RU191928U1

RU191928U1 - Rotary wind power plant with kinetic energy storage for a vehicle

Info

Publication number: RU191928U1
Application number: RU2019114273U
Authority: RU
Inventors: Дим Ахунович Харисов; Артем Димович Харисов
Original assignee: Дим Ахунович Харисов; Артем Димович Харисов
Priority date: 2019-05-07
Filing date: 2019-05-07
Publication date: 2019-08-28

Abstract

Полезная модель относится к ветроэнергетическим установкам, приспособленным для установки на транспортных средствах. Роторная ветроэнергетическая установка с накопителем кинетической энергии для транспортного средства, установленная на крыше кабины транспортного средства и содержащая ротор, преобразователь энергии вращения в электрическую энергию, связанный с аккумулирующим устройством, и накопитель кинетической энергии в виде маховика. Ротор ветроэнергетической установки выполнен в виде многолопастного ветроколеса с криволинейными лопастями аэродинамического профиля, установленного на горизонтальном валу с подшипниками и снабженного ободом, преобразователь энергии вращения в электрическую энергию представляет собой генератор, размещенный позади ветроколеса на одном валу с ним, накопитель кинетической энергии в виде маховика закреплен на ободе ветроколеса, при этом ротор с маховиком и генератор размещены в общем каркасе, имеющем спереди входное отверстие, выполненное в виде конфузора, а сзади - выходное отверстие, выполненное в виде диффузора. Полезная модель направлена на повышение энергоэффективности ветроэнергетической установки. 3 ил.The utility model relates to wind turbines adapted for installation on vehicles. A rotary wind power installation with a kinetic energy storage device for a vehicle mounted on the roof of a vehicle cabin and comprising a rotor, a rotational energy converter into electrical energy associated with the storage device, and a kinetic energy storage device in the form of a flywheel. The rotor of the wind power installation is made in the form of a multi-blade wind wheel with curved blades of an aerodynamic profile mounted on a horizontal shaft with bearings and equipped with a rim, the energy converter of rotation into electric energy is a generator located behind the wind wheel on the same shaft with it, the kinetic energy storage device is fixed in the form of a flywheel on the rim of the wind wheel, while the rotor with the flywheel and the generator are placed in a common frame having an inlet in front, It goes in the form of a converging tube, and behind - the outlet made in the form of a diffuser. The utility model is aimed at improving the energy efficiency of a wind power installation. 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, з. 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. B60L 11/00, c. 10/15/2012, op. May 27, 2013

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, a full-time motor or an additional rotation speed of the transmission transmitting rotational motion to the driving wheels of the car, why each casing-divider is made an integral part 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 the first flow DC 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 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 claim 1, characterized in that at the opposite end of the air intake, in the area located after the turbine, there is a diffuser.

3. Автомобильная генераторная система по п. 2, отличающаяся тем, что после дифффузора на корпусе машины или на корпусе воздухозаборника размещен воздухоотбойник.3. The automobile generator system according to claim 2, characterized in that after the diffuser, an air baffle is placed on the machine body or on the air intake housing.

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 claim 2, characterized in that after the diffuser, air ducts to the diesel engine compressor are placed in the machine body.

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 claim 1, characterized in that the system has at least 2 electric motors, and each electric motor is connected kinematically through a speed controller with a corresponding drive wheel.

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 claim 1, characterized in that the system has at least 4 electric motors, and each electric motor is connected kinematically directly to each drive wheel through a speed controller.

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 claim 1, characterized in that the shaft of at least one electric motor is kinematically connected to the output shaft of a regular motor of the vehicle through a power divider.

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 claim 1, characterized in that the turbine blades are made to slip relative to the turbine shaft after reaching the calculated torque on the shaft of the regular motor of the car or after the battery is fully charged.

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 claim 1, characterized in that the motor shaft is kinematically connected to the transmission of the vehicle through an electric motor load regulator and a gearbox.

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 claim 1, characterized in that the battery of the battery is interconnected in series and placed on the same axis with the axis of the car.

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 claim 1, characterized in that each electric motor is electrically connected to the generator through a load regulator.

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 claim 1, characterized in that the battery is electrically connected to the generator through a charger and a load regulator

Недостаток известной системы заключается в конструктивной сложности системы.A disadvantage of the known system is the structural complexity of the system.

