ветрогенератор

Формула изобретения

Ветрогенератор, включающий летательный аппарат (ветроприемник) с устройством для установки на ветер, рабочий орган, совершающий возвратные движения, отличающийся тем, что содержит основание с отверстием для крепления к трубе, к которому шарнирно прикреплен рычаг, соединенный шарнирно со стойкой ветроприемника (летательного аппарата), и компрессор, под действием рычага производящий сжатый воздух, направляемый в вихревую трубу, а рабочий орган, совершающий возвратные движения, выполнен в виде тяги, одним концом шарнирно соединенной с нижним концом стойки, другим концом соединенной с роликом, вставленным в прорезь основания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для преобразования энергии ветра, действующего на летательный аппарат, совершающий колебательное движение, с передачей механической работы на электрогенератор либо иной рабочий орган.

Известно устройство, созданное специалистами из Дельфтского технологического университета, Голландия, для получения электроэнергии, построенное на основе воздушного змея. В этом устройстве воздушный змей присоединен к генератору, расположенному на земле. Электроэнергия вырабатывается за счет движения змея вверх. Как только змей достигает максимально возможной высоты, его угол наклона меняется, и он начинает планировать вниз, после чего цикл повторяется.

(gizmod.ru 2008/08/07/esche_odna_34vozdushnaja...).

Недостаток данного устройства заключается в том, что в отсутствие ветра летательный аппарат опустится на землю и его вновь необходимо будет запускать. Кроме того, его полезная работа осуществляется только при подъеме змея вверх, а его установка не может быть вблизи линий электропередач.

Известно устройство по патенту РФ на изобретение № 2109981 от 27.04.1998 года "Способ преобразования кинетической энергии скоростного напора ветра и ветроустановка". Оно содержит летательный аппарат, удерживаемый тросом, уздечки с изменяющейся длиной, кривошип, рейторную опору, червячный вал рейтерного привода для задавания разницы углов атаки привязному летающему аппарату. Его механизм совершает возвратно-поступательное движение, что позволяет совершать полезную работу.

Недостаток данного устройства заключается в том, что при невысоких скоростных ветровых напорах получаемая энергия невелика, а в отсутствие ветра летательный аппарат опустится на землю и его необходимо будет вновь запускать. Кроме того, устройство имеет относительно сложную конструкцию, а его установка не может быть вблизи линий электропередач.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство «Преобразователь энергии ветра в электрическую энергию» по патенту РФ № 2380569 от 27.01.2010 года. Оно содержит летательный аппарат с удерживающим тросом, рабочий орган, совершающий возвратно-поступательные движения, и механизм, производящий полезную работу. Согласно изобретению летательный аппарат выполнен в виде тела легче воздуха с аэродинамическим профилем и имеет нижнюю сферическую и плоскую верхнюю поверхности, с нижней стороны летательный аппарат сочленен с тросом с помощью трех расходящихся от троса лееров, в нижней части трос проходит через жестко закрепленный воронкообразный приемник с расширяющейся частью, обращенной к летательному аппарату, ниже воронкообразного приемника трос сочленен с лебедкой, рабочий орган и механизм, производящий полезную работу, выполнены в виде электрического генератора с поступательным движением якоря, сочлененным с тросом ниже воронкообразного приемника с помощью зажима, и пружины сжатия-растяжения, при этом пружина сжатия-растяжения нижним концом жестко соединена с неподвижной поверхностью.

Недостатком этого устройства является то, что оно не может быть установлено вблизи линий электропередач, на крышах многоэтажных домов и имеет определенную конструктивную сложность.

Задачей предлагаемого технического решения явилась разработка простого по конструкции устройства для преобразования силы ветра в электрическую энергию, которое может быть установлено на крышах многоэтажных домов вблизи линий электропередач.

Для решения поставленной задачи предлагается устройство, содержащее: электрогенератор с крыльчаткой, закрепленный на трубе; основание с отверстием, в котором оно свободно проворачивается на трубе; вихревая труба, соединенная с компрессором, выполненным, например, в виде двухкамерных мехов с двумя парами всасывающих клапанов и выпускных клапанов, который под действием рычага производит сжатый воздух и передает его в вихревую трубу, из которой воздух направляется на крыльчатку электрогенератора; свободно перемещающуюся в направляющей (закрепленной на рычаге) тягу, которая одним концом соединена шарниром с нижним концом стойки, другим концом соединена с роликом, вставленным в прорезь определенной формы, сделанной в основании; ветроприемник (летательный аппарат), выполненный, например, в виде паруса с устройством установки на ветер, выполненным, например, в виде вертикальной плоскости.

