Устройство для преобразования ветра

Изобретение относится к устройству по преобразованию ветра в электрическую энергию. Устройство по преобразованию энергии ветра, содержащее опорно-несущую конструкцию, с преобразователями и аккумуляторами электрической энергии. Опорно-несущая конструкция выполнена в виде фиберглассового центрального стержня с уменьшающимися сечением от основания к вершине, при этом стержень снабжен горизонтально расположенными полками, уменьшающимися от основания к вершине, каждая полка снабжена гибкими элементами, одна сторона которых закреплена на центральном стержне, а другая - на стержнях с пружинами или демпферами по середине стержней, соединяющих полки; при этом на полках установлены трубки из немагнитного материала, радиально расположенные относительно центрального стержня, каждая из трубок содержит неподвижные и подвижные части, установленные с зазором в этих трубках и выполненные в виде постоянных магнитов, направленных одноименными полюсами друг к другу, подвижные части установлены с зазором вдоль всей длины трубок, неподвижные части выполнены в виде ограничителей движения подвижных, в них установлены штоки, жестко соединенные с ближайшими подвижными частями, а на внешней поверхности каждой трубки из немагнитного материала установлена изолированная электропроводящая обмотка, соединенная с аккумулятором электрической энергии. Изобретение направлено на повышение выработки электроэнергии при незначительных ветровых нагрузках. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к способам и устройствам по преобразованию ветра в электрическую энергию.

Наиболее известны преобразователи энергии ветра в электрическую энергию [1-2], которые преобразуют энергию ветра с помощью энерготрасформирующего элемента во вращательное движения ветряка с последующим преобразованием вращательного движения в электрическую энергию. Однако такие преобразователи эффективно работают только при значительной ветровой нагрузке.

В качестве прототипа можно рассмотреть устройство для преобразования ветра, содержащее опорнонесущую конструкцию, энерготрансформирующий элемент в виде подвижного резервуара из набора диэлектрических трубок, содержащих жидкость, создающую при перемещении в трубках трибоэлектрические заряды и токосъемники [3].

Такой преобразователь использует колебание подвижного резервуара и может работать при незначительных ветровых нагрузках.

Однако такой преобразователь использует только статические заряды, которые характеризуются очень большими напряжениями и очень маленькими токами, измеряемыми в сотни микроампер. Такие преобразователи можно использовать только для ряда специфических технологий, использующих статическое электричество. Мощность, создаваемая такими преобразователями, минимальна из-за чрезвычайно малых токов.

Вновь предлагаемое устройство для преобразования энергии ветра также содержит опорно-несущую конструкцию, электротрансформирующий элемент и аккумуляторы электрической энергии.

Принципиальным отличием нового устройства для преобразовании энергии ветра можно признать то, что опорно-несущая конструкция выполнена в виде древовидного центрального стержня с уменьшающимся сечением от основания к вершине, стержень снабжен горизонтально расположенными полками, уменьшающимися размерами от основания к вершине, каждая полка выполнена в виде нескольких равномерно распределенных сегментов, снабженных гибкими элементами, одна сторона которых закреплена на центральном стержне, а другая - на стержнях с гибкими элементами (пружинами, демпферами) по середине стержней и соединяющих полки, электротрансформирующие элементы выполнены в виде трубок из немагнитного материала, расположенных радиально относительно центрального стержня, каждая из трубок содержит неподвижные и подвижные части, установленные с зазором в этих трубках и выполненные в виде постоянных магнитов, направленных одноименными полюсами друг к другу, подвижные элементы установлены с зазором вдоль всей длины трубок, неподвижные детали выполнены в виде ограничителей движения подвижных элементов, на противоположных сторонах трубок, отверстия выполнены в неподвижных частях и в них установлены штоки, жестко соединенные с ближайшими подвижными частями, а на внешней поверхности каждой трубки из немагнитного материала установлена изолированная электропроводящая обмотка, соединенная с аккумулятором электрической энергии. К другим особенностям можно отнести то, что древовидный центральный стержень выполнен из фибергласа и то, что стороны подвижных частей, обращенные к внутренней поверхности трубок из немагнитного материала, покрыты антифрикционным материалом, например фторопластом.

