Ветроэлектрогенератор

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Автор Северянин Виталий Степанович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Ветроэлектрогенератор, состоящий из обращенного центробежного вентилятора и концентратора, отличающийся тем, что концентратор выполнен в виде раструба с направленным вниз воздуховодом, воздуховод имеет ось и установлен на упоре, смонтированном на цилиндре, который закреплен вертикально на диффузоре обращенного центробежного вентилятора, соединенного с электрогенератором соосно, ось воздуховода входит в стойку,которая закреплена вертикально внутри диффузора обращенного центробежного вентилятора, ось имеет руль, верхняя крышка раструба с грузом выполнена в виде отклоняемой поверхности с возможностью поворота на подшипниках.(56) 1. Политехнический словарь / Редактор А.Ю.Ишланский. - М. Советская энциклопедия 1989. - С. 77, рис. С. 78 (аналог). 2. Илис В. и др. Использование энергии ветра. Всесоюзный научно-технический информационный центр / Перевод 06892012517. - С. 102, рис. 6.4 (прототип). Ветроэлектрогенератор относится к энергетике и может быть использован в качестве источника электрического тока при решении задач энергосбережения у потребителей электроэнергии небольшой и средней мощности (освещение и электрическое отопление небольших объектов, удаленных от линий электропередач, действие различных электрических приборов, насосов и т.д.). Известны ветроэлектрогенераторы 1, преобразующие кинетическую энергию ветра в механическую энергию вращения ветроприемного устройства, которое является приводом электрогенератора. Аналог состоит из лопастного ветроколеса, соосного с ним электрогенератора, весь агрегат смонтирован на вышке или мачте. Недостатки аналога - начало действия при скорости ветра значительной величины, сложность конструкции и эксплуатации. Применение концентраторов ветра позволяет расширить диапазон действия энергоустановок по скоростям ветра, снизив нижний уровень начала работы, повысив отбираемую от потока воздуха мощность. Известно устройство 2, представляющее собой ветровую турбину с экраном в виде концентратора с горизонтальной осью. Турбина может поворачиваться в горизонтальной плоскости на опорной колонне. Недостаток прототипа - сложность установки на одной оси с турбиной электрогенератора повышенной мощности,сложность электрических соединений от подвижного электрогенератора. Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, состоит в том,чтобы использовать неподвижный ветроприемник с электрогенератором, установленный на поверхности земли или на каком-либо возвышении, и подвижный по направлению ветра концентратор, соединенный с ветроприемником. Технический результат - ветроэлектрогенератор упрощенной конструкции с повышенной надежностью работы, упрощением монтажа и эксплуатации. Достигается это тем, что ветроэлектрогенератор состоит из концентратора и электрогенератора, при этом концентратор выполнен в виде раструба с направленным вниз воздуховодом, воздуховод имеет ось и устанавливается на упоре, смонтированном на цилиндре,который закреплен вертикально на диффузоре центробежного обращенного вентилятора,соединенного с электрогенератором соосно, ось воздуховода входит в стойку, которая закрепляется вертикально внутри диффузора центробежного вентилятора, ось имеет руль,верхняя крышка с грузом раструба выполнена в виде отклоняемой поверхности с возможностью поворота на подшипниках. На чертеже представлен предлагаемый ветроэлектрогенератор, где обозначено 1 - обращенный центробежный вентилятор, 2 - электрогенератор, 3 - диффузор вентилятора, 4 стойка, 5 - ось, 6 - цилиндр, 7 - упор, 8 - воздуховод, 9 - раструб, 10 - отклоняемая поверхность, 11 - подшипник, 12 - груз, 13 - руль, 14 - ограждение, 15 - электропроводка. Ветроэлектрогенератор состоит из обращенного центробежного вентилятора 1 (обращенный - в отличие от обычного названия вентилятора, т.