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 с электрогенератором, раструба, подсоединенного к обращенному центробежному вентилятору через воздуховод, способного поворачиваться в горизонтальной плоскости, отличающийся тем, что на воздуховоде с противоположной относительно раструба стороны смонтирована ветротурбина, через редуктор соединенная с турбонагнетателем, расположенным в раструбе.(56) 1. Илие В. и др. Использование энергии ветра. Всесоюзный научно-технический информационный центр. Перевод 06892012517. - С. 102, рис. 6.4 (аналог). 2. Патент РБ 4952-, МПК 03 5/00, 2008. Ветроэлектрогенератор относится к энергетике и может быть использован как источник электроэнергии при решении задач энергосбережения (освещение, отопление, питание различных электроприборов - для потребителей небольшой мощности, удаленных от линий электропередач). Известны ветроэлектрогенераторы 1, преобразующие кинетическую энергию ветра в механическую энергию вращения ветроприемного механизма, который является приводом электрогенератора. Аналог состоит из ветротурбины с экраном в виде концентратора воздушного потока. Турбина установлена на опорной колонне. Недостаток аналога - сложность установки на одной оси с турбиной электрогенератора, которые должны поворачиваться по ветру. Известен также ветроэлектрогенератор 2, принятый за прототип, в котором ветроприемный механизм с электрогенератором установлены неподвижно, а концентратор воздушного потока поворачивается в соответствии с направлением ветра. Прототип состоит из обращенного центробежного вентилятора с электродвигателем, выполняющих функции ветроприемного механизма и электрогенератора, вентилятор соединен с поворачивающимся раструбом (концентратор воздушного потока), раструб имеет руль для поворота по ветру. Недостаток прототипа - недостаточная концентрация воздушного потока, т.к. для ее увеличения требуется раструб большого входного сечения, это ведет к росту динамического воздействия на установку, снижению коэффициента полезного действия из-за ухудшения аэродинамики (турбулизируется поток внутри раструба). Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, состоит в том,чтобы использовать элементы устройства для увеличения концентрации воздушного потока (увеличение кинетической энергии за счет увеличения скорости и массы воздуха, подаваемого на ветроприемный механизм). Технический результат - ветроэлектрогенератор как источник переменного или постоянного электрического тока для потребителей с непосредственным электропитанием или с аккумуляцией электричества. Это достигается тем, что ветроэлектрогенератор состоит из обращенного центробежного вентилятора с электрогенератором, подсоединенного через воздуховод к обращенному центробежному вентилятору, способного поворачиваться в горизонтальной плоскости раструба, а на воздуховоде с противоположной относительно раструба стороны смонтирована ветротурбина, через редуктор соединенная с турбонагнетателем, расположенным в раструбе. На чертеже показано сечение по ветроэлектрогенератору, где обозначено 1 - обращенный центробежный вентилятор, 2 - электрогенератор, 3 - раструб, 4 - воздуховод, 5 - ось, 6 - упор, 7 - цилиндр, 8 - стойка, 9 - крышка, 10 - ветротурбина, 11 - вал ветротурбины, 12 - подшипники, 13 - пружина, 14 - редуктор, 15 - турбонагнетатель, 16 вал турбонагнетателя, 17 - подставка. Стрелки широкие - движение воздуха, круговые вращение валов. Ветроэлектрогенератор состоит из обращенного центробежного вентилятора 1 (вращающееся колесо с лопатками в улиточном корпусе) и соосного с ним электрогенератора 2 (асинхронный или коллекторный электродвигатель). Сверху расположен раструб 3 (пирамида или конус), соединенный с воздуховодом 4 круглого сечения, в котором закреплена ось 5, воздуховод 4 опирается на упор 6 цилиндра 7 (это - продолжение диффузора 2 56562009.10.30 вентилятора). В корпусе обращенного центробежного вентилятора 1 имеется стойка 8 (в виде отрезка трубы), в которую вставлена ось 5. Воздуховод 4 способен поворачиваться на цилиндре 7, причем он зафиксирован осью 5 в стойке 8 и упором 6 на цилиндре 7. Раструб 3 имеет верхнюю крышку 9, она может поворачиваться при превышении определенной скорости ветра. На воздуховоде 4 закреплена ветротурбина 10 - это комплекс лопастей на валу ветротурбины 11, вращающемся в подшипниках 12 и подпружиненном пружиной 13. Вал ветротурбины 11 имеет редуктор 14 в виде двух сопрягающихся колес, меньшее по диаметру колесо редуктора 14 связано с турбонагнетателем 15 (это такой же лопастной механизм,как и ветротурбина). Турбонагнетатель 15 через вал турбонагнетателя 16 связан с редуктором 14, т.е. с ветротурбиной 10. Диаметр ветротурбины 10 существенно больше диаметра турбонагнетателя 15, а редуктор 14 имеет большое передаточное отношение. Вал ветротурбины 10 и вал турбонагнетателя 15 имеют добавочное крепление на подставке 17 с подшипниками 12. Действует ветроэлектрогенератор следующим образом. Ветротурбина 10 под действием ветра разворачивает раструб 3 против ветра (т.е. она играет роль руля). Раструб 3 - это первая ступень концентрации воздушного потока. Вторая - это работа турбонагнетателя 15, который вращается с большой скоростью под действием ветротурбины благодаря редуктору 14. Вал ветротурбины 11 и вал турбонагнетателя 16 вращаются в подшипниках 12 в противоположных направлениях. Поток воздуха воздуховодом 4 направляется на рабочее лопаточное колесо обращенного центробежного вентилятора 1, последний вращает электрогенератор 2 для выработки электроэнергии. Воздух выходит из установки через центральное отверстие вентилятора (в обычном вентиляторе это всасывающее отверстие). При смене направления ветра ветротурбина 10 через вал ветротурбины 11 и подставку 17, действуя как руль, поворачивает воздуховод 4 (и раструб 3) по оси 5 в стойке 8 на упоре 6 цилиндра 7. Защита от излишнего ветра заключается в подъеме крышки 9 и сдвиге вала ветротурбины 11 на пружине 13, при этом колеса редуктора 14 выходят из зацепления, действие раструба 3 и турбонагнетателя 15 ослабевает. Технико-экономический и социальный эффект данной полезной модели заключается в простоте изготовления и обслуживания, что позволяет получить высокие результаты в энергосбережении для мелких и средних автономных потребителей. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3