RU184077U1 - ROTARY WIND POWER PLANT FOR VEHICLE - Google Patents
ROTARY WIND POWER PLANT FOR VEHICLE Download PDFInfo
- Publication number
- RU184077U1 RU184077U1 RU2017143498U RU2017143498U RU184077U1 RU 184077 U1 RU184077 U1 RU 184077U1 RU 2017143498 U RU2017143498 U RU 2017143498U RU 2017143498 U RU2017143498 U RU 2017143498U RU 184077 U1 RU184077 U1 RU 184077U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wind wheel
- installation
- diffuser
- air duct
- wind
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 45
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 11
- 108010066114 cabin-2 Proteins 0.000 abstract description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 abstract description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 9
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/30—Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/32—Wind motors specially adapted for installation in particular locations on moving objects, e.g. vehicles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/005—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor the axis being vertical
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/728—Onshore wind turbines
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wind Motors (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к ветряным двигателям, приспособленным для установки в особых местах, в частности, на движущихся объектах, например, на транспортных средствах и может найти широкое применение в автомобилестроении.Задача - повышение эффективности установки путем увеличения ее мощности при упрощении конструкции.Роторная ветроэнергетическая установка (фиг. 1-3) содержит криволинейный аэродинамический обтекатель 1, расположенный на кабине 2, размещенный в обтекателе 1 криволинейный воздуховодный канал 3, выполненный по схеме «диффузор-конфузор-диффузор», размещенное в центре канала 3 ветроколесо 4, установленное на вертикально расположенном валу 5 (роторе) вращения и закрепленное на жесткой конструкции 6. При этом на входе воздуховодного канала выполнен диффузор 7 и установлена скользящая по вертикали шторка 8 для подачи ветрового потока на ветроколесо 4. С валом 5 вращения ветроколеса 4 кинематически связан электрический генератор 9 тока. Вал 5 вращения снабжен также датчиком 10 числа оборотов и тормозами 11 барабанного типа. Генератор 9 соединен с аккумуляторными батареями 12. Имеется устройство 13 управления, выполненное на микроконтроллере, служащее для автоматического управления работой установки и регулирования режимов ее работы и связанное с датчиком 10 и скользящей шторкой 8. Выход воздуховодного канала 3 заканчивается диффузором 14. Ветроколесо 4 выполнено многолопастным с криволинейными лопастями 15 (фиг. 3). Криволинейный воздуховодный канал 3 канал 14 расположен в установке таким образом, чтобы поток воздуха направлялся под углом 45° к ветроколесу 4, снабженному лопастями 15 аэродинамического профиля и установленному в сужающемся центре воздуховодного канала 3 - в конфузоре 16.Выполнение воздуховодного канала по схеме «диффузор-конфузор-диффузор», имеющего профиль в виде наклонной буквы S с расширенными входной и выходной частями с сужением его в конфузор в центральной части, где установлено ветроколесо, заставляет воздушный поток при сниженном динамическом давлении проходить по входной части ускоряться в центральной его части и проходить через многолопастное ветроколесо, раскручивая последнее, и, снова замедляясь в зоне выходного диффузора, регулировать параметры воздушного потока, обеспечивает его работу как сопла, увеличивающего скорость проходящего через него потока воздуха, что повышает мощность установки.Выполнение ветроколеса многолопастным также увеличивает мощность установки Установка на валу ротора датчика числа оборотов позволяет контролировать скорость воздушного потока, а размещение здесь же тормоза барабанного типа дает возможность при необходимости произвести экстренное торможение, что также повышает эффективность установки.Выполнение генератора электрическим упрощает конструкцию, а выполнение устройства управления на микроконтроллере делает работу установки более надежной, а следовательно и более эффективной. 3 ил.The invention relates to wind turbines adapted for installation in special places, in particular, on moving objects, for example, on vehicles, and can be widely used in the automotive industry. The task is to increase the efficiency of the installation by increasing its power while simplifying the design. Rotary wind power installation (Fig. 1-3) contains a curved aerodynamic fairing 1, located on the cabin 2, located in the fairing 1, a curved air duct 3 made according to the scheme "diff “confuser-diffuser pattern”, located in the center of the channel 3 of the wind wheel 4, mounted on a vertically located rotation shaft 5 (rotor) and mounted on a rigid structure 6. At the same time, a diffuser 7 is made at the inlet of the air duct and a vertical sliding shutter 8 is installed for feeding wind flow on a wind wheel 4. An electric current generator 9 is kinematically connected to a shaft 5 of rotation of the wind wheel 4. The rotation shaft 5 is also equipped with a speed sensor 10 and drum type brakes 11. The generator 9 is connected to the batteries 12. There is a control device 13 made on a microcontroller that serves to automatically control the operation of the installation and regulate its operation modes and is connected with the sensor 10 and the sliding shutter 8. The output of the air duct 3 ends with a diffuser 14. The wind wheel 4 is multi-vane with curved blades 15 (Fig. 3). The curved air duct 3 channel 14 is located in the installation so that the air flow is directed at an angle of 45 ° to the wind wheel 4, equipped with aerodynamic blades 15 and installed in the tapering center of the air duct 3 in the confuser 16. The air duct according to the “diffuser confuser-diffuser ”, which has a profile in the form of an inclined letter S with expanded input and output parts with its narrowing into a confuser in the central part where the wind wheel is installed, forces the air flow at reduced m dynamic pressure to pass through the inlet part to accelerate in its central part and pass through a multi-blade wind wheel, spinning the latter, and again slowing down in the area of the outlet diffuser, adjust the air flow parameters, ensure its operation as a nozzle, increasing the speed of the air stream passing through it, which increases the power of the installation. Performing a multi-blade wind wheel also increases the power of the installation. Installing a speed sensor on the rotor shaft allows you to control the speed of stuffy flow, and the placement of a drum-type brake here makes it possible to perform emergency braking if necessary, which also increases the efficiency of the installation.The electric generator simplifies the design, and the implementation of the control device on the microcontroller makes the installation more reliable and, therefore, more efficient. 3 ill.