Известен автомобильно-водительский ветрогенератор, представленный в п. РФ №2403437 по кл. F03D 9/00, B60K 16/00, з. 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, c. 01/30/2009, op. November 10, 2010

Известный ветрогенератор содержит ветровые лопасти, генератор, элементы крепления, коническую насадку, козырек над кабиной, аккумуляторные батареи.Known wind generator contains wind blades, a generator, fasteners, a conical nozzle, a visor above the cabin, batteries.

Рассматриваемое изобретение вызывает серьезные сомнения 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. Описанное изобретение принято за прототип.The invention under consideration raises serious doubts about the sufficiency of the wind turbine power 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. The described invention is taken as a prototype.

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.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.

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. F03D 9/00, B60V 1/08., .Z. 07.27.1999, op. November 10, 2000

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. F03D 9/00, c. 12/23/2011, op. 08/20/2012, selected as a prototype.

Известная установка описывается следующей формулой:A known installation is described by the following formula:

1. 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.1. The 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.

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 claim 1, characterized in that the curved confuser-diffuser is installed so that the flow of incoming air is directed at an angle of 45% to the rotor axis of the rotor wind power installation.

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 claim 1, characterized in that the rotor of the rotor wind power installation is installed in the critical section of the curved confuser-diffuser so that the active part of the rotor fills the entire space of the critical section of the curved confuser-diffuser.

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 claim 1, characterized in that the rotor of the rotor wind power installation consists of at least two curvilinear confusers formed by curved blades of an aerodynamic profile.

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 claim 1, characterized in that the rotors of the magnetoelectric generators are made in the form of flywheels capable of accumulating mechanical energy of rotational motion, and then give it in the form of electricity.

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 claim 1, characterized in that on the inner side of the housing of the rotor-flywheel opposite the magnets are winding coils.

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 claim 1, characterized in that the guides of the protective cover with a curved surface are connected with the guides of the hollow fairing with a curved surface by means of fluoroplastic bearings.

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 claim 1, characterized in that the rotor wind power installation can generate electricity in the open protective cover with a curved surface.

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 claim 1, characterized in that the rotor wind power installation can generate electricity in a closed protective cover with a curved surface for a limited time due to the accumulated rotational mechanical energy by the flywheel rotors.

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 claim 1, characterized in that the guides of the protective cover and the hollow fairing with curved surfaces have compatible holes for fixing the protective cover in the "open" or "closed" position using a collet lock.

Известную установку трудно считать высокоэффективной с точки зрения энергетики, т.к. для обеспечения сколько-нибудь эффективного использования энергии набегающего потока воздуха и преобразования его энергии в электрическую затрачивается слишком много усилий и средств в плане комплектации и стоимости оборудования.It is difficult to consider the known installation highly efficient from the point of view of energy, since To ensure any efficient use of the energy of the incoming air flow and converting its energy into electrical energy, too much effort and money is spent in terms of equipment and cost of equipment.

Задачей является повышение энергоэффективности ветроэнергетической установки. Поставленная задача решается тем, что в роторной ветроэнергетической установке с накопителем кинетической энергии для транспортного средства, установленной на крыше кабины транспортного средства и содержащей ротор, преобразователь энергии вращения в электрическую энергию, связанный с аккумулирующим устройством, и накопитель кинетической энергии в виде маховика, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, ротор ветроэнергетической установки выполнен в виде многолопастного ветроколеса с криволинейными лопастями аэродинамического профиля, установленного на горизонтальном валу с подшипниками, и снабженного ободом, преобразователь энергии вращения в электрическую энергию представляет собой генератор, размещенный позади ветроколеса на одном валу с ним, накопитель кинетической энергии в виде маховика закреплен на ободе ветроколеса, при этом ротор с маховиком и генератор размещены в общем каркасе, имеющем спереди входное отверстие, выполненное в виде конфузора, а сзади - выходное отверстие, выполненное в виде диффузора.The objective is to increase the energy efficiency of the wind power installation. The problem is solved in that in a rotary wind power installation with a kinetic energy storage device for a vehicle mounted on the roof of a vehicle cabin and containing a rotor, a rotation energy converter into electrical energy associated with the storage device, and a kinetic energy storage device in the form of a flywheel, ACCORDING TO USE MODELS, the rotor of a wind power installation is made in the form of a multi-blade wind wheel with curved blades of an aerodynamic profile, installed mounted on a horizontal shaft with bearings, and equipped with a rim, the energy converter of rotation into electrical energy is a generator located behind the wind wheel on the same shaft with it, the kinetic energy store in the form of a flywheel is mounted on the rim of the wind wheel, while the rotor with the flywheel and the generator are placed in a common frame having in front an inlet made in the form of a confuser, and in the back an outlet made in the form of a diffuser.

