RU2229621C2

RU2229621C2 - Method of and device for converting low-potential energy of flow

Info

Publication number: RU2229621C2
Application number: RU2002100030/06A
Authority: RU
Inventors: В.М. Соболев (RU); В.М. Соболев; Алим Иванович Чабанов (UA); Алим Иванович Чабанов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная корпорация "ЭЛЕВИТ"
Priority date: 2002-01-04
Filing date: 2002-01-04
Publication date: 2004-05-27

Abstract

FIELD: energy converters. SUBSTANCE: invention is designed for converting low-potential energy of air flow into mechanical or electric energy. According to proposed method air flow is delivered through draft tube to turbine wheel and its energy-generating elements with subsequent conversion of energy of air flow into mechanical or electric energy. With air flow passing through draft tube before getting onto turbine wheel, cross-section of flow is divided into parallel isolated channels concentrically distributed over entire cross-section of flow, each flow being directed to corresponding section of turbine wheel whose energy-generating elements are also divided into concentrical energy independent sections, and mechanical or electric energy obtained is synchronized and brought in compliance with consumer's characteristics. Device contains wind turbine rotors with blades enclosed in draft tubes and energy-generating elements. Rotors are made in form of energy-differentiating bushings coaxially mounted in draft tube and rotating on independent concentric ring fixed supports. Recesses to pass air flow are formed between fixed supports. Each rotating energy differentiating-bushing and fixed support corresponding to said bushing are furnished with self-contained sections of electric generator whose elements are arranged opposite to each other on bushings and supports. EFFECT: increased efficiency at energy conversion. 23 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к технологии преобразования низкопотенциальной энергии воздушного потока в механическую или электрическую энергию.The invention relates to a technology for converting low potential energy of an air stream into mechanical or electrical energy.

В мощных ветроэнергетических установках неизбежно применение ветротурбин большого диаметра. В этом случае для достижения высокого КПД ветротурбины необходимо в расчетах сводить в одни зависимости линейные скорости движения лопастей на различных радиальных расстояниях от оси вращения, скорость перпендикулярного движения воздушного потока и скорость распространения звука в воздушной среде. Так, если принять обычный генератор с наружным диаметром вращающейся части в 1 м, то линейная скорость его поверхности вращения при 3000 об/мин достигает значения половины величины скорости звука в воздушной среде. Такая скорость резко повышает эффективность использования меди и электротехнической стали на каждый киловатт мощности, однако требует своих технических решений по повышению качества бандажной проволоки и прочих вращающихся частей электрогенератора. В случае с ветротурбиной эта проблема значительно усложняется: если диаметр вращающихся элементов ветротурбины составляет 60 м, то при угловой скорости вращения 60 об/мин линейная скорость на внешнем диаметре составляет величину, равную половине скорости звука в воздушной среде, а при 120 об/мин равна ей. Это - критическая граница скорости, т.к. за ее пределами компонента энергий ветрового потока в виде его давления уже не будет успевать за убеганием поверхности лопасти. Положение с соотношением реальной скорости воздушного потока и скорости перемещения поверхностей лопастей еще более сложно: необходимо обеспечить согласованное действие скорости и давления воздухопотока, т.е. снизить угловую скорость ветротурбины. С другой стороны, если скорость линейного движения поверхностей лопастей на внешнем диаметре в 50 м достигает скорости звука в воздухе, то в этой же турбине поверхности лопастей на диаметре в 6 м движутся с линейной скоростью в 10 раз ниже, и значит, эта часть турбины используется лишь частично, в том числе по КПД. Поэтому варианты подключения к валу такой турбины нескольких валов электрогенераторов через передачи не приводят к конкурентоспособному техническому решению в сравнении с относительно малыми по размерам высокоскоростными паротурбогенераторами.In powerful wind power installations, the use of large diameter wind turbines is inevitable. In this case, in order to achieve a high efficiency of the wind turbine, it is necessary in the calculations to reduce linear dependences of the speed of the blades at different radial distances from the axis of rotation, the speed of the perpendicular movement of the air flow and the speed of sound propagation in the air. So, if we take a conventional generator with an outer diameter of the rotating part of 1 m, then the linear speed of its surface of rotation at 3000 rpm reaches half the speed of sound in air. This speed dramatically increases the efficiency of using copper and electrical steel for every kilowatt of power, however, it requires its own technical solutions to improve the quality of the retaining wire and other rotating parts of the generator. In the case of a wind turbine, this problem is significantly complicated: if the diameter of the rotating elements of the wind turbine is 60 m, then at an angular speed of rotation of 60 rpm, the linear speed on the outer diameter is equal to half the speed of sound in air, and at 120 rpm her. This is a critical speed limit, since beyond its limits, the energy component of the wind flow in the form of its pressure will no longer keep pace with the runaway surface of the blade. The position with the ratio of the real air flow velocity to the speed of movement of the surfaces of the blades is even more complicated: it is necessary to ensure a coordinated effect of the air flow velocity and pressure, i.e. reduce the angular velocity of the wind turbine. On the other hand, if the linear velocity of the surfaces of the blades at an external diameter of 50 m reaches the speed of sound in air, then in the same turbine the surfaces of the blades at a diameter of 6 m move with a linear speed of 10 times lower, which means that this part of the turbine is used only partially, including efficiency. Therefore, the options for connecting several shafts of electric generators to the shaft of such a turbine through gears do not lead to a competitive technical solution in comparison with the relatively small in size high-speed steam turbine generators.

Таким решением является а.с. СССР 1078120 от 1984 г. МКИ F 03 D 1/00, по которому ветродвигатель содержит башню с головкой и ветроколеса, установленные на концентрически расположенных в головке валах и имеющие каждое внутренний и наружный обод с размещенными между ними лопастями. Ветроколеса расположены соосно в порядке возрастания диаметров их ободов в направлении к башне. Предполагается, что давлением ветра на лопасти ветроколеса приходят во вращение, но с разными угловыми скоростями. Передаточные числа зубчатых передач от вала ветроколес на центральный вал двигателя согласованы с частотами вращения ветроколес.Such a solution is A.S. USSR 1078120 from 1984 MKI F 03 D 1/00, according to which the wind turbine comprises a tower with a head and wind wheels mounted on shafts concentrically located in the head and having each inner and outer rim with blades placed between them. Windwheels are arranged coaxially in order of increasing diameters of their rims towards the tower. It is assumed that wind pressure on the blades of a wind wheel comes into rotation, but with different angular velocities. The gear ratios of the gears from the wind wheel shaft to the central shaft of the engine are consistent with the rotational speeds of the wind wheels.

Известен преобразователь воздушного потока, представляющий собой смонтированные на поворотном устройстве спаренные через редуктор турбины или вертикально расположенные турбины, соединенные клиноременной передачей (патент США 4074951 от 1978 г. МКИ F 03 D 3/04). Недостатком этой конструкции является ее громоздкость, металлоемкость, связь через редукторы требует дополнительной затраты энергии, а клиноременная передача делает установку нерентабельной.Known air flow transducer, which is mounted on a rotary device paired through a gear turbines or vertically located turbines connected by a V-belt transmission (US patent 4074951 from 1978 MKI F 03 D 3/04). The disadvantage of this design is its cumbersomeness, metal consumption, communication via gearboxes requires additional energy costs, and V-belt transmission makes the installation unprofitable.