Description
Полезная модель относится к ветряным двигателям, приспособленным для установки в особых местах, в частности, на движущихся объектах, например, на транспортных средствах и может найти широкое применение в автомобилестроении.The utility model relates to wind turbines adapted for installation in special places, in particular, on moving objects, for example, on vehicles, and can be widely used in the automotive industry.
Известна автомобильная генераторная система, описанная в п. РФ 128560 по кл. B60L 11/00, 3.15.10.2012 г., оп.27.05.2013 г.A well-known automobile generator system described in clause of the Russian Federation 128560 by class.
Формула известного устройства имеет следующий вид.The formula of the known device is as follows.
1. Автомобильная генераторная система с воздушным приводом, включающая по меньшей мере один генератор, аккумуляторную батарею, по меньшей мере один электродвигатель, вал которого кинематически связан с генератором и по меньшей мере один кожух-рассекатель, отличающаяся тем, что генераторная система выполнена в качестве дополнительной системы для получения дополнительного крутящего момента на выходном валу штатного мотора или дополнительной скорости вращения трансмиссии, передающей вращательное движение на ведущие колеса автомобиля, для чего каждый кожух-рассекатель выполнен составной частью соответствующего плоского конусообразного воздухозаборника с конфузором, передающим статическую энергию набегающего потока на лопасти по меньшей мере одной турбины с валом, расположенным горизонтально и развернутым в горизонтальной плоскости относительно оси конфузора под углом от 60 до 90°, лопасти которой закреплены на валу турбины, при этом вал турбины закреплен с обоих концов в подшипниках, размещенных в корпусе воздухозаборника, в качестве генератора используют воздушный проточный генератор постоянного тока под нагрузкой, на входном валу которого размещен редуктор, генератор подключен по меньшей мере к одному электродвигателю посредством параллельного и последовательного электрического соединения с аккумуляторной батареей, при этом входной вал генератора кинематически соединен с выходным валом турбины, каждый электродвигатель электрически соединен с генератором через стабилизатор напряжения и кинематически соединен с колесами автомобиля, и аккумуляторная батарея электрически соединена с генератором через зарядное устройство.1. Automotive generator system with an air drive, including at least one generator, a battery, at least one electric motor, the shaft of which is kinematically connected with the generator and at least one casing-divider, characterized in that the generator system is made as an additional systems for obtaining additional torque on the output shaft of a standard motor or additional rotation speed of a transmission transmitting rotational motion to drive wheels of a car, For this, each casing-divider is made a component of the corresponding flat cone-shaped air intake with a confuser, which transfers the static energy of the incoming flow to the blades of at least one turbine with a shaft located horizontally and deployed in a horizontal plane relative to the axis of the confuser at an angle from 60 to 90 °, the blades which are fixed on the turbine shaft, while the turbine shaft is fixed at both ends in bearings located in the air intake housing, use air a flowing direct current generator under load, on the input shaft of which the gearbox is located, the generator is connected to at least one electric motor through parallel and series electrical connection with the battery, while the input shaft of the generator is kinematically connected to the output shaft of the turbine, each electric motor is electrically connected to the generator through a voltage stabilizer and kinematically connected to the wheels of the car, and the battery is electrically connected to the generator torus through the charger.