Заявленное устройство отличается от прототипа тем, что содержит:

- основание с отверстием для крепления к трубе;

- рычаг, соединенный с компрессором и шарнирно с основанием и стойкой ветроприемника (летательного аппарата);

- тягу с роликом, вставленную в прорезь;

- вихревую трубу.

Из приведенного перечня признаков заявляемого устройства и достижения поставленной задачи наглядно видно, что заявляемое техническое решение представляет собой новую совокупность признаков, обеспечивающих получение нового технического результата, не известного на дату подачи заявки, то есть устройство соответствует критерию «новизна».

Новый технический результат, который может быть получен при осуществлении устройства, заключается в упрощении конструкции устройства для преобразования силы ветра в электрическую энергию и возможности устанавливать устройство на крышах многоэтажных домов вблизи линий электропередач.

Предлагаемое устройство промышленно применимо, так как может быть использовано в народном хозяйстве для получения электроэнергии.

Предлагаемое устройство показано на рисунке (вид сбоку).

Устройство содержит: основание 1 с отверстием 2, в которое в качестве опоры установлена труба 3 с возможностью свободно проворачиваться на ней основанию 1, летательный аппарат 4, выполненный, например, в виде дельтаплана, с устройством 5 установки на ветер, выполненным, например, в виде вертикальной плоскости, рычаг 6, соединяющий основание 1 и летательный аппарат 4 и воздействующий на компрессор 7, вырабатывающий сжатый воздух, поступающий в вихревую трубу 8 и оттуда на крыльчатку 9 электрогенератора 10, закрепленных на трубе 3, механизм 11, обеспечивающий перемещение летательного аппарата 4 вверх и вниз относительно земли, состоящего, например, из стойки 12, закрепленной шарниром 13 на летательном аппарате 4, свободно перемещающуюся в направляющей 14 (закрепленной на рычаге 6) тяги 15, которая одним концом соединена шарниром 16 с нижним концом стойки 12, другим концом соединена с роликом 17, вставленным в прорезь 18 определенной формы, выполненную в основании 1.

Ветрогенератор может быть изготовлен из металла и (или) прочной пластмассы промышленным способом.

Пример использования устройства.

При отсутствии ветра под действием тяжести летательного аппарата 4 рычаг 6 опущен, в связи с чем полностью сжата нижняя камера компрессора 7. Под воздействием ветра устройство 5 устанавливает летательный аппарат 4 на ветер, при этом основание 1 разворачивается в отверстии 5 на трубе 3. Под действием ветра летательный аппарат 4, вместе со стойкой 12 и рычагом 6, начнет подниматься вверх, в связи с чем рычаг 6 перестанет надавливать на нижнюю камеру компрессора 7 и в нее поступит воздух, одновременно с этим рычаг 6 давит на верхнюю камеру компрессора 7, в результате чего из нее сжатый воздух поступит в вихревую трубу 8 где, превратившись на выходе в вихрь, начнет вращать крыльчатку 9 электрогенератора 10. При достижении летательным аппаратом верхнего крайнего положения тяга 15, из-за определенного положения ролика 17 в прорези 18 воздействует на стойку 12, что приводит к наклону вниз переднего края летательного аппарата 4, в связи с чем под действием ветра летательный аппарат 4 начнет опускаться вниз. При этом рычаг 6 перестанет давить на верхнюю камеру компрессора 7 и в нее поступит воздух, одновременно с этим рычаг 6 давит на нижнюю камеру компрессора 7, в результате чего из нее сжатый воздух поступит в вихревую трубу 8. Там сжатый воздух, превратившись на выходе в вихрь, воздействует на крыльчатку 9 электрогенератора 10. При достижении летательным аппаратом 4 крайнего нижнего положения тяга 15 из-за определенного положения ролика 17 в прорези 18 воздействует на стойку 12, что приводит к приподниманию переднего края летательного аппарата 4, в связи с чем под действием ветра летательный аппарат 4 поднимется вверх.

Ветрогенератор может быть установлен на железобетонных крышах многоквартирных высотных домов. Для этого трубу 3, используемую в качестве опоры, приваривают к металлическим элементам крыши.

Из данного примера видно, что при применении устройства достигается заявленный технический результат: создано простое по конструкции устройство для преобразования силы ветра в электрическую энергию, которое может быть установлено на крышах многоэтажных домов вблизи линий электропередач.