Наиболее близким аналогом, принимаемым за прототип заявленного способа преобразования низкопотенциальной энергии воздушного потока и устройства для осуществления этого способа, является силовая установка ветроэлектродвигателя, содержащая энергоблок, кинематически связанный с ветродвигателем, состоящим из четырех ветроколес барабанного типа с лопастями, размещенных в тяговых трубах попарно друг над другом. Энергоблок снабжен по меньшей мере двумя генераторами разной мощности, установленными на общем валу. При работе силовой установки воздушный поток подают через трубу на турбинное колесо и его энергогенерирующие элементы, а затем преобразуют его энергию в механическую или электрическую (патент России 2000467 от 1993 г. МКИ F 03 D 1/02). Недостаток прототипа заключается в том, что ветроколеса имеют ограниченный наружный диаметр и соединены механически (при помощи целей Галя) в единый агрегат, что не позволяет создать ветроколеса большого диаметра, способные одинаково эффективно получать энергию как в центре колеса, так и на его периферии.The closest analogue adopted for the prototype of the claimed method of converting low-potential energy of the air flow and the device for implementing this method is a wind turbine power plant containing a power unit kinematically connected to a wind turbine consisting of four drum-type wind turbines with blades placed in traction tubes in pairs one above the other friend. The power unit is equipped with at least two generators of different capacities mounted on a common shaft. When the power plant is operating, the air flow is fed through the pipe to the turbine wheel and its energy generating elements, and then its energy is converted into mechanical or electrical energy (Russian patent 2000467 of 1993 MKI F 03 D 1/02). The disadvantage of the prototype is that the wind wheels have a limited outer diameter and are connected mechanically (using Galya targets) into a single unit, which does not allow the creation of large diameter wind wheels that can equally efficiently receive energy both in the center of the wheel and on its periphery.

Задача предлагаемого изобретения состоит в том, чтобы повысить КПД блока "ветротурбина - генератор" путем создания ветротурбины диаметром до 100 и более метров для гелиоэнергетических систем мощностью более 100 тыс. кВт при технически и экономически конкурентоспособных технических решениях по сравнению с существующими теплоэлектроцентралями, работающими на углеводородном сырье, а также путем одинаково эффективного съема энергии как в центре ветротурбины, так и на ее периферии.The objective of the invention is to increase the efficiency of the block "wind turbine - generator" by creating a wind turbine with a diameter of up to 100 meters or more for solar power systems with a capacity of more than 100 thousand kW with technically and economically competitive technical solutions in comparison with existing heat and power plants operating on hydrocarbon raw materials, as well as by equally efficient energy removal both in the center of the wind turbine and on its periphery.

Эта задача решается тем, что способ преобразования низкопотенциальной энергии воздушного потока заключается в подаче через тяговую трубу на турбинное колесо и его энергогенерирующие элементы воздушного потока с последующим преобразованием его энергии в механическую или электрическую. При прохождении потока через тяговую трубу перед его поступлением на турбинное колесо поперечное сечение потока разделяют на параллельные расположенные изолированно друг от друга каналы, концентрически распределенные по всему поперечному сечению потока, причем каждый из потоков направляют на соответствующий участок турбинного колеса, энергогенерирующие элементы которого также разделяют на концентрические энергонезависимые друг от друга участки, а полученную механическую или электрическую энергию синхронизируют и приводят в соответствие к потребительским показателям. Энергогенерирующие элементы выполняют в виде электрогенерирующих секций электрофорного преобразования энергии, трущиеся поверхности которого покрывают энергетически сопряженными материалами. Энергогенерирующие элементы выполняют из стекла и эбонита.This problem is solved by the fact that the method of converting low-potential energy of the air flow is to supply air through the traction pipe to the turbine wheel and its energy-generating elements, followed by the conversion of its energy into mechanical or electrical. When the flow passes through the traction pipe before it enters the turbine wheel, the cross section of the stream is divided into parallel channels, isolated from one another, concentrically distributed over the entire cross section of the stream, each of the flows being directed to the corresponding section of the turbine wheel, the energy generating elements of which are also divided into concentric areas non-volatile from each other, and the resulting mechanical or electrical energy is synchronized and brought into correspondence etstvie to consumer indicators. Energy-generating elements are performed in the form of electro-generating sections of electrophore energy conversion, the friction surfaces of which are coated with energetically conjugated materials. Energy generating elements are made of glass and ebonite.