2. Автомобильная генераторная система по п. 1, отличающаяся тем, что на противоположном конце воздухозаборника, на участке, расположенном после турбины, размещен диффузор.2. Automotive generator system according to
3. Автомобильная генераторная система по п. 2, отличающаяся тем, что после диффузора на корпусе машины или на корпусе воздухозаборника размещен воздухоотбойник.3. The automobile generator system according to
4. Автомобильная генераторная система по п. 2, отличающаяся тем, что после диффузора в корпусе машины размещены воздуховоды к компрессору дизельного двигателя.4. The automobile generator system according to
5. Автомобильная генераторная система по п. 1, отличающаяся тем, что в системе имеется не менее 2 электродвигателей, и каждый электродвигатель через регулятор частоты вращения соединен кинематически с соответствующим ведущим колесом.5. The automobile generator system according to
6. Автомобильная генераторная система по п. 1, отличающаяся тем, что в системе имеется не менее 4 электродвигателей, и каждый электродвигатель через регулятор частоты вращения соединен кинематически непосредственно с каждым ведущим колесом.6. The automobile generator system according to
7. Автомобильная генераторная система по п. 1, отличающаяся тем, что вал по меньшей мере одного электродвигателя кинематически соединен с выходным валом штатного мотора автомобиля через делитель мощности.7. The automobile generator system according to
8. Автомобильная генераторная система по п. 1, отличающаяся тем, что лопасти турбины выполнены с возможностью их проскальзывания относительно вала турбины после достижения расчетного крутящего момента на валу штатного мотора автомобиля или после полной зарядки аккумуляторной батареи.8. The automobile generator system according to
9. Автомобильная генераторная система по п. 1, отличающаяся тем, что вал электродвигателя кинематически соединен с трансмиссией автомобиля через регулятор нагрузки электродвигателя и коробку передач.9. The automobile generator system according to
10. Автомобильная генераторная система по п. 1, отличающаяся тем, что аккумуляторы аккумуляторной батареи соединены между собой последовательно и размещены на одной оси с осью автомобиля.10. The automobile generator system according to
11. Автомобильная генераторная система по п. 1, отличающаяся тем, что каждый электродвигатель электрически соединен с генератором через регулятор нагрузки.11. The automobile generator system according to
12. Автомобильная генераторная система по п. 1, отличающаяся тем, что аккумуляторная батарея электрически соединена с генератором через зарядное устройство и регулятор нагрузки12. The automobile generator system according to
Недостаток известной системы заключается в конструктивной сложности системы.A disadvantage of the known system is the structural complexity of the system.
Известна ветросиловая установка транспортного средства, представленная в п. РФ №2237193 по кл. F03D 9/02, з. 10.01.2003 г., оп. 27.09.2004 гKnown wind power installation of the vehicle, presented in p. RF No. 2237193 class. F03D 9/02, z. 01/10/2003, op. 09/27/2004 g
Известная установка содержит ветроколесо, соединенное с ротором электрогенератора, выполненного в виде многолопастного воздушного винта, установленного на входе профилированного канала, который расположен внутри лобового обтекателя; профилированную насадку и дефлекторы.The known installation comprises a wind wheel connected to the rotor of an electric generator, made in the form of a multi-blade propeller mounted at the entrance of a profiled channel, which is located inside the frontal fairing; profiled nozzle and deflectors.
Основным недостатком данного изобретения является тот факт, что ветролопасть выполняет функцию превращения энергии набегающего потока воздуха в крутящий момент и имеет аэродинамический профиль крыла, а воздушный винт предназначен для создания осевой тяги за счет его крутящего момента, создаваемого двигателем, поэтому создать мощность 1410 Вт при заявленных размерах воздушного винта весьма сомнительно. Применяемая одноступенчатая передача крутящего момента от ветросиловой установки к генератору приводит к потере КПД ветросиловой установки.The main disadvantage of this invention is the fact that the windmill performs the function of converting the energy of the incoming air flow into torque and has an aerodynamic profile of the wing, and the propeller is designed to create axial thrust due to its torque created by the engine, therefore, create a power of 1410 W when declared the size of the propeller is highly doubtful. The applied single-stage transmission of torque from the wind power installation to the generator leads to a loss of efficiency of the wind power installation.
Известен автомобильно-водительский ветрогенератор, представленный в п. РФ №2403437 по кл. F03D 9/00, В60К 16/00, 3.30.01.2009 г, оп. 10.11.2010 г,Known automobile driver’s wind generator, presented in p. RF No. 2403437 class. F03D 9/00, B60K 16/00, January 3, 2009, op. November 10, 2010,
Известный ветрогенератор содержит ветровые лопасти, генератор, элементы крепления, коническую насадку, козырек над кабиной, аккумуляторные батареи. Техническая задача изобретения: уменьшить, а в некоторых случаях исключить выработку генераторами НТС электроэнергии традиционным способом за счет применения РВЭУ НТС, использующей энергию набегающего потока воздуха, возникающего при движении НТС, для технических и потребительских целей.Known wind generator contains wind blades, a generator, fasteners, a conical nozzle, a visor above the cabin, batteries. The technical task of the invention: to reduce, and in some cases to exclude the generation of electric power by the NTS generators in the traditional way due to the use of the RVEU NTS, using the energy of the incoming air flow arising from the movement of the NTS for technical and consumer purposes.
