Способ использования лобового воздушного потока для нужд транспорта

Авторы патента:

F03D9 - Приспосабливание ветряных двигателей для особых целей; агрегатирование ветряных двигателей с приводимыми ими устройствами (при преобладании отличительных признаков приводимых устройств см. классы, к которым отнесены эти устройства)

B60K16 - Устройства или приспособления силовых установок, связанные с передачей энергии от природных источников, например солнца, ветра (электрические тяговые средства со средствами передачи энергии от природных источников, например солнца, ветра B60L 8/00; движители, работающие в воде, с приводом от ветряных двигателей B63H 13/00)

Владельцы патента RU 2387873:

Степанчук Аркадий Николаевич (BY)

Изобретение относится к ветротехнике и может быть использовано для нужд транспортных средств. Способ использования лобового воздушного потока характеризуется тем, что набегающий лобовой воздушный поток поступает через, по меньшей мере, одно заборное входное отверстие по воздуховоду на турбину, установленную вращающейся в центральной цилиндрической части ветроприемника, переходящей в сборный воздушный канал. Турбину выполняют шестилопастной с многочисленными карманами-полостями, а сборный воздушный канал выполняют раздвоенным на рукава, отверстия которых выходят на обе боковые стороны транспортного средства. Использование изобретения дает возможность отказаться от использования двигателей внутреннего сгорания, работающих на углеводородном топливе, что позволит значительно улучшить экологическую ситуацию. 1 ил.

Изобретение относится к ветротехнике.

Как известно, при движении любое транспортное средство в атмосферной воздушной среде испытывает разнообразные воздействия, как от естественного потока воздуха (ветра), так и от искусственно создаваемого самим транспортом набегающего потока. Использование именно этого вида встречного, лобового движения воздуха и является объектом настоящего изобретения.

Известно, что скорость ветра, например, 8 м/сек (пригодная для промышленного использования) соответствует скорости движения автомобиля 29 км/час, скорость ветра 20 м/сек соответствует скорости движения автомобиля 72 км/час (1). При средней скорости передвижения автомобиля в 70 км/час автомобиль испытывает такое лобовое сопротивление встречного потока, что для борьбы с ним при конструировании и производстве значительно завышают мощность его двигателя, что повышает расход углеводородного топлива. Также стараются улучшить обтекаемость его внешних форм, рассчитывая их на компьютерах и испытывая в аэродинамических трубах.

Целью настоящего изобретения является предложить такое решение, при котором «паразитный» лобовой набегающий воздушный поток возможно использовать с максимальной пользой, а не бороться с ним. Вместо двигателя внутреннего сгорания предлагается установить ветродвигатель (ветротурбину), приводящий в действие генератор или генераторы, заряжающие аккумуляторную батарею, от которой смогут работать электромоторы, приводящие колеса транспортных средств: автомобилей, поездов, водных плавучих средств. Принципы и сущность конструирования таких ветродвигателей (турбин) запатентованы (2).

Аналогами данного изобретения являются транспортные средства различного назначения, в которых вместо двигателей внутреннего сгорания используются аккумуляторные электродвигатели: шахтные электровозы, электрокары, электромобили, ресурс хода некоторых из них (по сообщениям СМИ) составляет до 500 км без промежуточной зарядки их аккумуляторных батарей. Чтобы их зарядить от обычной электросети, требуется время, часто значительно превосходящее время их полезной работы. Известны электромобили, аккумуляторы которых заряжаются на ходу от полупроводниковых солнечных батарей, но они могут работать только в дневное время суток.

Интересны достижения в буерном спорте, где сравнительно простое парусное средство способно «транспортировать» спортсменов со скоростью, превышающей скорость самого ветра в четыре раза, а с помощью устройств на колесах под парусами так же нет проблемы передвигаться (3).

Суммируя весь этот опыт, можно решить весьма важную техническую задачу: заряжать аккумуляторную батарею непосредственно во время движения транспортного средства с помощью встречного лобового воздушного потока, который далеко не всегда будет совпадать с попутным природным ветром, но это обстоятельство не должно сказываться на эффективности работы этого транспорта.

Технический результат налицо: станет возможным не только отказаться от углеводородного топлива (нефти, природного газа), как к этому стремится, например, государство Швеция в своей Концепции и Стратегии устойчивого развития, в которой, кстати, нет места АЭС, но и значительно улучшить экологическую ситуацию на планете, исключив выхлоп газов в ее атмосферу.

Указанный технический результат достигается в способе использования лобового воздушного потока для нужд транспорта, характеризующемся тем, что набегающий лобовой воздушный поток поступает через, по меньшей мере, одно заборное входное отверстие по воздуховоду на турбину, установленную вращающейся в центральной цилиндрической части ветроприемника, переходящей в сборный воздушный канал, турбину выполняют шестилопастной с многочисленными карманами-полостями, а сборный воздушный канал выполняют раздвоенным на рукава, отверстия которых выходят на обе боковые стороны транспортного средства.

