UA63583A - Pyramidal windmill - Google Patents

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до вітроенергетики і призначений для перетворення енергії природного повітряного 2 потоку (вітру) у механічну й електричну енергії.

Наявні аналоги вітряних двигунів з віссю обертання ротора перпендикулярної напрямку вітру не можуть конкурувати по одиничній потужності ветрозлектроустановок (ВЗУ) з ветродвигателями, вісь обертання ротора яких збігається з напрямком вітру (тобто з пропелернимиу) і тому в даний час менш поширені |див. 1, стр.7б) по наступним причинах: 70 Хоча вони приводяться в дію вітрами будь-якого напрямку і не мають потребу в системах орієнтації на вітер, як пропелерні, до того ж не потрібно улаштовувати вежі складної конструкції; не треба передбачати токосьемньй механізм, щоб не закручувався кабель; не треба будувати високі вежі, автори винаходів ветродвигателей з вертикальною віссю, по усьому видно, не досить добре представляють, як їхні винайдені конструкції поводяться при роботі в повітряному середовищі. А це виявилося дуже істотно! 12 Так, ветроустановка - аналог (див. 2| найбільш близький до мого винаходу (патент Росії Мо2009371 клас

ЕОЗДЗ/00), містить центральну вертикальну вісь і закріплені на ній увігнуті крила з подкрьілками. Метою даного винаходу було підвищення ККД двигуна. Однак повною мірою вона не могла бути досягнута з тієї причини, що, насамперед, містила чотири крила. Мої досвіди показали, що вже цього моменту (накопичення лопат) досить, щоб такий двигун з будь-якими конструкціями лопат, через наявний аеродинамічний опір, працював не ефективно. Навіть при середньому вітрі, що гальмує, паразитний ефект спостерігається навіч.

Інша ветроустановка - аналог |див. 3) також близький до мого винаходу Мо2067691, клас РОЗДЗ/00). Тут три штанги (що є оптимальним), але три кулясті чаші, установлені на їхніх кінцях, утворили проміжок між ними, у який вітер також проникає і "бьет" у третю лопату, роблячи значний аеродинамічний опір при роботі такого ветродвигателя. У цьому є відмітна помилка всіх конструкцій, що базуються на "коромислах": створюються плечі між центральною віссю й осями лопат, але і створюється "проран", у який спрямовується вітер і стає марним, « паразитним.

Аналізуючи обоє ці аналога, варто визнати, що якщо взяти в них позитивні моменти: кріплення лопат безпосередньо на вертикальну вісь, при цьому їхній повинно бути не більш і не менш трьох, як у другого аналога, то виходить конструкція електродвигуна близького до оптимального. о

Але потрібно ще врахувати, що кожна лопата повинна бути ефективним улавливателем вітрової механічної о енергії, максимальним сберегателем такий, легко рушати з місця, швидко набирати частоту обертання в початковій стадії розкручування і з високим ККД роботи. Усім цим вимогам відповідає конструкція о ветродвигателя, винайдена мною, забезпечуючи високий технічний результат і останнє слово у вітроенергетиці се взагалі. 3о Суть винаходу більш докладно пояснюється на схемі ВЗУ фіг.1; на фіг.2 зображені лопаті на осі і на фіг.З ее, - вид зверху. Зображені на схемі і фігурах елементи мають загальну цифрову нумерацію.

Трубчаста вісь 1 ветродвигателя в шарнірних з'єднаннях 2 і З спирається на підшипниковий блок 4 і фіксується верхнім підшипником 5. Опора б, у свою чергу, фіксує їх у своїх гніздах і самих не зварена, а на « болтах, чим забезпечується її міцність. Ротор ветродвигателя утвориться з прикріплених до вертикальної осі 1 З 50 трьох лопатей 7, установлених під кутом 120" друг до друга (фіг.3) і виконаних у виді порожніх чотиригранних с пірамід. Кожна піраміда прикріплена до осі 1, що має отвори, болтами таким чином, що одна сторона основи 8

Із» (фіг.2) кожної піраміди прилягає паралельно і впритул до згаданої осі 17 чи таким чином, що ділянка вертикальної осі є загальною стороною кожної піраміди. Висота й кожної піраміди і довжина сторони 8 знаходяться в співвідношенні 0.5:1.0. Більше не можна робити, тому що виступаюча частина кожної піраміди буде заслоняти порожню внутрішню частину сусідньої пірамідальної лопаті, і менше робити не бажано - б знижується ККД ветроустановки. оз Між собою три пірамідальні лопаті знизу і зверху повинні скріплюватися горизонтальними балками 14 і 15, а кожна лопаті забезпечуватися тросовою хрестовиною 16 і минаючим через її центр і вершину стрижень 17, на і-й який зручно в процесі експлуатації класти підмости, що забезпечить обслуговування лопат (ремонт, фарбування 0000 ітд).

Внутрішня порожниста частина 9 кожної пірамідальної лопаті разом із прилягаючої до неї стороною 10 с» сусідньої лопаті утворять пристрій, що уловлює вітровий потік, концентрує його в даній зоні й утворить аеродинамічний ефект: могутній напір-поштовх.