На Рис. 1 схематично изображено предлагаемое устройство для преобразования ветра, содержащее опорно-несущую конструкцию 1, электротрансформирующий элемент 2 и аккумуляторы электрической энергии 3, отличающееся тем, что опорно-несущая конструкция выполнена в виде древовидного центрального стержня 1 с уменьшающимся сечением от основания к вершине 3, стержень 1 снабжен горизонтально расположенными полками 4, уменьшающимися размерами от основания к вершине, каждая полка 4 выполнена в виде нескольких равномерно распределенных сегментов 5, снабженных гибкими элементами 6, одна сторона которых закреплена на центральном стержне 1, а другая - на стержнях 8 с гибкими элементами 9 (пружинами, демпферами) по середине стержней 8 и соединяющих полки 4.

На рис. 2 приведена одна из полок 4, каждая полка 4 выполнена в виде нескольких равномерно распределенных сегментов 5, снабженных гибкими элементами 6, одна сторона которых закреплена на центральном стержне 1, а другая - на стержнях 8 с гибкими элементами 9 (пружинами, демпферами) по середине стержней 8 и соединяющих полки 4. Сплошными линиями обозначены гибкие элементы 6, а штрихпунктирными линиями обозначены те же гибкие элементы 6, но с противоположным направлением ветра. Сплошные и штрихпунктирные линии вместе образуют символ цветка Жизни.

На фиг 3. отдельно приведены стержни 8 с гибкими элементами 9 (пружинами, демпферами) по середине стержней 8 и соединяющие полки 4.

На рис. 4 приведены электротрансформирующие элементы 2, выполненные в виде диэлектрических трубок 2, 10 из немагнитного материала, расположенных радиально относительно центрального стержня 1, каждая из трубок 2, 10 содержит неподвижные 11 и подвижные 12 части, установленные с зазором в этих трубках 2, 10 и выполнены в виде постоянных магнитов, направленных одноименными полюсами друг к другу, подвижные элементы 12 установлены с зазором вдоль всей длины трубок 2, 10, неподвижные детали 11 выполнены в виде ограничителей движения подвижных элементов 12, на противоположных сторонах трубок 2, 10, отверстия 13 выполнены в неподвижных частях 11 и в них установлены штоки 14, жестко соединенные с ближайшими подвижными частями 12, а на внешней поверхности каждой трубки 10 из немагнитного материала установлена изолированная электропроводящая обмотка 15, соединенная с аккумулятором электрической энергии 16. 18 - условно показан источник света, соединенный с аккумулятором энергии 2, 16. 18 - условно показан источник света, соединенный с аккумулятором энергии 2, 16. 19 - фторопластовое покрытие.

Работает предлагаемое устройство для преобразования ветра следующим образом.

При малейшем дуновении ветра стержень 1 с полками 4 приходит в колебательное движение. Любое изменение направления ветра не влияет на колебательное движение. Благодаря тому, что стержень 1 выполнен из фибегласа (того материала, который в легкой атлетике используют для прыжков в высоту) колебания самой тонкой части стержня могут достигать нескольких метров без признаков разрушения. Установленные жестко на полках 4; радиально расположенные трубки 2, 10 также приходят в колебательное движение. При этом подвижные элементы 12 начинаю перемещаться вдоль трубок 2, 10 и при наличии на внешней поверхности каждой трубки 2, 10 из немагнитного материала, изолированной электропроводящей обмоткой 15, в ней возникает ток, который аккумулируется в аккумуляторе электрической энергии 2, 16. Эту энергию можно использовать для подсветки дорожных знаков на удаленных участках дороги, которые электрифицировать экономически нерентабельно.

Позиция 2 обобщающая, содержащая другие элементы, поэтому трубки 10 обозначены как 2, 10, аккумуляторы как 2, 16.

Источники информации

1. Патент РФ 2552635.

2. Патент РФ №1233892 (заявка №2006128298/06).

3. Прототип - патент РФ №2099847.

