ветрогенератора, кнопкой подключения внешних потребителей энергии, кнопкой запуска и кнопкой останова устройства, отличающийся тем,
что инерционный маховик, выполнен в виде реактивной гидротурбины на основе Сегнерова колеса с положительной обратной связью по мощности и размещен в резервуаре с водной средой, на валу реактивной гидротурбины размешена крыльчатка для подъема водной среды на высоту Н в реактивную гидротурбину. Ветрогенератор через блок коммутации и управления последовательно присоединен к контроллеру, аккумулятору и инвертору, выход которого присоединен к блоку коммутации и управления, выход которого подсоединен к цепи питания электродвигателя, вал которого через обгонную муфту соединен с валом реактивной гидротурбины, вал реактивной гидротурбины подсоединен к генератору через кинематическую цепь, состоящую из шкива реактивной гидротурбины, ременной передачи и шкива вала генератора, цепь генератора подключена к блоку коммутации и управления, а тахометр, размещенный на валу генератора присоединен цепью управления с блоком коммутации и управления.
Краткое описание чертежей.
На чертеже показана конструктивная схема резервуарного ветро-гидравлического преобразователя, где 1 - Ветрогенератор, 2 - Инвертор, 3 - Аккумулятор, 4 - Контроллер, 5 - Блок коммутации и управления, 6 - Генератор, 7 - Тахометр, 8 - Вал генератора, 9 - Кинематическая цепь, 10 - Шкив генератора, 11 - Ремень, 12 - Электродвигатель, 13 - Вал электродвигателя, 14 - Обгонная муфта, 15 - Шкив электродвигателя, 16 - Вал реактивной турбины, 17 - Резервуар, 18 - Реактивная гидротурбина, 19 - Насадок, 20 - Крыльчатка, 21 - Выход низковольтный блока коммутации и управления, 22 - Выход инвертора, 23 - Цепь генератора, 24 - Цепь тахометра, 25 - Цепь питания электродвигателя, 26 - Кнопка подключения внешнего источника тока, 27 - Кнопка подключения внешних потребителей энергии, 28 - Кнопка запуска устройства, 29 - Кнопка останова устройства. 30 - Цепь внешнего источника тока, 31 - Выход блока коммутации и управления. Н - высота подъема водной среды в реактивную турбину.
Осуществление полезной модели
Резервуарный ветро-гидравлический преобразователь может быть реализован следующим образом. Посредством объединения и преобразования кинетической энергии вращения ветрогенератора и генератора с реактивной гидротурбиной, выполненной в виде Сегнерова колеса с положительной обратной связью по мощности и размещенной в резервуаре с водной средой, в электрическую энергию с накоплением ее на аккумуляторе, с последующим инвертированием в переменны ток.
Такое техническое решение позволяет упростить кинематические механизмы ориентации ветрогенератора и гидрогенератора по потоку, не требует сложных средств стабилизации и синхронизации преобразования накопленной на аккумуляторе электрической энергии, обеспечивает устройству мобильность.
Ветрогенератор может быть применен любого типа, а именно: с вертикальной или с горизонтальной осью вращения ветроколеса, поскольку он носит вспомогательный характер и предназначен для создания необходимой первичной мощности для запуска устройства.
Генератор может быть выполнен на постоянных магнитах, синхронном или асинхронном генераторах, или на основе асинхронного электродвигателя с конденсаторными цепями для обеспечения работы электродвигателя в генераторном режиме.
Реактивная гидротурбина на основе Сегнерова колеса с положительной обратной связью оснащается крыльчаткой для подъема водной среды по цилиндрическому насадку в реактивную гидротурбину на высоту Н, и размещена ниже уровня водной среды в резервуаре.
Работа устройства.
При запуске резервуарного ветро-гидравлического преобразователя объединение полученной электрической энергии в устройстве осуществляется на общем накопителе - аккумуляторной батареи - 3.
Запуск устройства осуществляется путем подачи электрической энергии на пусковой электродвигатель - 12, раскручивающий реактивную гидротурбину - 18 в виде Сегнерова колеса с положительной обратной связью по мощности до возникновения режима авторотации. В режиме авторотации реактивная турбина - 18, за счет выброса рабочего тела - водной среды из сопел, создает крутящий момент, обеспечивающий мощность превышающую потери на преодоление трения скольжения в подшипниках электрогенератора - 6 и затрат на подъем воды в цилиндрическом насадке на уровень Н в реактивную турбину - 18. (Теоретическая механика. - М.: Изд-во Транс. Лит, 2010. - 560 с., Тарасов В.Н., Бояркина И.В., Коваленко М.В., Федорченко Н.П., Фисенко Н.И., стр.308., Раздел 21.7.2. Определение реакций и сил сплошного потока среды в колене трубы.).
Полученная электрическая энергия на генераторе - 6 реактивной гидротурбины - 18, и накопленная на аккумуляторе - 3, преобразуется на инверторе - 4 в переменный ток, далее через блок коммутации и управления - 5 поступает к внешним потребителям. При снижении числа оборотов генератора - 6, сигнал с тахометра - 7, расположенного на валу генератора - 6 поступает на цепь - 25 управления пусковым электродвигателем - 12. Электродвигатель - 12 приводится во вращение и через обгонную муфту - 14 передает на реактивную турбину - 18 типа Сегнерова колеса с положительной обратной связью по мощности дополнительный крутящий момент, обеспечивая необходимую мощность устройства. При достижении устройством расчетной мощности, с тахометра - 7 поступает сигнал по цепи - 24 о прекращении действия крутящего момента пускового электродвигателя - 12, на реактивную гидротурбину - 18, и он отключается.
Устройство переходит в установившийся рабочий режим.