Выполнение ротора в виде многолопастного ветроколеса, снабженного по окружности ободом, на котором закреплен маховик, позволяет создать маховик весьма большого размера для возможности накопления большого количества кинетической энергии, что в совокупности с выполнением преобразователя механической энергии вращения в электрическую в виде генератора и размещением его за ветроколесом на одном валу с ним, при расположении ротора, маховика и генератора в едином общем каркасе, имеющем спереди входное отверстие, выполненное в виде конфузора, а сзади - выходное отверстие, выполненное в виде диффузора, обеспечивает достаточно высокую ее энергетическую эффективность.The execution of the rotor in the form of a multi-blade wind wheel equipped with a rim around which the flywheel is mounted allows you to create a very large flywheel for the possibility of accumulating a large amount of kinetic energy, which, in conjunction with the design of the converter of mechanical rotation energy into electric energy in the form of a generator and placing it behind the wind wheel on the same shaft with it, with the location of the rotor, flywheel and generator in a single common frame having a front inlet made in the form of a confuser a, and behind - the outlet, made in the form of a diffuser, provides a sufficiently high energy efficiency.

Технический результат - повышение энергоэффективности ветроэнергетической установки.EFFECT: increased energy efficiency of a wind power installation.

Заявляемая роторная ветроэнергетическая установка обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как выполнение ротора ветроэнергетической установки в виде многолопастного ветроколеса с криволинейными лопастями аэродинамического профиля, установка его на горизонтальном валу с подшипниками, снабжение его ободом, выполнение преобразователя энергии вращения в электрическую энергию в виде генератора, размещенного позади ветроколеса на одном валу с ним, закрепление накопителя кинетической энергии в виде маховика на ободе ветроколеса, размещение ротора с маховиком и генератора в общем каркасе, имеющем спереди входное отверстие, выполненное в виде конфузора, а сзади - выходное отверстие, выполненное в виде диффузора, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.The inventive rotor wind power installation has a novelty in comparison with the prototype, differing from it by such significant features as the implementation of the rotor of the wind power installation in the form of a multi-blade wind wheel with curved blades of an aerodynamic profile, installing it on a horizontal shaft with bearings, supplying its rim, performing a rotational energy converter into electric energy in the form of a generator located behind the wind wheel on the same shaft with it, fixing the drive kinetically energy in the form of a flywheel on the rim of a wind wheel, placing a rotor with a flywheel and a generator in a common frame with a front inlet made in the form of a confuser, and behind - an outlet made in the form of a diffuser, which together achieve the desired result.

Заявляемая роторная ветроэнергетическая установка может быть использована на транспортных средствах и найти широкое применение в автомобилестроении и потому соответствует критерию «промышленная применимость». Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:The inventive rotary wind power installation can be used on vehicles and find wide application in the automotive industry and therefore meets the criterion of "industrial applicability". The utility model is illustrated by drawings, which are presented on:

- фиг. 1 общая схема компоновки роторной ветроэнергетической установки с накопителем кинетической энергии;- FIG. 1 general layout diagram of a rotary wind power plant with a kinetic energy storage device;

- фиг. 2 - вид роторной ветроэнергетической установки с накопителем кинетической энергии в вертикальном разрезе;- FIG. 2 is a vertical sectional view of a rotary wind power installation with a kinetic energy storage device;

- фиг. 3 - вид роторной ветроэнергетической установки с накопителем кинетической энергии спереди.- FIG. 3 is a front view of a rotary wind power installation with a kinetic energy storage device.