Однако рассматриваемое изобретение вызывает серьезные сомнения в достаточности мощности ветродвигателя для длительного самодвижения, не говоря об излишках электроэнергии, о которой говорится в описании, кроме того, сопротивление элементов конструкции набегающему потоку воздуха при движении автомобиля будет значимым при расчете аэродинамических сил сопротивления.However, the invention in question raises serious doubts about the sufficiency of the wind turbine for long-term self-propulsion, not to mention the excess electricity described in the description, in addition, the resistance of structural elements to the incoming air flow when the car is moving will be significant in calculating the aerodynamic drag forces.
Известна установка, описанная в п. РФ №2158850 по кл. F03D 9/00, B60V 1/08, з. 27.07.1999 г,. оп. 10.11.2000 г.Known installation described in p. RF №2158850 by class.
Известная ветросиловая установка транспортного средства содержит расположенный внутри кузова транспортного средства конфузорный воздухозаборник и установленное на его выходе ветроколесо, кинематически связанное с ротором электрогенератора, который, в свою очередь, связан с электродвигателем; аккумуляторы, заряжающиеся от электрогенератора. Транспортное средство осуществляет движение непосредственно от ветроколеса или от электродвигателя через муфту на движитель. Воздухозаборник размещен так, чтобы подавать воздух под днище кузова в районе заднего моста для создания воздушной подушки.The known wind power installation of a vehicle comprises a confuser air intake located inside the vehicle body and a wind wheel mounted at its exit kinematically connected with the rotor of the electric generator, which, in turn, is connected to an electric motor; batteries charging from an electric generator. The vehicle moves directly from the wind wheel or from the electric motor through the coupling to the propulsion unit. The air intake is positioned to supply air under the underbody in the area of the rear axle to create an air cushion.
Недостатком этого изобретения является недостаточная мощность роторного ветродвигателя для обеспечения качественного движения транспортного двигателя и создания воздушной подушки, способной значительно разгрузить задний мост транспортного средства, кроме того, воздухозаборник не защищен от попадания на ротор ветродвигателя посторонних предметов. Следует отметить, что роторные ветродвигатели имеют КПД использования энергии набегающего потока воздуха не более 0,2, а создание воздушной подушки требует закрытого объема с узкой щелью для выхода воздуха. Недостатком этого устройства является также дополнительное аэродинамическое сопротивление за счет организации воздушного потока в конфузорном воздухосборнике и установке ветроколеса на выходе воздухозаборника.The disadvantage of this invention is the insufficient power of the rotary wind turbine to ensure high-quality movement of the transport engine and create an air cushion that can significantly unload the rear axle of the vehicle, in addition, the air intake is not protected from foreign objects entering the rotor of the wind turbine. It should be noted that rotary wind turbines have an efficiency of using the energy of the incoming air flow of not more than 0.2, and the creation of an air cushion requires a closed volume with a narrow slit for air exit. The disadvantage of this device is also the additional aerodynamic drag due to the organization of the air flow in the confuser air intake and the installation of a wind wheel at the outlet of the air intake.
Известна ветроэнергетическая установка по П РФ №119403 по кл. F03D 9/00, з. 23.12.2011 г, оп. 20.08.2012 г., выбранная в качестве прототипа.Known wind power installation according to P RF No. 119403 class.
Формула известной ветроэнергетической установки имеет следующий вид. 1.Известная роторная ветроэнергетическая установка транспортного средства (РВЭУ ТС) содержит объединенные в единую конструкцию: роторную ветроэнергетическую установку; криволинейный полый обтекатель, устанавливаемый на крыше кабины транспортного средства; криволинейный конфузор-диффузор, расположенный внутри полого обтекателя с криволинейной поверхностью; криволинейные лопасти аэродинамического профиля, образующие криволинейные конфузоры ротора роторной ветроэнергетической установки; криволинейную защитную крышку; два магнитоэлектрических генератора с роторами-маховиками; магниты переменной полярности, расположенные на периферии с двух сторон роторов-маховиков; две обгонные муфты, кинематически связывающие вал ротора роторной ветроэнергетической установки с роторами-маховиками магнитоэлектрических генераторов, корпус роторов-маховиков; аккумуляторные батареи, инвертор и пульт управления. Формула ее имеет следующий вид.The formula of the well-known wind power installation is as follows. 1. The well-known rotary wind power installation of a vehicle (RVEU TS) contains the following integrated into a single design: rotary wind power installation; curved hollow fairing mounted on the roof of the vehicle cabin; a curved confuser-diffuser located inside a hollow fairing with a curved surface; curved blades of an aerodynamic profile, forming curvilinear confusers of the rotor of a rotor wind power installation; curved protective cover; two magnetoelectric generators with flywheel rotors; magnets of variable polarity located on the periphery on both sides of the flywheel rotors; two overrunning clutches kinematically connecting the rotor shaft of the rotor wind power plant with the flywheel rotors of magnetoelectric generators, the flywheel rotor housing; rechargeable batteries, inverter and control panel. Its formula is as follows.