Устройство для преобразования низкопотенциальной энергии воздушного потока содержит заключенные в тяговых трубах роторов ветротурбины с лопастями и энергогенерирующие элементы. Роторы выполнены в виде вращающихся на независимых друг от друга концентрических кольцевых неподвижных опорах энергодифференцирующих втулок, коаксиально смонтированных в тяговой трубе. Между концентрическими кольцевыми неподвижными опорами образованы проемы для пропуска воздушного потока. Каждая из вращающихся энергодифференцируюших втулок и соответствующая ей неподвижная опора снабжены автономными секциями электрогенератора, энергогенерирующие элементы которого в виде постоянных магнитов и электрических обмоток с магнитопроводами расположены напротив друг друга на втулках и опорах. Постоянные магниты электрогенератора могут быть установлены на свободных от лопастей поверхностях энергодифференцирующих втулок, а электрические обмотки и магнитопроводы закреплены напротив постоянных магнитов на неподвижных опорах или, наоборот, электрические обмотки и магнитопроводы электрогенератора установлены на свободных от лопастей поверхностях энергодифференцирующих втулок, а постоянные магниты закреплены напротив электрических обмоток и магнитопроводов на неподвижных опорах. Элементы секций электрогенераторов могут быть утоплены в поверхность энергодифференцирующих втулок. Энергодифференцирующие втулки снабжены независимыми друг от друга заслонками. Наружные поверхности энергодифференцирующих втулок стянуты бандажными канатами. К бандажным канатам закреплены одним своим концом предварительно напряженные радиальные канаты, другой конец которых смонтирован на внешнем ребре соответствующей канату лопасти. Аэродинамическая поверхность лопастей зафиксирована профилирующими канатами. Втулки могут быть выполнены составными по высоте из колец, снабженных вертикальными каналами, сквозь которые пропущены вертикальные канатные стяжки. Лопасти могут быть выполнены гибкими из тонколистовой стали, закрепленными на поверхности энергодифференцирующих втулок в профильных пазах. На поверхности лопастей смонтированы поперечные канатные стяжки, размещенные поперек профилирующих канатов и закрепленные относительно них. Профилирующие канаты предварительно напряжены относительно бандажных канатов. Лопасти могут быть выполнены гибкими из пленочных материалов, армированных полимерными трубками, сквозь которые пропущены поперечные канатные стяжки и профилирующие канаты. Секции электрогенератора каждой энергодифференцирующей втулки синхронизированы на выходе друг с другом и приведены по электрическим параметрам к требованиям потребительской сети. Поверхности неподвижных опор и вращающихся энергодифференцирующих втулок выполнены соприкасающимися и на поверхности неподвижных опор или вращающихся энергодифференцирующих втулок нанесено тонкопленочное покрытие одного из электрически сопряженных материалов, а другой электрически сопряженный материал также в виде пленки нанесен на соответствующую поверхность вращающихся энергодифференцирующих втулок или неподвижных опор в зоне их соприкосновения. В качестве электрически сопряженных материалов могут быть применены эбонит и стекло. Опоры вращения могут быть выполнены в виде магнитной удерживающей подушки или в виде воздушной подушки, или в виде закрепленных на соприкасающихся поверхностях неподвижных опор и вращающихся энергодифференцирующих втулок второпластовых вкладышей, покрытых жидкой смазкой. На поверхности неподвижных опор или вращающихся энергодифференцирующих втулок образовано коротковорсовое покрытие из токопроводящих материалов, защищенное слоем вещества с малым сопротивлением приповерхностного выхода электронов, а на соответствующей поверхности вращающихся энергодифференцирующих втулок или неподвижных опор смонтированы токосниматели, выполненные в виде кистей из гибкого электропроводящего материала, причем поверхности коротковорсового покрытия и кистей покрыты слоями энергетически сопряженных материалов.A device for converting low-potential energy of the air flow contains wind turbines with blades enclosed in traction tubes of rotors and power generating elements. The rotors are made in the form of concentric annular stationary supports rotating on independent from one another energy-differentiating bushings coaxially mounted in the traction pipe. Between the concentric annular fixed supports are openings for the passage of air flow. Each of the rotating energy-differentiating bushings and the corresponding fixed support are equipped with autonomous sections of an electric generator, the energy-generating elements of which are in the form of permanent magnets and electric windings with magnetic cores opposite each other on the bushes and supports. Permanent magnets of the electric generator can be installed on the surfaces of the energy-differentiating bushings free from the blades, and electric windings and magnetic circuits are mounted opposite the permanent magnets on the fixed supports or, conversely, the electric windings and magnetic circuits of the electric generator are mounted on the surfaces of the energy-differentiating bushings free from the blades, and the permanent magnets are fixed opposite the electric windings and magnetic cores on fixed supports. Elements of sections of electric generators can be recessed into the surface of energy differentiating bushings. The energy differentiating bushings are provided with independent dampers. The outer surfaces of the energy differentiating bushings are tightened with retaining ropes. To the retaining ropes are fixed at one end pre-stressed radial ropes, the other end of which is mounted on the outer edge of the blades corresponding to the rope. The aerodynamic surface of the blades is fixed by profiling ropes. The bushings can be made integral in height from rings equipped with vertical channels through which vertical cable ties are passed. The blades can be made flexible of sheet steel, mounted on the surface of the energy-differentiating bushings in profile grooves. On the surface of the blades mounted transverse cable ties placed across the profiling ropes and fixed relative to them. Profile ropes are prestressed relative to retaining ropes. The blades can be made flexible of film materials reinforced with polymer tubes, through which transverse rope ties and profiling ropes are passed. The electric generator sections of each energy differentiating sleeve are synchronized at the output with each other and are given, by electrical parameters, to the requirements of the consumer network. The surfaces of the fixed supports and rotating energy-differentiating bushes are made in contact and a thin-film coating of one of the electrically conjugated materials is applied on the surface of the fixed supports or rotating energy-differentiating bushes, and the other electrically conjugated material is also applied in the form of a film on the corresponding surface of the rotating energy-differentiating bushes or fixed supports in their area . As electrically conjugated materials, ebonite and glass may be used. Rotation bearings can be made in the form of a magnetic holding cushion or in the form of an air cushion, or in the form of fixed supports fixed on contacting surfaces and rotating energy-differentiating bushes of second-layer liners coated with liquid lubricant. A short pile coating of conductive materials is formed on the surface of the fixed supports or rotating energy-diffusing sleeves, protected by a layer of a substance with a low resistance of surface exit of electrons, and current collectors made in the form of brushes made of flexible electrically conductive material are mounted on the corresponding surface of the rotating energy differentiation bushings or fixed supports, and the surfaces are short coatings and brushes are covered with layers of energetically conjugated materials.

Сопоставительный анализ предложенного способа преобразования низкопотенциальной энергии воздушного потока с прототипом показывает, что он отличается тем, что при прохождении потока через тяговую трубу перед его поступлением на турбинное колесо поперечное сечение потока разделяют на параллельные расположенные изолированно друг от друга каналы, концентрически распределенные по всему поперечному сечению потока, причем каждый из потоков направляют на соответствующий участок турбинного колеса, энергогенерирующие элементы которого также разделяют на концентрические энергонезависимые друг от друга участки, а полученную механическую или электрическую энергию синхронизируют и приводят в соответствие к потребительским показателям. Энергогенерирующие элементы выполняют в виде электрогенерирующих секций электрофорного преобразования энергии, трущиеся поверхности которого покрывают энергетически сопряженными материалами. Энергогенерирующие элементы выполняют из стекла и эбонита.A comparative analysis of the proposed method for converting low-potential energy of the air flow with the prototype shows that it differs in that when the flow passes through the traction pipe before it enters the turbine wheel, the cross section of the flow is divided into parallel channels, isolated from one another, concentrically distributed over the entire cross section flow, and each of the flows is directed to the corresponding section of the turbine wheel, the energy generating elements of which they are also divided into concentric sections that are non-volatile from each other, and the resulting mechanical or electrical energy is synchronized and brought into line with consumer indicators. Energy-generating elements are performed in the form of electro-generating sections of electrophore energy conversion, the friction surfaces of which are coated with energetically conjugated materials. Energy generating elements are made of glass and ebonite.