к. изменяется направление движения воздуха на противоположное). Это обычный центробежный вентилятор из рабочего колеса с лопатками, улиточного корпуса с входным и выходным после диффузора отверстиями и приводом, в данном случае - вместо привода - электрогенератор 2 соосно с рабочим колесом. Улиточный корпус, как обычно, сопряжен с диффузором вентилятора 3,внутри которого закреплена стойка 4 трубчатого вида. Внутрь этой стойки 4 входит ось 5 по осевой линии цилиндра 6. На цилиндре 6 установлен кольцевой упор 7 в виде кольца с отбортовкой. 2 49522008.12.30 В пространство между цилиндром 6 и отбортовкой упора 7 входит нижняя часть воздуховода 8, фиксируясь на кольце упора 7. Ось 5 закреплена на воздуховоде 8 в месте их соприкосновения. Воздуховод 8 имеет поворот от вертикального к горизонтальному направлению и соединяется с раструбом 9 пирамидальной формы. Отклоняемая поверхность 10 является верхней крышкой раструба 9 и может поворачиваться в подшипниках 11, закрывая/открывая верхнюю часть раструба 9. Для регулировки подъема/опускания на отклоняемой поверхности 10 имеется груз 12, величина которого может изменяться. Ось 5 сверху отклонена в противоположную от раструба 9 сторону, где установлен руль 13 в виде распахнутой поверхности. Обращенный центробежный вентилятор 1 окружен ограждением 14, верхняя часть его открыта. Электропроводка 15 выводится наружу. Обращенный центробежный вентилятор 1 и стойка 4 закреплены на фундаменте. Действует ветроэлектрогенератор следующим образом. На крыльчатку обращенного центробежного вентилятора 1 касательно внешней поверхности его (улиточный корпус) действует поток воздуха, пришедший в диффузор вентилятора 3 из цилиндра 6 и воздуховода 8. В последний входит сконцентрированный поток из раструба 9, улавливающего исходный ветровой поток (показан стрелкой), при этом его удельная энергия (на единицу поперечного сечения) возрастает пропорционально квадрату отношения площадей входа в обращенный центробежный вентилятор 1 и входа в раструб 9 (кинетическая энергия зависит от квадрата скорости). Вращение крыльчатки (рабочее колесо вентилятора, аналог турбины прототипа), в данном случае против часовой стрелки, передается электрогенератору 2. Вырабатываемый электроток электропроводкой 15 выводится за ограждение 14 потребителю (прямое использование или выпрямление, аккумулирование, инверсия и т.д.). Отработавший поток воздуха выходит из осевого отверстия обращенного центробежного вентилятора (стрелка), в пределах ограждения 14 поднимается вверх, как в дефлекторе,т.е. отсасывается самим ветром любого направления. При перемене направления ветра он действует на руль 13, и раструб 9 поворачивается напротив нового направления, при этом поворот происходит вокруг оси 5, зафиксированной в стойке 4. Устойчивость и надежность реализации поворота обеспечивается также упором 7 нижний край воздуховода 8 скользит по кольцу упора 7, закрепленному на цилиндре 6. Если ветер превышает заранее определенную величину, он поворачивает отклоняемую поверхность 10 на подшипниках 11, верхняя часть раструба 9 открывается,количество и скорость воздуха на обращаемый центробежный вентилятор 1 уменьшается или поддерживается на уровне, обусловленном степенью открытия верха раструба 9, т.е. величиной груза 12. Так происходит автоматическая регулировка и защита ветроэлектрогенератора. Благодаря неподвижности ветроприемника - обращенного центробежного вентилятора 1,установка его не на высоте, возможности надежного закрепления, удобству компоновки с электрогенератором, простоте вывода электроэнергии предлагаемый ветроагрегат можно изготовить из существующих центробежных вентиляторов с их электрическими приводами. Изготовление всех других элементов установки не представит затруднений. Поэтому предлагаемый ветроэлектрогенератор можно считать целесообразным для мелких и средних автономных потребителей, в чем заключается технико-экономический и социальный эффект. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3