1. РВЭУ, содержащая криволинейный полый обтекатель, устанавливаемый на крыше кабины транспортного средства; криволинейный конфузор-диффузор, расположенный внутри полого обтекателя с криволинейной поверхностью; лопасти и ротор, связанный с генератором-накопителем механической энергии вращательного движения, аккумуляторные батареи, и пульт управления, ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем, что .установка содержит три ветровоспринимающих элемента-лопасти, образующая ветровоспринимающей поверхности которых расположена параллельно ветровому потоку и перпендикулярна вертикальной оси вращения ротора1. RVEU containing a curved hollow fairing mounted on the roof of the cab; a curved confuser-diffuser located inside a hollow fairing with a curved surface; blades and rotor associated with the generator-drive of mechanical energy of rotational motion, batteries, and a control panel, characterized in that the installation contains three wind-receiving elements-blades, forming a wind-receiving surface which is parallel to the wind flow and perpendicular to the vertical axis of rotation of the rotor
2. РВЭУ ТС по п. 1, отличающаяся тем, что криволинейный конфузор-диффузор устанавливается таким образом, чтобы поток набегающего воздуха направлялся под углом 45% к оси ротора роторной ветроэнергетической установки.2. RVEU TS according to
3. РВЭУ ТС по п. 1, отличающаяся тем, что ротор роторной ветроэнергетической установки устанавливается в критическом сечении криволинейного конфузора-диффузора, чтобы активная часть ротора заполняла все пространство критического сечения криволинейного конфузора-диффузора.3. RVEU TS according to
4. РВЭУ ТС по п. 1, отличающаяся тем, что ротор роторной ветроэнергетической установки состоит не менее чем из двух криволинейных конфузоров, образованных криволинейными лопастями аэродинамического профиля.4. RVEU TS according to
5. РВЭУ ТС по п. 1, отличающаяся тем, что роторы магнитоэлектрических генераторов выполнены в виде маховиков, способных накапливать механическую энергию вращательного движения, а затем отдавать ее в виде электроэнергии.5. RVEU TS according to
6. РВЭУ ТС по п. 1, отличающаяся тем, что на внутренней стороне корпусов роторов-маховиков напротив магнитов расположены катушки обмоток.6. RVEU TS according to
7. РВЭУ ТС по п. 1, отличающаяся тем, что направляющие защитной крышки с криволинейной поверхностью связаны с направляющими полого обтекателя с криволинейной поверхностью посредством фторопластовых подшипников скольжения.7. RVEU TS according to
8. РВЭУ ТС по п. 1, отличающаяся тем, что роторная ветроэнергетическая установка может вырабатывать электроэнергию в режиме с открытой защитной крышкой с криволинейной поверхностью.8. RVEU TS according to
9. РВЭУ ТС по п. 1, отличающаяся тем, что роторная ветроэнергетическая установка может вырабатывать электроэнергию в режиме с закрытой защитной крышкой с криволинейной поверхностью ограниченное время за счет накопленной вращательной механической энергии роторами-маховиками.9. RVEU TS according to
10. РВЭУ ТС по п. 1, отличающаяся тем, что направляющие защитной крышки и полого обтекателя с криволинейными поверхностями имеют совмещаемые отверстия для фиксации защитной крышки в положениях «открыто» или «закрыто» с помощью цангового фиксатора.10. RVEU TS according to
Недостатком известной ветроустановки является сложность ее конструкции, т.к. профиль крыльев должен быть выдержан с большой точностью.. Кроме того, недостатком является низкий коэффициент использования ветровой энергии. Это объясняется тем, что лопасти -полуцилиндры работают только в четверть оборота, а остальную часть окружности вращения они как бы тормозят своим движением скорость вращения. Расчеты показали, что при этом используется лишь третья часть ветровой энергии. Кроме того, криволинейный конфузор имеет форму криволинейной трубы - широкой на входе и сужающейся к выходу, перед которым установлено ветроколесо. При этом в широкой части этой трубы скорость движения воздуха увеличивается несущественно и увеличивается только к выходу трубы, где она сужается.A disadvantage of the known wind turbine is the complexity of its design, because the wing profile must be maintained with great accuracy .. In addition, the disadvantage is the low utilization of wind energy. This is due to the fact that the half-cylinder blades work only a quarter of a turn, and they seem to slow down the speed of rotation with the rest of the circle of rotation. Calculations showed that in this case, only a third of the wind energy is used. In addition, the curvilinear confuser has the shape of a curved pipe - wide at the entrance and tapering to the exit, in front of which a wind wheel is installed. Moreover, in the wide part of this pipe, the air velocity increases insignificantly and increases only towards the outlet of the pipe, where it narrows.
Задачей является повышение эффективности использования ветровой установки путем увеличения ее мощности.The objective is to increase the efficiency of using a wind turbine by increasing its capacity.