Сопоставительный анализ заявленного устройства для преобразования низкопотенциальной энергии воздушного потока с прототипом показывает, что предложенное устройство отличается тем, что роторы выполнены в виде вращающихся на независимых друг от друга концентрических кольцевых неподвижных опорах энергодифференцирующих втулок, коаксиально смонтированных в тяговой трубе. Между концентрическими кольцевыми неподвижными опорами образованы проемы для пропуска воздушного потока. Каждая из вращающихся энергодифференцирующих втулок и соответствующая ей неподвижная опора снабжены автономными секциями электрогенератора, энергогенерирующие элементы которого в виде постоянных магнитов и электрических обмоток с магнитопроводами расположены напротив друг друга на втулках и опорах. Постоянные магниты электрогенератора могут быть установлены на свободных от лопастей поверхностях энергодифференцирующих втулок, а электрические обмотки и магнитопроводы закреплены напротив постоянных магнитов на неподвижных опорах или наоборот, электрические обмотки и магнитопроводы электрогенератора установлена на свободных от лопастей поверхностях энергодифференцирующих втулок, а постоянные магниты закреплены напротив электрических обмоток и магнитопроводов на неподвижных опорах. Элементы секций электрогенераторов могут быть утоплены в поверхность энергодифференцирующих втулок. Энергодифференцирующие втулки снабжены независимыми друг от друга заслонками. Наружные поверхности энергодифференцирующих втулок стянуты бандажными канатами. К бандажным канатам закреплены одним своим концом предварительно напряженные радиальные канаты, другой конец которых смонтирован на внешнем ребре соответствующей канату лопасти. Аэродинамическая поверхность лопастей зафиксирована профилирующими канатами. Втулки могут быть выполнены составными по высоте из колец, снабженных вертикальными каналами, сквозь которые пропущены вертикальные канатные стяжки. Лопасти могут быть выполнены гибкими из тонколистовой стали, закрепленными на поверхности энергодифференцирующих втулок в профильных пазах. На поверхности лопастей смонтированы поперечные канатные стяжки, размещенные поперек профилирующих канатов и закрепленные относительно них. Профилирующие канаты предварительно напряжены относительно бандажных канатов. Лопасти могут быть выполнены гибкими из пленочных материалов, армированных полимерными трубками, сквозь которые пропущены поперечные канатные стяжки и профилирующие канаты. Секции электрогенератора каждой энергодифференцирующей втулки синхронизированы на выходе друг с другом и приведены по электрическим параметрам к требованиям потребительской сети. Поверхности неподвижных опор и вращающихся энергодифференцирующих втулок выполнены соприкасающимися и на поверхности неподвижных опор или вращающихся энергодифференцирующих втулок нанесено тонкопленочное покрытие одного из электрически сопряженных материалов, а другой электрически сопряженный материал также в виде пленки нанесен на соответствующую поверхность вращающихся энергодифференцирующих втулок или неподвижных опор в зоне их соприкосновения. В качестве электрически сопряженных материалов могут быть применены эбонит и стекло. Опоры вращения могут быть выполнены в виде магнитной удерживающей подушки или в виде воздушной подушки, или в виде закрепленных на соприкасающихся поверхностях неподвижных опор и вращающихся энергодифференцирующих втулок второпластовых вкладышей, покрытых жидкой смазкой. На поверхности неподвижных опор или вращающихся энергодифференцирующих втулок образовано коротковорсовое покрытие из токопроводящих материалов, защищенное слоем вещества с малым сопротивлением приповерхностного выхода электронов, а на соответствующей поверхности вращающихся энергодифференцирующих втулок или неподвижных опор смонтированы токосниматели, выполненные в виде кистей из гибкого электропроводящего материала, причем поверхности коротковорсового покрытия и кистей покрыты слоями энергетически сопряженных материалов.A comparative analysis of the claimed device for converting low-potential energy of the air flow with the prototype shows that the proposed device is characterized in that the rotors are made in the form of concentric annular stationary supports of energy-differentiating sleeves rotating on one another, coaxially mounted in the traction pipe. Between the concentric annular fixed supports are openings for the passage of air flow. Each of the rotating energy-differentiating bushes and the corresponding fixed support are equipped with autonomous sections of an electric generator, the energy-generating elements of which are in the form of permanent magnets and electric windings with magnetic cores opposite each other on the bushes and supports. Permanent magnets of the electric generator can be installed on the surfaces of the energy-differentiating bushings free from the blades, and electric windings and magnetic circuits are mounted opposite the permanent magnets on the fixed supports or vice versa, the electric windings and magnetic circuits of the electric generator are mounted on the surfaces of the differentiating bushes free from the blades, and the permanent magnets are fixed opposite the electric windings and magnetic cores on fixed supports. Elements of sections of electric generators can be recessed into the surface of energy differentiating bushings. The energy differentiating bushings are provided with independent dampers. The outer surfaces of the energy differentiating bushings are tightened with retaining ropes. To the retaining ropes are fixed at one end pre-stressed radial ropes, the other end of which is mounted on the outer edge of the blades corresponding to the rope. The aerodynamic surface of the blades is fixed by profiling ropes. The bushings can be made integral in height from rings equipped with vertical channels through which vertical cable ties are passed. The blades can be made flexible of sheet steel, mounted on the surface of the energy-differentiating bushings in profile grooves. On the surface of the blades mounted transverse cable ties placed across the profiling ropes and fixed relative to them. Profile ropes are prestressed relative to retaining ropes. The blades can be made flexible of film materials reinforced with polymer tubes, through which transverse rope ties and profiling ropes are passed. The electric generator sections of each energy differentiating sleeve are synchronized at the output with each other and are given, by electrical parameters, to the requirements of the consumer network. The surfaces of the fixed supports and rotating energy-differentiating bushes are made in contact and a thin-film coating of one of the electrically conjugated materials is applied on the surface of the fixed supports or rotating energy-differentiating bushes, and the other electrically conjugated material is also applied in the form of a film on the corresponding surface of the rotating energy-differentiating bushes or fixed supports in their area . As electrically conjugated materials, ebonite and glass may be used. Rotation bearings can be made in the form of a magnetic holding cushion or in the form of an air cushion, or in the form of fixed supports fixed on contacting surfaces and rotating energy-differentiating bushes of second-layer liners coated with liquid lubricant. A short pile coating of conductive materials is formed on the surface of the fixed supports or rotating energy-diffusing sleeves, protected by a layer of a substance with a low resistance of surface exit of electrons, and current collectors made in the form of brushes made of flexible electrically conductive material are mounted on the corresponding surface of the rotating energy differentiation bushings or fixed supports, and the surfaces are short coatings and brushes are covered with layers of energetically conjugated materials.

Проведенный анализ указывает на наличие новизны в заявленном изобретении.The analysis indicates the presence of novelty in the claimed invention.

Сравнение предложенных способа и устройства с другими известными техническими решениями аналогичного назначения показывает, что разделение поперечного сечения воздушного потока на параллельные расположенные изолированно друг от друга каналы, концентрически распределенные по всему сечению ветропотока в тяговой трубе, а также разделение энергогенерирующих элементов на концентрические энергонезависимые друг от друга участки при помощи коаксиально смонтированных энергодифференцирующих втулок, установленных с возможностью вращения на независимых друг от друга индивидуальных неподвижных опорах в сочетании с монтажом на каждой из вращающихся энергодифференцирующих втулок и соответствующих ей неподвижной опоре автономных секций единого электрогенератора, позволяют одинаково эффективно снимать энергию как в центре ветротурбины, так и на ее периферии, создавая условия для конструирования ветротурбоколес большого диаметра и большой мощности, что повышает КПД установки, позволяет снизить расход меди и в конечном счете создавать конструкции гелиоветродвигателей, конкурентноспособных с существующими теплоэлектростанциями, работающими на углеводородном сырье. При этом гелиоветродвигатели в отличие от теплоэлектростанций на углеводородном сырье будут обладать экологической чистотой.A comparison of the proposed method and device with other known technical solutions for a similar purpose shows that the separation of the cross section of the air flow into parallel channels, isolated from each other, concentrically distributed over the entire cross section of the wind flow in the traction pipe, as well as the separation of energy-generating elements into concentric non-volatile from each other sections using coaxially mounted energy-differentiating sleeves mounted rotatably on independent from each other individual fixed supports in combination with the installation on each of the rotating energy-differentiating bushes and the corresponding stationary support of the autonomous sections of a single electric generator, they can equally efficiently remove energy both in the center of the wind turbine and on its periphery, creating conditions for the construction of large wind turbines diameter and high power, which increases the efficiency of the installation, allows to reduce copper consumption and ultimately to create designs of solar motors, to competitive with existing hydrocarbon-fired power plants. In this case, solar electric motors, unlike thermal power plants based on hydrocarbon raw materials, will have environmental cleanliness.