Виступаючі ж частини (верхня 11, нижня 12 і бічна 13) кожної лопаті є дуже ефективними відбивачами, тобто 25 розсікають і оптимально відхиляють вітровий турбулентний потік прочь, роблячи незначний аеродинамічний в. афект (опір) при русі ветродвигателя в ньому.

Усе це значно підвищує його ККД у порівнянні з дотепер відомими людству ветроагрегатами, що перетворять вітрову енергію в механічну, робить пірамідальний вітряної двигун (ПВД) переважаючим їхній по всіх параметрах, тобто ставить його поза конкуренцією. Для людства це рівносильно винаходу колеса! 60 Крім того, ПВД - це швидкохідна турбіна з великим моментом, що крутить, стало бути, не завжди потрібно застосовувати мультиплікатор. Необхідну швидкість обертання вала електрогенератора чи насоса він зможе забезпечити, значно підвищуючи ККД ВЗУ.

ПВД у конструктивному виконанні простий, компактні, не потрібно велика точність і можна використовувати будь-як матеріали при виготовленні, у разу три зкономичнее по матеріальних витратах у порівнянні з бо ветродвигателями близьких аналогів і вітряних двигунів узагалі.

ВЗУ з ПВД можна встановлювати на землі, між поверхами, над дахом будинку (цеху) чи на спеціальній вишці (опорі) аби була дотримана умова: він завжди повинний знаходитися "на сімох вітрах", де руху повітряного потоку не перешкоджають складки місцевості чи штучні спорудження. Виходить, обслуговувати їх, у більшості випадків, значно легше і дешевше.

ВЗУ з ПВД можуть бути значно працездатни в порівнянні з близькими аналогами і ветродвигателями взагалі.

Для їх не буде проблемою пускати в хід електрогенератори в 10 і більш тисяч квт. Тоді як, відповідно до повідомлень СМИ, з нині існуючих ВЗУ сама велика діє у ФРН. її потужність 2,5тис. квт, діаметр ротора і висота вежі 8Ом. 70 В даний час проектується ВЗУ до 3-5бтис. квт за рахунок збільшення довжини пропелерних лопат і висоти вежі установки, але їм ніколи не взяти рубіж у виробленні 1Отис. квт. ВЗУ ж, побудовані на основі ПВД, не тільки будуть здатні його взяти, але і перевершать його. Адже вони можуть розвиватися не по вертикалі, а по горизонталі. Варіанти конструктивних рішень таких ветрозлектростанций з ВЗУ на ПВД я можу надати.

Література: 1. Стаття "Час великої вітроенергетики", журнал "Електричні станції" Мо1, 2003р., Росія. 2. Стаття "Датсько-шведський проект у протоці Зресунн", журнал "Електричні станції", Мо1, 2003 р.

З. Опис винаходу до патенту Мо2009371, Росія. 4. Опис винаходу до патенту Мо2067691, Росія.

Claims (6)

Формула винаходу

1. Вітряний двигун, що містить прикріплені до вертикальної осі лопаті, який відрізняється тим, що лопаті встановлені під кутом 120" один до одного і виконані у вигляді порожнистих чотиригранних трьох пірамід, кожна ов З ЯКИХ прикріплена однією стороною своєї основи до вертикальної осі паралельно і впритул до останньої або таким чином, що ділянка вертикальної осі є загальною стороною кожної пірамідальної лопаті, при цьому висота « піраміди і довжина сторони основи знаходяться в співвідношенні 0,5: 1,0.

2. Вітряний двигун за п. 1, який відрізняється тим, що внутрішня порожниста частина кожної пірамідальної лопаті, разом із прилеглою до неї стороною сусідньої лопаті, є пристроєм, що уловлює вітровий потік, при со зо Чьому тиск створюється тільки в даній зоні й утворюється аеродинамічний ефект: могутній напір-поштовх; виступаючі ж частини (верхня, нижня і бічна зовнішня) кожної лопаті розсікають і оптимально відхиляють со вітровий турбулентний потік, тобто відбувається незначний аеродинамічний афект (опір) при русі вітродвигуна. ю

З. Вітряний двигун за п. 1, який відрізняється тим, що швидкохідна турбіна з великим крутним моментом, що створює можливість обходитися без мультиплікатора або використовувати його з невеликим передаточним о з5 ЧИСЛОМ; швидкість обертання вала електрогенератора, необхідну при виробленні в ньому напруги потрібної «со величини, ПВД може легко створити. при цьому ККД вітроенергетичної установки значно підвищується.

4. Вітряний двигун за п. 1, який відрізняється тим, що його можна встановлювати на землі, між поверхами, над дахом будинку (цеху) або на спеціальній вишці (опорі), аби була дотримана умова: він завжди повинен знаходитися на "семи вітрах". « 20

5. Вітряний двигун за п. 1, який відрізняється тим, що він простий, компактний, не потрібна велика точність з с і можна використовувати будь-які матеріали при виготовленні, які в три рази економічніші по матеріальних витратах. :з»

6. Вітряний двигун за п. 1, який відрізняється тим, що має працездатність і можливість пускати в хід електрогенератори в 10 і більше тисяч кВт. (22) (95) 1 о 50 сю» Р 60 б5