Поставленная задача решается тем, что в роторной ветроэнергетической установке для транспортного средства, содержащей устанавливаемый на крыше кабины транспортного средства криволинейный полый обтекатель, внутри которого расположен криволинейный воздуховодный канал, включающий в себя снабженный защитной крышкой криволинейный конфузор-диффузор, при этом в конфузоре размещено на валу ветроколесо, а криволинейный воздуховодный канал расположен таким образом, чтобы поток воздуха направлялся под углом 45° к ветроколесу, снабженному лопастями аэродинамического профиля, закрепленными на валу вращения ветроколеса, генератор тока, кинематически связанный с валом ветроколеса и электрически - с аккумуляторными батареями, и устройство управления, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, криволинейный воздуховодный канал снабжен дополнительно диффузором на его выходе, имеет в профиль вид наклонной буквы S и сужен в центральной части, где в конфузоре размещено ветроколесо, вал вращения которого установлен вертикально посредине криволинейного воздуховодного канала и снабжен датчиком числа оборотов и тормозами барабанного типа, защитная крышка выполнена в виде скользящей по вертикали шторки, устройство управления выполнено на микроконтроллере.The problem is solved in that in a rotary wind power installation for a vehicle containing a curved hollow fairing mounted on the roof of the vehicle cabin, inside which there is a curved air duct, including a curved confuser-diffuser provided with a protective cover, while in the confuser is placed on the shaft the wind wheel, and the curved air duct is located so that the air flow is directed at an angle of 45 ° to the wind wheel equipped with a blade By means of aerodynamic profile mounted on the rotor shaft, a current generator kinematically connected with the wind wheel shaft and electrically with batteries, and the control device, ACCORDING TO THE USEFUL MODEL, the curved air duct is additionally equipped with a diffuser at its output, has the shape of an oblique letter S in profile and narrowed in the central part, where a wind wheel is placed in the confuser, the rotation shaft of which is mounted vertically in the middle of the curved air duct and is equipped with a number sensor and revolutions and drum-type brakes, the protective cover is made in the form of a vertically sliding curtain, the control device is made on a microcontroller.
Выполнение воздуховодного канала по схеме «диффузор-конфузор-диффузор», имеющего профиль в виде наклонной буквы S с расширенными входной и выходной частями с сужением его в конфузор в центральной части, где установлено ветроколесо, заставляет воздушный поток при сниженном динамическом давлении проходить по входной части ускоряться в центральной его части и проходить через многолопастное ветроколесо, раскручивая последнее, и, снова замедляясь в зоне выходного диффузора, регулировать параметры воздушного потока, обеспечивает его работу как сопла, увеличивающего скорость проходящего через него потока воздуха, что повышает мощность установки.The implementation of the air duct according to the scheme "diffuser-confuser-diffuser", having a profile in the form of an inclined letter S with expanded input and output parts with its narrowing into the confuser in the central part where the wind wheel is installed, causes the air flow to pass through the inlet with reduced dynamic pressure accelerate in its central part and pass through a multi-blade wind wheel, spinning the latter, and again slowing down in the area of the output diffuser, adjust the air flow parameters, ensures its operation as the nozzles increases the speed of passing therethrough a stream of air, which increases the capacity of the plant.
Установка на валу ротора датчика числа оборотов позволяет контролировать скорость воздушного потока, а размещение здесь же тормоза барабанного типа дает возможность при необходимости произвести экстренное торможение, что также повышает эффективность установки.The installation of a speed sensor on the rotor shaft allows you to control the speed of the air flow, and the placement of a drum-type brake here makes it possible to perform emergency braking if necessary, which also increases the efficiency of the installation.
Выполнение устройства управления на микроконтроллере делает работу установки более эффективной.The implementation of the control device on the microcontroller makes the installation more efficient.
Технический результат - повышение эффективности установки путем увеличения ее мощности.The technical result is to increase the efficiency of the installation by increasing its power.
Заявляемая ветроэнергетическая установка обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как выполнение криволинейного канала с дополнительным диффузором на его выходе, имеющего в профиль вид наклонной буквы S, сужение воздуховодного канала в центральной части, размещение в конфузоре ветроколеса, установка вала вращения ветроколеса вертикально посредине криволинейного воздуховодного канала, снабжение вала датчиком числа оборотов и тормозами барабанного типа, выполнение защитной крышки на входе воздуховодного канала в виде скользящей по вертикали шторки, а устройства управления - на микроконтроллере, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.The inventive wind power installation has a novelty in comparison with the prototype, differing from it in such essential features as the implementation of a curved channel with an additional diffuser at its output, having the profile in the form of an inclined letter S, narrowing of the air duct in the central part, placement of a wind wheel in the confuser, installation of a rotation shaft wind wheels vertically in the middle of a curved air duct, supplying the shaft with a speed sensor and drum brakes, performing a protective cover at the inlet of the air duct, in the form of a vertical sliding curtain, and the control device on the microcontroller, which together provide the desired result.