Сущность изобретения поясняется на чертеже. Набегающий лобовой воздушный поток попадает в ветроприемник, в заборное отверстие 1. Оно может быть различной формы в зависимости от конструктивной целесообразности и может быть не одно, а как, скажем, у некоторых современных автомобилей, где для охлаждения двигателей, установленных сзади, воздух засасывается из двух «жаберных» боковых отверстий.

Далее воздушный поток устремляется по воздуховоду 2, который также может иметь различную форму, длину и проходить под полом транспортного средства, наверху или по бокам.

Из воздуховода 2 задействованный кинетической энергией воздух попадает в многочисленные карманы-полости турбины 4, вращающейся в цилиндрической части 3 ветроприемника, а далее в сборный воздушный канал воздуховода, где раздваивается на два рукава 5, выходные отверстия которых должны располагаться по обе боковые стороны транспортного средства, потому что здесь также можно получить мощный аэродинамический эффект: будет происходить отсос отработанного воздуха из рукавных отверстий. Создается это из-за того, что внешний, сметающий транспортное средство воздушный поток (на чертеже он обозначен двумя большими стрелками) будет отсасывать из двух боковых отверстий 5 отработанный воздушный поток.

Турбина 4 (3, 4) может быть расположена как в горизонтальном, так и вертикальном рабочем положении. Это зависит от общей компоновки и целесообразности конструктивного решения, то есть при проектировании какого-либо транспортного средства все это должно будет приниматься во внимание.

Карманы-полости лопастей турбины 4 - однонаправленные, поэтому если придется проектировать, скажем, ж/д транспортное средство с использованием лобового воздушного потока для его движения в пространстве, то на каждом вагоне поезда нужно будет устанавливать по две ветротурбины (на двух концах вагона), карманы-полости лопастей которых будет обращены в противоположные стороны.

Всемирная ветроэнергетическая ассоциация (офис находится в г.Бонне, Германия) одной из своих основных задач деятельности считает пропаганду концепции: для эффективного использования возобновляемых (вечных) источников энергии необходимо их сочетание, то есть их комбинированное использование, то есть получение гибридных установок. Так и в случае с проектируемым транспортным средством, использующим энергию воздушного встречного потока: если ее будет не хватать в зарядке аккумуляторной батареи, то дополнительную энергию для его зарядки можно будет получить от полупроводниковых солнечных батарей, расположенных как на крыше, так и в удобных местах транспортного средства. Но это в редких случаях - энергии лобового воздушного потока будет достаточно!

Источники информации

1. Таблицы определения скорости ветров на суше и на море.

2. UA 17570 U, F03D 3/00, 16.10.2006.

3. «Катера и яхты», 1964, №2.

4. «Катера и яхты», 1965, №5.

Способ использования лобового воздушного потока для нужд транспорта, характеризующийся тем, что набегающий лобовой воздушный поток поступает через, по меньшей мере, одно заборное входное отверстие по воздуховоду на турбину, установленную вращающейся в центральной цилиндрической части ветроприемника, переходящей в сборный воздушный канал, отличающийся тем, что турбину выполняют шестилопастной с многочисленными карманами-полостями, а сборный воздушный канал выполняют раздвоенным на рукава, отверстия которых выходят на обе боковые стороны транспортного средства.

Ветромеханический агрегат // 2386856

Изобретение относится к области энергетики и может применяться для преобразования энергии движения ветра в механическое вращение генератора для подключения различных устройств.

Аккумулирующее устройство // 2384734

Изобретение относится к ветроэнергетике. .

Ветроэнергетическая установка (варианты) // 2383781

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветроэнергетическим установкам, которые предназначены для преобразования кинетической энергии ветрового потока в электрическую с возможным накоплением этой энергии во время снижения ее использования.

Статор ветроэлектроагрегата // 2383780

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для преобразования энергии воздушного потока в электроэнергию. .

Статор ветроэлектроагрегата // 2383779

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано в ветроэлектрогенераторах с преимущественно тихоходными колесами. .

Ветровая система генерирования электроэнергии, система постоянных магнитов и преобразователь электроэнергии в механическую силу // 2383778

Изобретение относится к ветроэнергетике. .

Система для автономного электроснабжения потребителей // 2382900

Изобретение относится к области электротехники и ветроэнергетики, а именно к автономным системам электроснабжения, обеспечивающим качественной электрической энергией потребителей, удаленных от системы централизованного электроснабжения.

Аэродинамическая установка // 2382277

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при создании установок, работающих на тепловых отходах. .