Заявляемая роторная ветроэнергетическая установка с накопителем кинетической энергии для транспортного средства (фиг. 1-3) содержит объединенные в единую конструкцию роторную ветроэнергетическую установку (РВЭУ), устанавливаемую на крыше кабины 1 транспортного средства, имеющую воздуховодный канал «конфузор 2 - диффузор 3», ротор 4 РВЭУ с криволинейными лопастями 5 аэродинамического профиля, а также преобразователь 6 энергии вращения в электрическую энергию, связанный с аккумулирующим устройством 7, и накопитель 8 кинетической энергии в виде маховика. Ротор 4 РВЭУ выполнен в виде установленного с возможностью вращения на горизонтальном валу 9 с подшипниками (на чертежах не показаны) и снабженного ободом 10 многолопастного ветроколеса 11. Преобразователь 6 энергии вращения в электрическую энергию представляет собой генератор, размещенный позади ветроколеса 11 на одном валу 9 с ним. При этом на ободе 10 ветроколеса 11 закреплен накопитель 8 кинетической энергии в виде маховика, представляющего собой кольцо, навитое из высокопрочного углеродного волокна, и размещенного в герметичном кольцевом корпусе 10. Ротор 4 с маховиком 8 и генератор 6 размещены в одном общем каркасе 12, имеющем спереди входное отверстие, выполненное в виде конфузора 2, а сзади - выходное отверстие 3, выполненное в виде диффузора. На валу 9 также установлены обтекатели 13.The inventive rotor wind power installation with a kinetic energy storage device for a vehicle (Fig. 1-3) comprises a rotary wind power installation (RVEU) integrated in a single structure mounted on the roof of a vehicle cabin 1 having an air duct "confuser 2 - diffuser 3", rotor 4 RVEU with curved blades 5 of an aerodynamic profile, as well as a converter 6 of rotational energy into electrical energy associated with an accumulating device 7, and a kinetic energy storage device 8 in de flywheel. The rotor 4 RVEU made in the form mounted rotatably on a horizontal shaft 9 with bearings (not shown) and equipped with a rim 10 of a multi-blade wind wheel 11. The converter 6 of the energy of rotation into electrical energy is a generator located behind the wind wheel 11 on one shaft 9 s him. At the same time, the kinetic energy storage device 8 is mounted on the rim 10 of the wind wheel 11 in the form of a flywheel, which is a ring wound from high-strength carbon fiber and placed in a sealed annular housing 10. The rotor 4 with the flywheel 8 and the generator 6 are placed in one common frame 12 having in front, an inlet made in the form of a confuser 2, and in the back, an outlet 3 made in the form of a diffuser. On the shaft 9, fairings 13 are also installed.

Заявляемая ветроэнергетическая установка работает следующим образом.The inventive wind power installation operates as follows.

Поток воздуха через конфузор 2 входного отверстия роторной ветроэнергетической установки, расположенной на кабине 1 транспортного средства 14, поступает на лопасти 5 ветроколеса 11 с ободом 10. Ветроколесо 11 с ободом 10 и закрепленный с ним на одном валу 9 генератор 6 начинают вращаться. Полученный в генераторе 6 электрический ток поступает через аккумулирующее устройство 7 к энергопотребителю.The air flow through the inlet 2 of the inlet of the rotor wind power installation located on the cab 1 of the vehicle 14 enters the blades 5 of the wind wheel 11 with the rim 10. The wind wheel 11 with the rim 10 and the generator 6 fixed with it on the same shaft 9 begin to rotate. Received in the generator 6, the electric current flows through the storage device 7 to the power consumer.

За лопастями 5 ветроколеса 11 с ободом 10 создается разрежение (дополнительное давление потока воздуха на лопасти 5 ветроколеса 11).Behind the blades 5 of the wind wheel 11 with the rim 10, a vacuum is created (additional pressure of the air flow on the blades 5 of the wind wheel 11).

При этом криволинейный конфузор 2 - воздухозаборник на подачу ветрового потока на ветроколесо 11 - расположен перед ветроколесом 11. Движение воздуха в конфузоре 2 характеризуется тем, что динамическое давление в нем в направлении движения потока увеличивается, а статическое- уменьшается. Увеличивается скорость движения воздуха. Далее воздушный поток через диффузор 3 выходит наружу.In this case, the curved confuser 2 - the air intake for supplying the wind flow to the wind wheel 11 - is located in front of the wind wheel 11. The air movement in the confuser 2 is characterized by the fact that the dynamic pressure in it in the direction of flow increases and the static pressure decreases. The speed of air movement increases. Further, the air flow through the diffuser 3 goes out.