Заявляемая ветроэнергетическая установка может найти применение в автомобилестроении и потому соответствует критерию «промышленная применимость». Полезная модель иллюстрируется чертежами, где показаны на:The inventive wind power installation can find application in the automotive industry and therefore meets the criterion of "industrial applicability". The utility model is illustrated by drawings, which show:
- фиг. 1 - общий вид сбоку схемы компоновки ветроэнергетической установки;- FIG. 1 is a general side view of a layout diagram of a wind power installation;
- фиг. 2 - вид сверху полого аэродинамического обтекателя;- FIG. 2 is a plan view of a hollow aerodynamic fairing;
- фиг. 3 - вид сверху многолопастного ветроколеса.- FIG. 3 is a top view of a multi-blade wind wheel.
Заявляемая ветроэнергетическая установка (фиг. 1-3) содержит криволинейный аэродинамический обтекатель 1, расположенный на кабине 2, размещенный в обтекателе 1 криволинейный воздуховодный канал 3, выполненный по схеме «диффузор-конфузор-диффузор», размещенное в центре канала 3 ветроколесо 4, установленное на вертикально расположенном валу 5 (роторе) вращения и закрепленное на жесткой конструкции 6. При этом на входе воздуховодного канала выполнен диффузор 7 и установлена скользящая по вертикали шторка 8 для подачи ветрового потока на ветроколесо 4. С валом 5 вращения ветроколеса 4 кинематически связан электрический генератор 9 тока. Вал 5 вращения снабжен также датчиком 10 числа оборотов и тормозами 11 барабанного типа. Генератор 9 соединен с аккумуляторными батареями 12. Имеется устройство 13 управления, выполненное на микроконтроллере, служащее для автоматического управления работой установки и регулирования режимов ее работы и связанное с датчиком 10 и скользящей шторкой 8. Выход воздуховодного канала 3 заканчивается диффузором 14. Ветроколесо 4 выполнено многолопастным с криволинейными лопастями 15 (фиг. 3). Криволинейный воздуховодный канал 3 канал 14 расположен в установке таким образом, чтобы поток воздуха направлялся под углом 45° к ветроколесу 4, снабженному лопастями 15 аэродинамического профиля и установленному в сужающемся центре воздуховодного канала 3 - в конфузоре 16.The inventive wind power installation (Fig. 1-3) contains a curved
Роторная ветроэнергетическая установка для транспортного средства работает следующим образом.Rotary wind power installation for a vehicle operates as follows.
Вся конструкция устройства располагается внутри аэродинамического обтекателя 1, установленного на кабине 2 движущегося транспортного средства.The entire design of the device is located inside the
При движении транспортного средства воздушный поток со скоростью от 2 м/с до 60 м/с.по воздуховодному каналу 3 «диффузор 7 - конфузор 16 - диффузор 14» поступает на лопасти 15 ветроколеса 4 через специальную скользящую шторку 8, служащую для регулирования скорости потока воздуха и частоты вращения вертикально установленного вала - ротора 5 ветроустановки. Возникающие аэродинамические силы заставляют вращаться вертикальный вал 5 вращения ветроустановки, так как поверхности лопастей 15, движущиеся навстречу ветру, имеют более низкое аэродинамическое сопротивление. Далее воздушный поток по корпусу канала 3 через диффузор 14 выходит наружу.When the vehicle is moving, air flow at a speed of 2 m / s to 60 m / s. Through the
При этом одна часть криволинейного канала 3 «диффузор 7 - конфузор 16» на подачу ветрового потока на ветроколесо 4 - расположена перед ветроколесом 4. Движение воздуха в конфузоре 16 характеризуется тем, что динамическое давление в нем в направлении движения потока увеличивается, а статическое - уменьшается. Увеличивается скорость движения воздуха. Другая часть криволинейного канала 3 - диффузор 14 - на выпуск ветрового потока - расположена после ветроколеса 4. Движение воздуха в диффузоре 14 замедляется. Канал 3 «диффузор 7 - конфузор 16 - диффузор 14», работающий как сопло, повышает мощность установки.In this case, one part of the
При этом эффективное использование набегающего потока воздуха при движении транспортного средства независимо от направления ветра, обеспечивается также тем, что поток воздуха через криволинейный канал 3 (диффузор 7 - конфузор 16) попадает на 100% площади лопастей 15 ветроколеса 4. Воздушные массы сообщают кинетическую энергию движения лопастям 15, где она преобразуется в энергию механическую, вращающую вал-ротор 5. Далее энергия набегающего воздушного потока, вращающая ветроколесо 4 с лопастями 15, передается на генератор 9, преобразующий вращение вала 5 в электрическую энергию. С генератора 9 через аккумуляторные батареи 12 электроэнергия направляется потребителю.In this case, the effective use of the incoming air flow when the vehicle is moving, regardless of the direction of the wind, is also ensured by the fact that the air flow through the curved channel 3 (diffuser 7 - confuser 16) enters 100% of the area of the