Ветроагрегат // 2382234

Изобретение относится к ветроэнергетике. .

Регенеративная энергоустановка для дирижабля, предназначенная для перемещения его в окружающей среде, и способ ее эксплуатации // 2376687

Изобретение относится к области энергетики летательных аппаратов. .

Автомобильный ветрогенератор // 2375212

Изобретение относится к энергетике, в частности к выработке электрической энергии с использованием ветровых потоков. .

Автомобильно-водительский ветрогенератор // 2403437

Изобретение относится к области энергетики, в частности к выработке электрической энергии с использованием ветровых потоков

Пневмоэлектрический лесовоз // 2446960

Изобретение относится к автомобильному транспорту, в частности к большегрузным лесовозам

Устройство аэродинамического торможения с накоплением энергии // 2456205

Изобретение относится к области авиации

Роторная ветроэнергетическая установка наземного транспортного средства // 2480349

Способ получения электроэнергии от проезжающих транспортных средств // 2491704

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для получения энергии нетрадиционным способом

Система питания электроприводов транспортных средств с различными движителями // 2540888

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Система привода транспортного средства содержит, по меньшей мере, один электрогенератор, аккумуляторную батарею, зарядное устройство и инвертор, электрически соединенные между собой, электродвигатель, электрически соединенный с аккумуляторной батареей и кинематически связанный со средством перемещения транспортного средства. Электрогенератор выполнен проточным, включающим полый ротор, в котором установлены лопатки многоступенчатой турбины и статор. Система привода снабжена преобразователем сгенерированной энергии, датчиком скорости движения, датчиком уровня зарядки аккумулятора и коммутатором, причем преобразователь электрически связан с электрогенератором и коммутатором, коммутатор - с датчиком скорости движения, датчиком уровня зарядки аккумулятора, зарядным устройством и электродвигателем, датчик скорости - с измерителем скорости движения транспортного средства, датчик уровня зарядки - с аккумуляторной батареей или зарядным устройством. Технический результат заключается в повышении эффективности системы питания электропривода транспортного средства, с возможностью генерирования энергии встречного потока среды, в которой перемещается транспортное средство. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Вездеходный транспортный робот // 2615808

Изобретение относится к амфибийным транспортным средствам научно-исследовательского, военного и специального назначения, электрифицированным с использованием бортовой солнечной батареи и буферного электрического аккумулятора. Вездеходный транспортный робот содержит самоходное шасси, по крайней мере, с сухопутным движителем и несущим корпусом, солнечную батарею, образованную чашеобразным элементом с вогнутой поверхностью, облицованной фотоэлектрическими элементами, и поворотно относительно несущего корпуса установленную на несущем корпусе выше его уровня, а также систему управления с питанием от буферного электрического аккумулятора. Робот выполнен амфибийным с положительной плавучестью, с водозащитным исполнением шасси и расчетной ватерлинией на уровне чашеобразного элемента солнечной батареи ниже верхнего его края, то есть с использованием части объема солнечной батареи. Достигается возможность плавучести робота при сохранении работоспособности. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Авторефрижератор с аэроэлектрогенератором // 2626793

Изобретение относится к отрасли автоперевозок легкопортящихся грузов и может быть использовано на авторефрижераторах для автономного электропитания холодильных установок. На авторефрижератор устанавливается буферный накопитель энергии - аккумуляторная батарея, питающая двигатель компрессора холодильной установки, и аэроэлектрогенератор, аэророторы (1) которого располагают вокруг прямоугольного профиля фургона (2) между кабиной (3) рефрижератора и фургоном (2) с возможностью вращения вокруг своих осей и устанавливают посередине зазора между кабиной (3) и фургоном (2). Аэророторы (1) выступают наружу наполовину диаметра ротора от касательной поверхности обшивки кабины (3) и фургона (2) по всему периметру, кроме нижней части периметра. Аэророторы (1) связаны с угловыми согласующими элементами (5). Изобретение обеспечивает экономию источников энергии: природного газа, бензина и дизельного топлива, и уменьшает вес автопоезда. 2 ил.

Мобильная машина с повышенными эксплуатационными свойствами // 2631377

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Мобильная машина с повышенными эксплуатационными свойствами содержит кузов, в котором расположены тормозное управление, двигатель с трансмиссией, колеса, взаимодействующие с опорной поверхностью. В передней части машины установлен в кожухе реверсивный вентилятор, снабженный двигателем-генератором электрического типа, с возможностью взаимодействия и направления потоков воздуха от вращающегося вентилятора как вперед, так и назад относительно кузова. Двигатель-генератор соединен с отключаемой муфтой, связанной с двигателем. Кожух соединен с атмосферой проложенными вдоль кузова каналами, снабженными регулировочными заслонками. Достигается уменьшение аэродинамического сопротивления. 1 ил.