1. Устройство по преобразованию энергии ветра, содержащее опорно-несущую конструкцию, с преобразователями и аккумуляторами электрической энергии, отличающееся тем, что опорно-несущая конструкция выполнена в виде фиберглассового центрального стержня с уменьшающимся сечением от основания к вершине, при этом стержень снабжен горизонтально расположенными полками, уменьшающимися от основания к вершине, каждая полка снабжена гибкими элементами, одна сторона которых закреплена на центральном стержне, а другая - на стержнях с пружинами или демпферами по середине стержней, соединяющих полки; при этом на полках установлены трубки из немагнитного материала, радиально расположенные относительно центрального стержня, каждая из трубок содержит неподвижные и подвижные части, установленные с зазором в этих трубках и выполненные в виде постоянных магнитов, направленных одноименными полюсами друг к другу, подвижные части установлены с зазором вдоль всей длины трубок, неподвижные части выполнены в виде ограничителей движения подвижных и в них установлены штоки, жестко соединенные с ближайшими подвижными частями, а на внешней поверхности каждой трубки из немагнитного материала установлена изолированная электропроводящая обмотка, соединенная с аккумулятором электрической энергии.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стороны подвижных частей, обращенные к внутренней поверхности трубок из немагнитного материала, покрыты антифрикционным материалом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии из колебательных движений различной природы. Преобразователь выполнен с возможностью преобразования волновой энергии в электроэнергию и содержит статор с витками электрической обмотки 4, снабженный контактными клеммами 5, и ротор 9 линейного генератора.

Настоящее изобретение относится к ветрогенераторам. Ветрогенератор по первому варианту содержит корпус, выполненный сетчатым в виде флюгера, вдоль продольной оси передней цилиндрической части которого горизонтально расположен плоский магнит, на переднем конце которого установлена ветровая ловушка, выполненная в виде боковой поверхности полого усеченного конуса.

Изобретение относится к системам управления полетом силового профиля крыла или буксировочного воздушного змея для преобразования энергии ветра в электрическую или механическую энергию.

Изобретение относится к ветроэлектрогенераторам. Ветроэлектрогенератор содержит ряд установленных в вертикальной плоскости прямоугольных ячеек, каждая из которых снабжена подпружиненным горизонтальным магнитным сердечником с возможностью осевого перемещения внутри соленоида и двумя вертикальными ветровыми щитками, установленными на концах сердечника, при этом ветровые щитки образуют две вертикальные стенки по обе стороны от плоскости ячеек.

Изобретение относится к области производства электрической энергии и может быть использовано в устройствах с автономным питанием. Ветро-пьезоэлектрогенератор, содержащий пьезоэлектрические элементы, флюгер, полотно, электроды.

Изобретение относится к возобновляемой энергетике и может быть использовано при разработке новых типов ветроустановок разной мощности, работающих в свободных воздушных потоках.

Изобретение относится к возобновляемой энергетике и может быть использовано при создании новых невращающихся преобразователей кинетической энергии для ветро- и гидроустановок, работающих в свободных воздушных или водных потоках.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в устройствах для преобразовании энергии текучих сред в электрическую. Ветроэнергетическая установка содержит рабочий орган, преобразователь энергии и устройство защиты от запредельных ветровых нагрузок.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Способ преобразования энергии ветра в полезную энергию путем воздействия на струны набегающего потока воздуха.

Изобретение относится к установкам по использованию ветровой энергии.Ветроэлектрический генератор содержит крыльчатый ветродвигатель и электрогенератор, имеющий ротор, выполненный в виде сегментных элементов, закрепленных на крыльях ветродвигателя, и дуговой статор.