Приведенное сравнение показывает, что при применении заявленного способа и устройства для его осуществления решается поставленная перед изобретением задача и достигается новый, ранее неизвестный положительный эффект.The above comparison shows that when applying the claimed method and device for its implementation, the task of the invention is solved and a new, previously unknown positive effect is achieved.

Изобретение поясняется на примере его выполнения в составе гелиоэнергетической установки.The invention is illustrated by the example of its implementation as part of a solar energy installation.

На фиг.1-5 изображено:Figure 1-5 shows:

- на фиг.1 - турбинное колесо, вид в плане;- figure 1 - turbine wheel, view in plan;

- на фиг.2 - воздухоподводящие каналы и вертикальное сечение турбинного колеса;- figure 2 - air supply channels and a vertical section of the turbine wheel;

- на фиг.3 - принципиальная схема электрогенераторного блока;- figure 3 is a schematic diagram of a power generating unit;

- на фиг.4 - принципиальная схема интегральной синхронизации:- figure 4 is a schematic diagram of integrated synchronization:

- на фиг.5 - схема энергопреобразующего канала.- figure 5 is a diagram of an energy converting channel.

Устройство для преобразования низкопотенциальной энергии воздушного потока гелиоэнергетической установки выполнено в виде тяговой трубы 1, поперечное сечение которой разделено на энергопреобразующие каналы 2 посредством энергодифференцирующих цилиндрических втулок 3, между которыми закреплены лопасти 4 турбоколеса (на фиг.1 и 2 условно представлены несколькими фрагментами). Наружные поверхности энергодифференцирующих втулок стянуты бандажными канатами 5, расположенными по всей их высоте. К бандажным канатам на всех энергодифференцирующих втулках закреплены и предварительно напряжены радиальные канаты 6, которые при полной сбалансированности угловых скоростей вращения энергодифференцирущих втулок несут только радиальные усилия, заданные предварительным напряжением. Для автономного регулирования мощности воздушного потока 7 на выходе энергетических каналов смонтированы устройства 8, представляющие собой независимые друг от друга автоматически управляемые заслонки. Заслонки могут быть выполнены из пленочных материалов.A device for converting low-potential energy of the air flow of a solar energy installation is made in the form of a traction pipe 1, the cross section of which is divided into energy-transforming channels 2 by means of energy-differentiating cylindrical bushings 3, between which the turbo-wheel blades 4 are fixed (several fragments are conventionally represented in Figs. The outer surfaces of the energy differentiating sleeves are tightened by retaining ropes 5 located along their entire height. Radial ropes 6 are fixed and pre-strained to the retaining ropes on all energy-differentiation bushings, which, when the angular rotational speeds of the energy-differentiating bushings are completely balanced, bear only radial forces specified by the prestress. For autonomous control of the power of the air flow 7 at the output of the energy channels mounted devices 8, which are independent from each other automatically controlled shutters. The valves can be made of film materials.

Форма аэродинамической поверхности 9 лопастей 4 фиксируется профилирующими канатами 10. Профилирующие канаты предварительно напряжены относительно бандажных канатов 5. В случае выполнения лопастей 4 гибкими из тонколистовой стали, закрепляемой в профилеобразующих пазах, образованных на соответствующих поверхностях энергодифференцирующих втулок, конструктивные элементы крепления профилирующих канатов могут быть выполнены в виде канавок на поверхностях лопастей и узлов закрепления и предварительного напряжения профилирующих канатов относительно бандажных канатов 5. В случае изготовления гибких лопастей 4 с применением в качестве их поверхностей пленок конструктивные элементы, удерживающие профиль лопастей во время работы под давлением воздушного потока, могут быть выполнены с применением трубок из полимерного материала (устройства крепления лопастей не показаны). На поверхности лопастей 4 размещаются поперек профилирующих канатов 10 и закрепляются относительно них поперечные канатные стяжки 11. Аналогичные вертикальные канатные стяжки 12 проходят по каналам 13 внутри корпуса энергодифференцирующих втулок 3. Втулки 3 могут быть выполнены по высоте из составных колец, в этом случае вертикальные канатные стяжки 12 пропущены через эти кольца и за счет натяжения объединяют втулки в единый жесткий корпус. Канатные стяжки 12 могут проходить внутри корпусов втулок 3 или снаружи вдоль их поверхностей. Таким образом, поперечные канатные стяжки 11 увязывают вертикальные канатные стяжки 12, бандажные канаты 6 и профилирующие канаты 10, а также радиальные канаты 6 в единую сетку, являющуюся основой прочности и устойчивости всей конструкции при повышенных угловых скоростях вращения ветроколеса и при действии на него всей системы сил, включая осевые силы.The shape of the aerodynamic surface of the 9 blades 4 is fixed by the profiling ropes 10. The profiling ropes are pre-stressed with respect to the retaining ropes 5. If the blades 4 are flexible of thin-sheet steel, fixed in profile-forming grooves formed on the corresponding surfaces of the energy-differentiating bushings, the structural elements for fastening the profiling ropes can be made in the form of grooves on the surfaces of the blades and nodes of fastening and prestressing profiling rope relatively shroud ropes 5. In the case of the manufacture of flexible blades 4 with their surfaces as structural elements of films, the retaining profile of the blades during operation pressurized air stream can be performed using tubes of polymer material (blade attachment devices are not shown). On the surface of the blades 4 are placed across the profiling ropes 10 and transverse rope ties 11 are fixed relative to them. Similar vertical rope ties 12 pass through the channels 13 inside the housing of the energy-differentiating bushings 3. The bushings 3 can be made in height of composite rings, in this case, vertical rope ties 12 are passed through these rings and, due to the tension, combine the bushings into a single rigid casing. Cable ties 12 can extend inside the bushings 3 or externally along their surfaces. Thus, the transverse rope ties 11 tie the vertical rope ties 12, the retaining ropes 6 and the profiling ropes 10, as well as the radial ropes 6 into a single mesh, which is the basis of the strength and stability of the whole structure at elevated angular speeds of rotation of the wind wheel and when the whole system acts on it forces, including axial forces.

