Ветроэнергетическая установка

Изобретение относится к области использования возобновляющихся источников энергии, а именно ветровой энергии. Ветроэнергетическая установка содержит вращающиеся вокруг собственной оси жесткие парусные элементы, установленные на платформе в виде двух, трех, четырех, пяти и более лучевой звезды с осью вращения в центре симметрии, она снабжена приспособлением, обеспечивающим поддержание неизменным отношения скоростей вращения платформы и парусных элементов, а парусные элементы установлены на концах лучей звезды и их положение корректируется в зависимости от направления ветра. Технический результат изобретения - значительное расширение сферы использования, изобретение может быть использовано в качестве движителя морских и речных судов, а также в качестве движителя летательных аппаратов. 2 ил.

 

Изобретение относится к области возобновляющихся источников энергии, а именно ветровой, и преобразования ее в другие виды энергии.

Известна ветроэнергетическая установка типа карусельного колеса (см. А.С. №1017814, 1982 года), состоящая из вертикальной оси и закрепленных на ней парусных элементов таким образом, что парусность их с одной стороны максимальная, а с другой - минимальная, что создает вращательный момент. В энергетической установке, по патенту №1119, 1922 года, используется круговой рельс с установленной на нем платформой, на которой закреплены два винтовых ветроагрегата таким образом, что изменение направления ветра поварачивает платформу так, чтобы более эффективно использовать ветровую энергию. Патентом №2125182, 1999 года предлагается ветроэнергетическая установка, содержащая парусные элементы, которые установлены на платформах, соединенных в состав так, что начало и конец их соединены вместе, а состав передвигается по замкнутому рельсовому пути. При этом за два прохода платформы по круговому рельсовому пути парусные элементы делают один оборот вокруг своей оси и поворот корректируется при изменении направлении ветра.

Все известные установки обладают либо недостаточной эффективностью, так как создают положительный момент в секторе вращения парусных элементов, не превышающем 180 градусов, либо обладают узкой сферой их применения.

Сущностью предлагаемого изобретения является ветроэнергетическая установка, содержащая вращающиеся вокруг собственной оси парусные элементы, установленные на платформе, отличающаяся тем, что, она снабжена приспособлением, обеспечивающим поддержание неизменным отношения скоростей вращения платформы и парусных элементов, платформа выполнена в виде многолучевой звезды с осью вращения в центре симметрии, а парусные элементы установлены на концах лучей звезды. В отличие от известных ветроэнергетических устройств предлагаемая конструкция обладает рядом преимуществ. Если для ветроэнергетической установки (см. патент №2125182) при практической реализации требуется большая горизонтальная площадка, то для предлагаемой установки требуется площадка, размеры которой соизмеримы с размерами силового агрегата. В отличие от конструкции, предлагаемой А.С. №1017814, 1982 года, где парусные элементы создают положительный момент вращения в секторе, ограниченном 180°, в предлагаемом изделии парусные элементы создают положительный вращательный момент в секторе 270°. Использование инерциальных и прочих аккумулирующих устройств позволит выработку электроэнергии производить более равномерно, чем без применения таковых. Кроме вышеизложенного, при принудительном вращении звездообразной платформы парусные элементы могут формировать воздушный поток, то есть конструкция может использоваться в качестве движителя летательного аппарата, морских и речных судов.

Техническим результатом данного изобретения является максимальное расширение сферы применения конструкции ветроагрегата с использованием рабочих элементов в виде парусов, расположенных на концах консолей двух-, трех-, четырех-, пяти- и более звездочной платформы, вращающейся вокруг центральной оси, причем парусные элементы совершают один оборот вокруг собственной оси, тогда как платформа за это время делает два оборота.

На фиг.1 приведен вид сверху на заявленную ветроэнергетическую установку, которая включает в себя платформу 1, выполненную в виде многолучевой звезды, вращающуюся вокруг оси 2, на концах консолей платформы установлены парусные элементы 3, имеющие ось вращения 4. Устройство работает следующим образом: при набегании воздушного потока на парусные элементы, как показано на фиг.1, за счет значительного превышения аэродинамического сопротивления парусов, находящихся с левой стороны от оси вращения платформы по отношению к аэродинамическому сопротивлению парусов, находящихся с правой стороны от оси вращения, появляется момент силы, сообщающий вращение платформе.

Соотношение скоростей вращения платформы и парусов обеспечивает механизм синхронизации, показанный на фиг.2. Механизм синхронизации состоит из цилиндрических зубчатых колес 14 и 15, установленных на оси 2 вращения платформы 1, выполненной в виде многолучевой звезды (см. фиг.1). При этом зубчатое колесо 15 установлено неподвижно относительно оси 2. Зубчатые колеса 12 и 13 установлены на подшипниках на оси 5 и входят в зацепление с зубчатыми колесами 14 и 15. Зубчатое колесо 14 соединено неподвижно с коническим колесом 9, входящим в зацепление с коническими колесами 8. Конические зубчатые колеса 8 и 10, установленные на валу 6, передают момент на ось 4 вращения парусных элементов посредством конического зубчатого колеса 11. При вращении платформы 1 посредством цилиндрического зубчатого колеса 15 вращение передается через цилиндрические зубчатые колеса 12, 13, 14 и конические зубчатые колеса 8, 9, 10, 11 на ось 4 вращения парусных элементов. Передаточное число цилиндрических и конических зубчатых колес обеспечивает необходимую относительную скорость вращения парусных элементов и платформы, на консолях которой они установлены. Плита 7 имеет возможность вращаться относительно оси 2 и принимать положения, обеспечивающие необходимую ориентацию парусных элементов относительно воздушного потока. Изменение положения плиты 7 относительно основания 17 обеспечивается цепной передачей и звездочкой 16, возможны и другие способы изменения положения плиты 7 и основания 17.

Ветроэнергетическая установка, содержащая вращающиеся вокруг собственной оси парусные элементы, установленные на платформе, отличающаяся тем, что она снабжена приспособлением, обеспечивающим поддержание неизменным отношения скоростей вращения платформы и парусных элементов, платформа выполнена в виде многолучевой звезды с осью вращения в центре симметрии, а парусные элементы установлены на концах лучей звезды.