Криволинейный диффузор 3 - воздухозаборник на выпуск ветрового потока -расположен после ветроколеса 11. Движение воздуха в диффузоре 3 замедляется. Система «конфузор 2-диффузор 3», работающая как сопло, повышает мощность установки.Curved diffuser 3 - the air intake for the release of the wind flow is located after the wind wheel 11. The movement of air in the diffuser 3 is slowed down. The “confuser 2-diffuser 3” system, operating as a nozzle, increases the power of the installation.

Эффективное использование набегающего потока воздуха при движении транспортного средства независимо от направления ветра обеспечивается тем, что поток воздуха через криволинейный конфузор 2 - диффузор 3 попадает на 100% площади лопастей 5 ветроколеса 11. Воздушные массы сообщают кинетическую энергию движения лопастям 5 ветроколеса 11 с ободом 10, где она преобразуется в энергию механическую, вращающую на валу 9 генератор 6.The effective use of the oncoming air flow when the vehicle is moving, regardless of the direction of the wind, is ensured by the fact that the air flow through the curved confuser 2 - diffuser 3 enters 100% of the area of the blades 5 of the wind wheel 11. The air masses communicate the kinetic energy of movement of the blades 5 of the wind wheel 11 with the rim 10, where it is converted into mechanical energy, rotating on the shaft 9 generator 6.

Роторная ветроэнергетическая установка с накопителем кинетической энергии работает в двух режимах:A rotary wind power plant with a kinetic energy storage device operates in two modes:

- при движении транспортного средства;- when the vehicle is moving;

- при остановке транспортного средства.- when the vehicle is stopped.

При движении транспортного средства 14 воздушный поток со скоростью от 2 м/с до 60 м/с через конфузор 2 поступает на лопасти 5 ветроколеса 11 с ободом 10, установленного в каркасе 12. Воздушные массы сообщают кинетическую энергию движения лопастям 5 ветроколеса 11 с ободом 10, расположенного на валу 9, где она преобразуется в энергию механическую, вращающую на валу 9 генератор 6, закрепленный к ветроколесу 11 с ободом 10 и преобразующий вращение ветроколеса 11 в электрическую энергию. С генератора 6 через аккумулирующее устройство 7 электроэнергия направляется потребителю. Происходит режим отдачи энергии. При движении транспортного средства 14 от вращения ветроколеса 11 с ободом 10 под действием воздушного потока кинетическая механическая энергия передается на накопитель 8 кинетической энергии, выполненный в виде маховика, представляющего собой кольцо, навитое из высокопрочного углеродного волокна, размещенного в герметичном кольцевом корпусе. Происходит режим запасания энергии.When the vehicle 14 is moving, air flow at a speed of 2 m / s to 60 m / s through the confuser 2 enters the blades 5 of the wind wheel 11 with the rim 10 installed in the frame 12. The air masses communicate the kinetic energy of the movement of the blades 5 of the wind wheel 11 with the rim 10 located on the shaft 9, where it is converted into mechanical energy, the generator 6 rotates on the shaft 9, fixed to the wind wheel 11 with the rim 10 and converts the rotation of the wind wheel 11 into electrical energy. From the generator 6 through the storage device 7, electricity is sent to the consumer. An energy release mode occurs. When the vehicle 14 moves from the rotation of the wind wheel 11 with the rim 10 under the influence of the air flow, the kinetic mechanical energy is transmitted to the kinetic energy storage 8, made in the form of a flywheel, which is a ring wound from high-strength carbon fiber placed in a sealed annular housing. An energy storage mode occurs.

В сравнении с прототипом заявляемая роторная ветроэнергетическая установка имеет более высокую энергоэффективность.In comparison with the prototype of the inventive rotary wind power installation has a higher energy efficiency.

Claims

A rotary wind energy installation with a kinetic energy storage device for a vehicle mounted on the roof of a vehicle cabin and comprising a rotor, a rotational energy into electrical energy converter connected to an accumulating device, and a kinetic energy storage device in the form of a flywheel, characterized in that the rotor of the wind energy installation is made in the form of a multi-blade wind wheel with curved blades of an aerodynamic profile mounted on a horizontal shaft with bearings and equipped with a rim, the energy converter of rotation into electrical energy is a generator located behind the wind wheel on the same shaft with it, a kinetic energy drive in the form of a flywheel is mounted on the rim of the wind wheel, while the rotor with the flywheel and the generator are placed in a common frame with an inlet in front made in the form of a confuser, and behind - the outlet made in the form of a diffuser.