Для регулирования скорости вращения вертикального вала 5 установлен датчик 10 числа оборотов вала 5. С целью увеличения или уменьшения воздушного потока и соответственно увеличения или уменьшения скорости вращения вертикального вала 5 на входе (диффузор 7) воздуховодного канала 3 - воздухозаборника установлена специальная скользящая шторка 8.To regulate the speed of rotation of the
Для экстренного торможения вала 5 вращения используют тормоз 11 барабанного типа. Процесс работы ветроэнергетической установки контролируется устройством 13 автоматического управления и регулирования режимов работы.For emergency braking of the
В сравнении с прототипом заявляемая ветроэнергетическая установка является более эффективной в плане использования ветропотока, т.е более мощной при весьма простой конструкции.Compared with the prototype, the inventive wind power installation is more efficient in terms of using wind flow, i.e. more powerful with a very simple design.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017143498U RU184077U1 (en) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | ROTARY WIND POWER PLANT FOR VEHICLE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017143498U RU184077U1 (en) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | ROTARY WIND POWER PLANT FOR VEHICLE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU184077U1 true RU184077U1 (en) | 2018-10-15 |
Family
ID=63858720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017143498U RU184077U1 (en) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | ROTARY WIND POWER PLANT FOR VEHICLE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU184077U1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110023297A (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-08 | 심병선 | A wind power device of car |
CN102146889A (en) * | 2011-03-04 | 2011-08-10 | 合肥安迅铁道应用技术有限公司 | Wind-to-electricity conversion device applicable to rail wagon vehicles |
RU115019U1 (en) * | 2011-09-05 | 2012-04-20 | Валерий Вильгельмович Петрашкевич | ELECTRIC CAR WIND GENERATOR |
RU119403U1 (en) * | 2011-12-23 | 2012-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | ROTARY WIND POWER INSTALLATION OF VEHICLE |
KR20140137866A (en) * | 2013-05-24 | 2014-12-03 | 고영은 | Wind Power Generation Apparatus for Vehicles |
-
2017
- 2017-12-12 RU RU2017143498U patent/RU184077U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110023297A (en) * | 2009-08-31 | 2011-03-08 | 심병선 | A wind power device of car |
CN102146889A (en) * | 2011-03-04 | 2011-08-10 | 合肥安迅铁道应用技术有限公司 | Wind-to-electricity conversion device applicable to rail wagon vehicles |
RU115019U1 (en) * | 2011-09-05 | 2012-04-20 | Валерий Вильгельмович Петрашкевич | ELECTRIC CAR WIND GENERATOR |
RU119403U1 (en) * | 2011-12-23 | 2012-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенская государственная технологическая академия" | ROTARY WIND POWER INSTALLATION OF VEHICLE |
KR20140137866A (en) * | 2013-05-24 | 2014-12-03 | 고영은 | Wind Power Generation Apparatus for Vehicles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7665554B1 (en) | Recharging system for electrically powered vehicle, and vehicle incorporating same | |
US7211905B1 (en) | Vehicle-mounted generator | |
US20110037261A1 (en) | System And Method For Producing Electrical Power | |
US20080272603A1 (en) | Wind-driven electric power generation system | |
WO2009102625A1 (en) | Wind-powered, battery-energized electric vehicle | |
WO2008121378A1 (en) | Wind-driven electric power generation system | |
US8757331B2 (en) | Brake system for using the air resistance of a vehicle to produce energy | |
MX2013002522A (en) | Vehicle wind turbine. | |
CN102267375A (en) | Vehicle-mounted wind driven generator grating with worm and gear transmission | |
US20210122249A1 (en) | Wind Based Electrical Generation System for Vehicles. | |
WO2020095202A1 (en) | Auxiliary system for power regeneration for vehicles | |
US20200055403A1 (en) | High Efficiency Aerodynamic Vehcular Power System | |
JP2010209786A (en) | On-vehicle wind turbine generator | |
RU119403U1 (en) | ROTARY WIND POWER INSTALLATION OF VEHICLE | |
RU184077U1 (en) | ROTARY WIND POWER PLANT FOR VEHICLE | |
RU121777U1 (en) | ELECTRIC CAR WITH A CHARGED BATTERY POWER BATTERY FROM EXTERNAL ENERGY SOURCES | |
KR101562384B1 (en) | A rudder and brake with wind power generator | |
RU2480349C1 (en) | Rotor-type windmill of surface vehicle | |
RU191928U1 (en) | Rotary wind power plant with kinetic energy storage for a vehicle | |
KR20130076951A (en) | Wind and solar power and wind power complex with heat | |
KR20170052542A (en) | Electric car having wind power generation function using lift force | |
US20120038159A1 (en) | Wind power generating device for use with a vehicle | |
CN102352819B (en) | Wind tunnel electric-power generation system | |
US20220212557A1 (en) | Charging system for electric vehicles | |
US20120187697A1 (en) | Jet Streamer Turbine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20181213 |