Claims (3)

1. Резервуарный ветрогидравлический преобразователь, содержащий ветрогенератор, генератор, блок коммутации и управления, снабженный кнопкой подключения внешнего источника тока - ветрогенератора, кнопкой подключения внешних потребителей энергии, кнопкой запуска и кнопкой останова устройства, отличающийся тем, что инерционный маховик выполнен в виде реактивной гидротурбины на основе Сегнерова колеса с положительной обратной связью по мощности и размещен в резервуаре с водной средой, на валу реактивной гидротурбины размешена крыльчатка для подъема водной среды в реактивную гидротурбину.
2. Резервуарный ветрогидравлический преобразователь по п.1, отличающийся тем, что ветрогенератор через блок коммутации и управления последовательно присоединен к контроллеру, аккумулятору и инвертору, выход которого присоединен к блоку коммутации и управления, выход которого подсоединен к цепи питания электродвигателя, вал которого через обгонную муфту соединен с валом реактивной гидротурбины.
3. Резервуарный ветрогидравлический преобразователь по п.1, отличающийся тем, что вал реактивной гидротурбины подсоединен к генератору через кинематическую цепь, состоящую из шкива реактивной гидротурбины, ременной передачи и шкива вала генератора, цепь генератора подключена к блоку коммутации и управления, а тахометр, размещенный на валу генератора, присоединен цепью управления с блоком коммутации и управления.
Figure 00000001
RU2011115547/06U 2011-04-21 2011-04-21 Резервуарный ветрогидравлический преобразователь RU111206U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011115547/06U RU111206U1 (ru) 2011-04-21 2011-04-21 Резервуарный ветрогидравлический преобразователь

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011115547/06U RU111206U1 (ru) 2011-04-21 2011-04-21 Резервуарный ветрогидравлический преобразователь

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU111206U1 true RU111206U1 (ru) 2011-12-10

Family

ID=45406117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011115547/06U RU111206U1 (ru) 2011-04-21 2011-04-21 Резервуарный ветрогидравлический преобразователь

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU111206U1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101875516B (zh) 风、光及海潮流清洁能源海水淡化装置
US8994203B2 (en) Hydrokinetic energy conversion system
CN105840410B (zh) 摆翼式海流能发电装置
WO2009111861A1 (en) Submerged generation and storage system (subgenstor)
CN103994017A (zh) 一种利用船身摆动的钟摆发电装置
JP2016166531A (ja) 再生可能エネルギー発電
CN109098917A (zh) 一种海洋能发电装置
CN202690315U (zh) 波浪能转换装置
KR20180087243A (ko) 재생가능 에너지원으로부터 에너지를 생성하는 장치 및 방법
CN104005904A (zh) 岸基聚能式波浪能发电装置
CN201943876U (zh) 半潜式风浪发电装置
GB2462663A (en) Gyroscopic energy converter with rotor accelerated via one way clutch
CN101737240A (zh) 浮子式海浪发电装置
CN102705147B (zh) 波浪能转换装置
RU111206U1 (ru) Резервуарный ветрогидравлический преобразователь
CN205663565U (zh) 摆翼式海流能发电装置
CN103850868A (zh) 一种集群聚能海流的发电系统
KR101043174B1 (ko) 소수력 발전장치
WO2015116016A1 (ru) Энергетическая установка (варианты)
CN103470435A (zh) 一种海浪发电机
WO2010118777A1 (en) Apparatus for generating current from natural and renewable energy
CN103670891B (zh) 一种波浪发电装置
CN206468481U (zh) 波浪动力机构及具有该机构的海洋波浪能发电设备
CN108394528B (zh) 一种漂浮式风浪流混合发电平台
JP6001798B1 (ja) 発電システム及び発電システム用位置エネルギー蓄積装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20111128