Энергодифференцирующие втулки 3 могут быть выполнены из легкого материала, каждая из них установлена на своем подшипнике, что позволяет им развивать высокие скорости вращения. Ветротурбина предложенной конструкции может иметь наружный диаметр внешнего лопастного колеса, до 100 м и более. Элементы секций электрогенераторов могут быть утоплены в поверхность энергодифференцирующих втулок 3.The energy differentiating sleeves 3 can be made of lightweight material, each of which is mounted on its own bearing, which allows them to develop high speeds of rotation. The wind turbine of the proposed design may have an outer diameter of the outer impeller, up to 100 m or more. Elements of sections of electric generators can be recessed into the surface of energy-differentiating bushings 3.

Энергодифференцирующие втулки 3 связаны энергопреобразующим электрогенерирующим блоком 14 чepeз промежуточные опоры 15 с тороидообразным вращающимся диском 16, входящим в состав электрогенерирующего блока 14, который представляет собой одну из электрогенерирующих секций единого электрогенератора. Промежуточные опоры 15 также могут быть выполнены составными из цилиндрических колец, объединенных при монтаже вертикальными канатными стяжками. Опоры вращения могут быть выполнены в виде магнитной удерживающей подушки или в виде воздушной подушки, а также в виде закрепленных на соприкасающихся поверхностях неподвижных опор и вращающихся энергодифференцирующих втулок второпластовых вкладышей, покрытых жидкой смазкой.The energy differentiating sleeves 3 are connected by an energy converting electric generating unit 14 through intermediate supports 15 to a toroid-like rotating disk 16, which is part of the electric generating unit 14, which is one of the electric generating sections of a single electric generator. Intermediate supports 15 can also be made integral of cylindrical rings, combined during installation by vertical cable ties. Rotation bearings can be made in the form of a magnetic holding cushion or in the form of an air cushion, as well as in the form of fixed supports fixed on contacting surfaces and rotating energy-differentiating bushes of second-layer liners coated with liquid lubricant.

Подвижная часть секции электрогенерирующего блока 14 содержит устройство для создания энерговозбуждающего поля, например постоянные магниты 17, и устройство, выполняющее функции силового элемента, дополнительно корректирующего силу энерговозбуждающего поля и выполненного в приведенном варианте в виде электромагнитной системы подвозбуждения 18. Относительно опоры вращения 15 постоянные магниты 17 и системы подвозбуждения 18 расположены концентрически в два ряда симметрично относительно оси споры. Снабженная электрическими катушками 19 неподвижная энергопреобразующая часть 20 секции электрогенерирующего блока 14 представляет собой два концентрических ряда развернутых силовых обмоток электрогенератора, закрепленных на неподвижной несущей платформе 21, на которой смонтирована также ответная неподвижная часть опоры вращения 15. На поверхности неподвижных опор или вращающихся энергодифференцирующих втулок может быть образовано коротковорсовое покрытие из токопроводящих материалов, защищенное слоем вещества с малым сопротивлением приповерхностного выхода электронов, а на соответствующей поверхности вращающихся энергодифференцирующих втулок или неподвижных опор смонтированы токосниматели, выполненные в виде кистей из гибкого электропроводящего материала, причем поверхности коротковорсового покрытия и кистей покрыты слоями энергетически сопряженных материалов (не показаны).The movable part of the section of the electric generating unit 14 contains a device for creating an energy-exciting field, for example, permanent magnets 17, and a device that performs the functions of a power element, additionally adjusting the strength of the energy-exciting field and made in the above embodiment in the form of an electromagnetic excitation system 18. Relative to the rotation support 15, permanent magnets 17 and overexcitation systems 18 are arranged concentrically in two rows symmetrically with respect to the axis of the spores. Equipped with electric coils 19, the stationary energy-converting part 20 of the section of the electric generating unit 14 is two concentric rows of unfolded power windings of the electric generator, mounted on a stationary supporting platform 21, on which a mating fixed part of the rotation support 15 is also mounted. On the surface of the fixed supports or rotating energy-differentiating bushes can be a short pile coating of conductive materials is formed, protected by a layer of a substance with a low resistance m of surface exit of electrons, and on the corresponding surface of rotating energy-differentiating bushings or fixed supports mounted collectors made in the form of brushes made of flexible electrically conductive material, and the surface of the short-coated coating and brushes are covered with layers of energetically conjugated materials (not shown).

Повышенные линейные скорости вращения постоянных магнитов 17 и системы подвозбуждения 18 на тороидообразном диске 16 позволяют выполнять неподвижные постоянные магниты 19 с их магнитопроводами легкими при малом числе витков и высококачественной изоляцией, что делает возможным электрогенерирующие секции доводить до мощности 30-35 кВт, продольно сокращая расход дорогостоящей меди.The increased linear rotational speeds of the permanent magnets 17 and the excitation system 18 on the toroidal disk 16 allow the stationary permanent magnets 19 to be made lightweight with a small number of turns and high-quality insulation, which makes it possible to bring the power generating sections to 30-35 kW, longitudinally reducing the cost of expensive copper.

Несущие платформы 21 установлены на фундаментной базе гелиоэнергетической установки и расположены концентрически относительно друг друга. Между элементами фундаментной базы выполнены технологические проемы и смонтированы не показанные на фиг.1-5 приспособления для монтажа и обслуживания ветротурбины и тяговой трубы. На концентрических несущих платформах, кроме того, смонтированы токораспределительные, вспомогательные энергопреобразующие и регулирующие системы, средства энергообеспечения опор вращения и т.п. элементы.Bearing platforms 21 are installed on the foundation base of a solar energy installation and are arranged concentrically relative to each other. Between the elements of the foundation base, technological openings are made and fixtures for mounting and servicing the wind turbine and traction pipe not shown in Figs. 1-5 are mounted. On concentric bearing platforms, in addition, current distribution, auxiliary energy converting and control systems, power supply for rotation supports, etc. are mounted. elements.

Системы подвозбуждения 18 могут быть смонтированы на неподвижной несущей платформе 21, тогда постоянные магниты 19 и устройство, выполняющие функции силового элемента, дополнительно корректирующего силу энерговозбуждающего поля и выполненного в приведенном варианте в виде электромагнитной системы подвозбуждения 18, должны размещаться на подвижной части опоры вращения 15.The excitation system 18 can be mounted on a fixed carrier platform 21, then the permanent magnets 19 and the device that perform the functions of the power element, additionally adjusting the strength of the energy-exciting field and made in the above embodiment in the form of an electromagnetic excitation system 18, must be placed on the moving part of the rotation support 15.

Разбивка классического генератора на плоские концентрические электрогенерирующие секции, кроме удешевления и повышения надежности электрогенерирующей конструкции, открывает и другие возможности усиления эффективности предложенного способа. В частности, электропреобразующие дисковые конструкции позволяют применить иные физические принципы получения электрического напряжения.The breakdown of the classical generator into flat concentric electric generating sections, in addition to cheaper and more reliable electric generating structures, opens up other possibilities for enhancing the efficiency of the proposed method. In particular, electro-converting disk structures allow the use of other physical principles for producing electrical voltage.

