ветротепловая энергетическая установка

Формула изобретения

Ветротепловая энергетическая установка, содержащая корпус башни с входными каналами с воздушными заслонками в нижней конфузорной части, средней цилиндрической частью и верхней диффузорной с дефлектором, ветроколесо, расположенное в цилиндрической части башни на вертикальном валу, сервомеханизм с общим центральным поворотным звеном, кинематически связанным с заслонками, отличающаяся тем, что, входные каналы выполнены тангенциально направленными и наклонными к вертикальной оси корпуса башни, внутри нижней конфузорной части соосно с ней установлен дополнительный конфузорный канал, а ветроколесо выполнено с подвижными опорами, опирающимися на монорельс.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для привода электрогенераторов, гидронасосов и других механизмов полезной нагрузки малой автономной энергетики в различных отраслях народного хозяйства.

Известна ветросиловая установка с вертикальной осью, содержащая горизонтальное основание и конусообразный купол, который устанавливается над горизонтальным основанием на стойках. В верхнем центральном отверстии купола на коническом дефлекторе устанавливается рабочее колесо с вертикальным валом для привода механизмов потребителя. Горизонтальное основание и купол образуют кольцевое отверстие для входа воздуха для лопастей ветроколеса (см. Патент США №4017205, F 03 D 3/04, 1977).

Недостатками такой установки является недостаточно эффективное преобразование энергии набегающего потока ветра, слабое использование местных естественных тепловых потоков и недостаточная надежность установки ветроколеса с большими диаметральными размерами.

Известна также конструкция ветросиловой установки, содержащая корпус башни с ветроколесом и входные каналы с воздушные заслонками, корпус башни состоит из нижней конфузорной, средней цилиндрической и верхней диффузорной частей, в цилиндрической части корпуса башни на вертикальном валу горизонтально установлено ветроколесо, установка снабжена исполнительным сервомеханизмом, содержащим вал с общим центральным поворотным звеном, кинематически связанным с заслонками и вертикальным валом ветроколеса (см. а.с. SU №1134771, F 03 D 3/04, 09.04.81. Бюл. №2, 1985 г.).

Недостатками таких ветросиловых установок являются низкая удельная мощность, большая неравномерность работы ветроколеса, отсутствие эффективного использования внутреннего подогрева дополнительных газовоздушных потоков и недостаточная надежность установки ветроколеса при больших диаметральных размерах.

Задачей настоящего изобретения является повышение удельной мощности, улучшение управления работой ветроколеса и его надежности. Поставленная задача решается таким образом, что в ветротепловой энергетической установке, содержащей корпус башни с входными каналами с воздушными заслонками в нижней конфузорной части, средней цилиндрической частью и верхней диффузорной с дефлектором, ветроколесо, расположенное в цилиндрической части башни на вертикальном валу, сервомеханизм с общим центральным поворотным звеном, кинематически связанным с заслонками, входные каналы выполнены тангенциально направленными и наклонными к вертикальной оси корпуса башни, внутри нижней конфузорной части, соосно с ней, установлен дополнительный конфузорный канал, а ветроколесо выполнено с подвижными опорами, опирающимися на монорельс.

На чертеже изображен общий вид ветротепловой энергетической установки с разрезами А-А и Б-Б.

Ветротепловая энергетическая установка содержит корпус башни 1, состоящий из нижней конфузорной части 2 с наклонными к ее вертикальной оси входными тангенциально направленными каналами с воздушными заслонками 3, средней цилиндрической части 4 с монорельсом 5, верхней диффузорной части 6 с дефлектором 7, ветроколесо 8, установленное на вертикальный вал 9 и дополнительно опирающееся подвижными опорами на монорельс 5, дополнительный конфузорный канал 10, соосно расположенный внутри нижней конфузорной части 2 корпуса башни 1. Вал 9 связан с потребителем энергии 11. В нижней части башни расположены источники теплоты 12.

Установка работает следующим образом. Наклонные к вертикальной оси башни 1 входные тангенциально направленные каналы с воздушными заслонками 3 воспринимают естественные воздушные потоки и пульсации различных направлений и преобразуют их в организованный внутренний вихревой восходящий поток, создающий в центре по вертикали всего корпуса башни 1 дополнительное разряжение, в зону которого поступают из центральной выходной части дополнительного конфузорного канала 10 подогреваемые различными источниками 12 дополнительные газовоздушные потоки, повышающие тепловой напор и результирующее воздействие на ветроколесо 8. Подвижные опоры ветроколеса 8 дополнительно опираются на монорельс 5, установленный в средней цилиндрической части 4 корпуса башни 1.

Эффективность таких электростанций в условиях Крайнего Севера и засушливых районов будет почти в 10 раз выше дизельных.