Секции электрогенерирующего блока 14 посредством полупроводникового коммутатора 22 соединены в последовательные электрические ветви, состав которых может регулироваться. Электрические ветви подключены к полупроводниковому синхронизатору 23, выход которого замкнут на потребляющую электрическую сеть 24. Электромагнитная система подвозбуждения 18, корректирующая величину энерговозбуждающего поля в секциях электрогенерирующего блока 14, электрически соединена с компьютерным центром 25, в функции которого входит, помимо прочего, управление процессом синхронизации параметров энергопреобразующих каналов с параметрами потребляющей электрической сети, распределение энергосодержания этих каналов и их электрических нагрузок по условиям текущей выработки товарной электроэнергии и по условиям отпуска электроэнергии на собственные нужды. Для регулирования энергосодержание воздушных потоков 7, направляемых в энергопреобразующие каналы I, II и III, автоматически управляемые заслонки 8 связаны через устройства управления 26 с компьютерным центром 25.The sections of the power generating unit 14 by means of a semiconductor switch 22 are connected in series to electrical branches, the composition of which can be regulated. The electrical branches are connected to a semiconductor synchronizer 23, the output of which is closed to the consuming electrical network 24. The electromagnetic excitation system 18, which corrects the magnitude of the energy-exciting field in the sections of the electricity generating unit 14, is electrically connected to the computer center 25, whose functions include, among other things, controlling the synchronization process parameters of energy-transforming channels with parameters of a consuming electric network, energy distribution of these channels and their electric eskih loads under the terms of the current generation of commercial electric power and on the conditions of electricity supply for its own needs. To regulate the energy content of air streams 7 directed to the energy-converting channels I, II and III, automatically controlled shutters 8 are connected through control devices 26 to the computer center 25.

Способ и устройство реализуются следующим образом.The method and device are implemented as follows.

Воздушный поток 7 поступает во внутреннюю полость ветротурбины, которая рассекает его на энергопреобразовательные каналы I, II и III посредством энергодифференцирующих втулок 3 и направляет его на лопасти 4. Кинетическая энергия движущегося воздушного потока и перепад давления в нем в области ветротурбины воздействуют на лопасти 4, в результате чего возникает крутящий момент относительно продольной осп ветротурбины. Под воздействием этого момента все энергодифференцирующие втулки 3 начинают вращаться, передавая крутящий момент на секции электрогенерирующего блока 14 и черев него на тороидообразный диск 16 с закрепленными в нем постоянными магнитами 17 и силовыми элементами 18 системы подвозбуждения.The air stream 7 enters the internal cavity of the wind turbine, which cuts it into energy converting channels I, II and III by means of energy differentiating sleeves 3 and directs it to the blades 4. The kinetic energy of the moving air stream and the pressure drop in it in the area of the wind turbine act on the blades 4, in resulting in a torque relative to the longitudinal smallpox of the wind turbine. Under the influence of this moment, all energy-differentiating sleeves 3 begin to rotate, transmitting torque to sections of the power generating unit 14 and through it to a toroid-shaped disk 16 with permanent magnets 17 fixed therein and power elements 18 of the excitation system.

Балансировку энергосодержания энергопреобразовательных каналов I, II и III осуществляют заслонками 8, которые регулируют скорости воздушных потоков в каждом из каналов. Балансировка может быть выполнена и другим способом: отдельные секции ветроколеса в виде энергодифференцирующих втулок 3 с закрепленными в них лопастями 4 и со связанными с ними секциями электрогенерирующего блока 14 выводятся из соответствующего энергопреобразовательного канала в зону обслуживания, а сам канал частично или полностью перекрывается заслонкой 8, тогда как другие секции ветротурбины продолжают работать.The balancing of the energy content of the energy conversion channels I, II and III is carried out by dampers 8, which regulate the speed of the air flow in each of the channels. Balancing can be done in another way: the individual sections of the wind wheel in the form of energy differentiating sleeves 3 with the blades 4 fixed in them and with the sections of the electric generating unit 14 connected to them are removed from the corresponding energy conversion channel to the service area, and the channel itself is partially or completely blocked by the shutter 8, while other sections of the wind turbine continue to operate.

Интегральная комплексная синхронизация энергопреобразовательных процессов с параметрами потребляющей электрической сети осуществляется при воздействии на ветротурбину общего воздушного потока 7 следующим образом: группы электрических катушек электрогенерирующих секций I, II и III соединяются последовательно и могут перекоммутироваться тиристорными коммутаторами 22, расположенными на неподвижных несущих платформах 21. Компоновка электрических ветвей позволяет устанавливать их напряжение в соответствии с напряжением потребляющей электрической сети, в том числе в случае общего изменения мощности воздушного потока 7 под воздействием атмосферных изменений.Integrated integrated synchronization of energy conversion processes with the parameters of the consuming electrical network is carried out when the wind turbine is exposed to a common air stream 7 as follows: groups of electric coils of the electricity generating sections I, II, and III are connected in series and can be switched by thyristor switches 22 located on fixed carrier platforms 21. Layout of electrical branches allows you to set their voltage in accordance with the voltage consuming electric ktricheskoy network, including in the case of a general power of the air flow 7 under the influence of atmospheric changes.

Электрические ветви параллелятся между собой в тиристорном преобразователе 23, в котором осуществляется также синхронное включение энергоустановки в потребляющую электрическую сеть. Точная подгонка синхронизирующих параметров осуществляется посредством конструктивных силовых элементов системы подвозбуждения 18, воздействующих на магнитный поток в воздушном зазоре, образованном между постоянными магнитами 17 и электрическими катушками 19. Силовые элементы системы подвозбуждения 18 - электрические обмотки на магнитопроводах - воздействуют на магнитный поток в диапазоне до 7% от общей величины магнитного потока. Воздействия на силовые элементы 18 осуществляются компьютерным центром 26, который вырабатывает оперативные решения в процессе синхронизации и инвариантные управляющие воздействия в соответствии с заложенной в него программой отпуска электроэнергии потребителям и краткосрочными прогнозами погодных условий окружающей среды и, следовательно, прогнозами энергосодержания воздушного потока 7. При этом происходит воздействие на положение автоматически управляемых заслонок 8, а также на другие устройства и системы, воздействующее на общее энергосодержание воздушного потока.The electric branches are parallel to each other in the thyristor converter 23, in which the power unit is also synchronously connected to the consuming electrical network. The exact adjustment of the synchronizing parameters is carried out by means of the structural power elements of the excitation system 18, acting on the magnetic flux in the air gap formed between the permanent magnets 17 and the electric coils 19. The power elements of the excitation system 18 - electric windings on the magnetic circuits - affect the magnetic flux in the range up to 7 % of the total magnetic flux. Impacts on the power elements 18 are carried out by the computer center 26, which generates operational decisions during the synchronization process and invariant control actions in accordance with the program for supplying electricity to consumers and short-term forecasts of weather conditions of the environment and, therefore, forecasts of the energy content of air flow 7. there is an impact on the position of automatically controlled shutters 8, as well as on other devices and systems, affecting the general the energy content of the air flow.

Конструктивно в секциях электрогенерирующих блоков 14 вместо магнитных систем 17 и 18 могут быть применены тонкопленочные покрытия, например, из кремния, а вместо электрических катушек могут быть установлены токосниматели, поверхности трения которых образованы нанесением тонких пленок энергетически сопряженных материалов, т.е. материалов, одни из которых теряют электроны, а другие их приобретают в результате механического теплового контакта этих веществ в процессе трения. В качестве таких материалов можно использовать, например, стекло и эбонит или современные композиции на основе кремния с присадками, создающими в одних слоях электронную, а в других "дырочную" проводимость.Structurally, thin film coatings, for example, silicon, can be used instead of magnetic systems 17 and 18 in sections of power generating units 14, and current collectors can be installed instead of electric coils, the friction surfaces of which are formed by applying thin films of energetically conjugated materials, i.e. materials, some of which lose electrons, while others acquire them as a result of mechanical thermal contact of these substances during friction. As such materials, for example, glass and ebonite or modern silicon-based compositions with additives that create electronic in some layers and “hole” conductivity can be used.

Предложенный способ может быть применен как для вертикальных, так и для горизонтально и наклонно направленных воздушных потоков. Однако конструктивное решение устройства для преобразования низкопотенциальной энергии воздушного потока будет иным.The proposed method can be applied both to vertical and horizontally and obliquely directed air flows. However, the design of the device for converting low-potential energy of the air flow will be different.

Claims

1. The method of converting low-potential energy of the air stream, which consists in supplying through the traction pipe to the turbine wheel and its energy-generating elements of the air stream with the subsequent conversion of its energy into mechanical or electrical, characterized in that when the stream passes through the traction pipe before it enters the turbine wheel the cross section of the flow is divided into channels isolated from one another, concentrically distributed over the entire cross section of the flow, each one of the flows is directed to the corresponding section of the turbine wheel, the energy generating elements of which are also divided into concentric sections that are non-volatile from each other, and the resulting mechanical or electrical energy is synchronized and brought into line with consumer indicators.

2. The method of converting low-potential energy of the air stream according to claim 1, characterized in that the energy-generating elements are in the form of electro-generating sections of electrophore energy conversion, the friction surfaces of which are coated with energetically conjugated materials.

3. The method of converting low-potential energy of the air stream according to claim 2, characterized in that the energy-generating elements are made of glass and ebonite.

4. A device for converting low-potential energy of the air flow, comprising wind turbines with blades enclosed in traction tubes of rotors and energy generating elements, characterized in that the rotors are made in the form of concentric annular stationary supports of energy differentiation bushings that are coaxially mounted in the traction pipe, moreover, between the concentric annular fixed supports formed openings for the passage of air flow, and each of the rotating energy of the differentiating bushings and the corresponding fixed support are provided with autonomous sections of an electric generator, the power generating elements of which are in the form of permanent magnets and electric windings with magnetic cores opposite each other on the bushes and supports.

5. The device for converting low potential energy according to claim 4, characterized in that the permanent magnets of the electric generator are mounted on the surfaces of the energy-differentiating bushings free from the blades, and the electrical windings and magnetic circuits are fixed opposite the permanent magnets on the fixed supports.

6. The device for converting low potential energy according to claim 4, characterized in that the electric windings and magnetic circuits of the electric generator are mounted on the surfaces of the energy-differentiating bushings free of blades, and the permanent magnets are fixed opposite the electric windings and magnetic circuits on fixed supports.

7. A device for converting low potential energy according to any one of claims 4, 5 and 6, characterized in that the elements of the sections of the electric generators are recessed into the surface of the energy differentiating bushings.

8. A device for converting low potential energy according to claim 4, characterized in that the energy-differentiating bushings are provided with independent dampers.

9. A device for converting low potential energy according to claim 4, characterized in that the outer surfaces of the energy differentiating sleeves are tightened with retaining ropes.

10. A device for converting low potential energy according to any one of claims 4 and 9, characterized in that the prestressed radial ropes are fixed to the retaining ropes at one end thereof, the other end of which is mounted on the outer edge of the corresponding blade rope.

11. Device for converting low potential energy according to any one of claims 4 and 9, characterized in that the aerodynamic surface of the blades is fixed by profiling ropes.

12. A device for converting low potential energy according to claim 4, characterized in that the bushings are made integral in height from rings equipped with vertical channels through which vertical cable ties are passed.

13. The device for converting low potential energy according to claim 4, characterized in that the blades are made of flexible sheet steel, mounted on the surface of the energy differentiating bushings.

14. Device for converting low potential energy according to any one of paragraphs.4, 9 and 10, characterized in that on the surface of the blades mounted transverse cable ties placed across the profiling ropes and fixed relative to them.

15. The device for converting low potential energy according to claim 4, characterized in that the profiling ropes are prestressed relative to the retaining ropes.

16. A device for converting low potential energy according to any one of paragraphs.4, 11 and 14, characterized in that the blades are made of flexible film materials reinforced with polymer tubes through which transverse cable ties and profiling ropes are passed.

17. The device for converting low potential energy according to claim 4, characterized in that the generator sections of each energy differentiating sleeve are synchronized at the output with each other and are shown in electrical parameters to the requirements of the consumer network.

18. The device for converting low potential energy according to claim 4, characterized in that the surfaces of the fixed supports and the rotating energy-differentiating bushings are made in contact and a thin-film coating of one of the electrically conjugated materials is applied on the surface of the fixed supports or rotating energy-differentiating sleeves, and the other electrically conjugated material is also in in the form of a film is deposited on the corresponding surface of rotating energy-differentiating bushings or fixed supports in the area of their contact novena.

19. A device for converting low potential energy according to claim 18, characterized in that ebonite and glass are used as electrically conjugated materials.

20. A device for converting low potential energy according to claim 4, characterized in that the rotation supports are made in the form of a magnetic holding pillow.

21. A device for converting low potential energy according to claim 4, characterized in that the rotation supports are made in the form of an air cushion.

22. The device for converting low potential energy according to claim 4, characterized in that the rotation supports are made in the form of fixed supports fixed on contacting surfaces and rotating energy-differentiating bushings of second-layer liners coated with liquid lubricant.

23. The device for converting low potential energy according to claim 4, characterized in that on the surface of the fixed supports or rotating energy-differentiating bushings, a short-tufted coating of conductive materials is formed, protected by a layer of a substance with a low resistance to surface exit of electrons, and on the corresponding surface of rotating energy-differentiating bushes or stationary mounted collectors made in the form of brushes made of flexible electrically conductive material, and the surfaces are otkovorsovogo coverage and hands covered with layers of energy coupling materials.