Изобретение относится к крылу с двумя режимами работы. Крыло для перехода из арочной формы в неискривленную плоскую форму и обратно, состоящее из трех или больше частей (1-1, 1-2, 1-3) с аэродинамическим профилем крыла, соединенных последовательно и сочлененных друг с другом посредством по меньшей мере одного шарнирного соединения (2, 3), установленного между по меньшей мере одной парой таких смежных частей (1-1, 1-2, 1-3) с аэродинамическим профилем крыла.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Высотная ветроэнергетическая станция воздушного размещения, содержащая магнитоэлектрический генератор, ротор которого расположен вертикально и стационарно в центре неподвижной площадки, а верхний и нижний статоры смонтированы сверху и снизу неподвижной площадки, при этом статоры выполнены в виде колец торовой формы и имеют противоположные направления вращения относительно друг друга, к статорам одним концом прикреплены лопасти, другим концом лопасти шарнирно прикреплены к валу ротора, при этом лопасти и торовые кольца статоров выполнены надувными и наполнены гелием.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Парусная горизонтальная ветросиловая турбина состоит из двух параллельных стен, скрывающих нижнюю половину ротора от ветра и имеющих вдоль стен отсыпку грунта под углом в 30° к горизонту, крыши в виде навеса ромбообразного сечения, которая накрывает стены с таким расчетом, чтобы между стенами и крышей свободно располагался ротор, состоящий из вала, на котором жестко закреплены две боковины, представляющие из себя звездочки, имеющие 4 и более лучей, концы лучей соединены наружными трубчатыми балками, а внутри боковины ротора соединяются внутренней балкой в виде трубы, соосной с валом ротора и образующей жесткий каркас ротора, который дополнительно имеет кольцевой обод, центрируемый и регулируемый талрепами для поддержки роликовыми опорами всей конструкции ротора, имеющей радиальные лопасти, состоящие из парусов, закрепленных на упругих пластиковых каркасах, способных свободно вращаться вдоль своей оси в шарнирах наружных балок и в шарнирах внутренней балки, проходя сквозь которую, оси парусов заканчиваются рычагами, которые шарнирно объединены тягами управления, имеющими на концах ролики, подпираемые с двух сторон дисками управления, шарнирно связанными с управляющими домкратами, которые работают синхронно по сигналу от датчика силы и направления ветра, изменяя угол атаки и парусность парусов от максимальной до нулевой.

Изобретение относится к ветровой системе для преобразования энергии посредством перемещения на рельсе модулей, буксируемых кайтами. Ветровая система (1) для преобразования энергии, содержит по меньшей мере один кайт (2); по меньшей мере один модуль (5), перемещающийся на по меньшей мере одном рельсе (6; 7), расположенном рядом с землей.

Изобретение относится к области воздухоплавательного ветродвигателя с наземным размещением генераторного узла. Наземно-генераторный воздухоплавательный двигатель в составе воздухоплавательной части из поперечной опоры для взаимосвязанных газонаполненных баллонов аэростатного модуля положительной плавучести и силового блока с ветряным радиально-лопастным ротором, планетарным мультипликатором, электрогенератором, причального узла, содержащего троса и трос-кабель, наземную тумбу с поворачивающейся платформой, на ней две соосных лебедки.

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветроэнергетической установки (ВЭУ) с использованием ветророторов барабанного типа. Модульная ветроэнергетическая установка, содержащая вертикально установленную поворотную мачту с зафиксированными на ней двумя параллельными траверсами, концы которых соединены вертикальными перекладинами, и по меньшей мере один ветромодуль, состоящий из четырех ветророторов, объединенных в пары и установленных с двух сторон от мачты.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Аэростатно-плавательный ветродвигатель содержит аэростатный модуль положительной плавучести из взаимосвязанных торцами на ветер газонаполненных цилиндрических баллонов, гондолу с планетарным мультипликатором и генератором, осью вращения, совпадающей с направлением воздушного потока, и на ней ветряной ротор, тросовые и трос-кабельные связи с наземным причальным узлом, на поворачивающейся платформе которого закреплены две лебедки и трос-кабельная бухта.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветроэнергетическая установка содержит по меньшей мере одну аэродинамическую поверхность в виде крыла 1 с внутренним сквозным каналом 2, в котором установлена турбина 5, соединенная с электрическим генератором.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Аэростатное крыло ветроэнергетического назначения содержит аэростатный модуль положительной плавучести из двух газонаполненных оболочковых баллонов в одном уровне, виндротор в составе ветроколеса и генератора, соответственно поднятого выше и опущенного ниже тех же баллонов, троса и трос-кабель, свободно вращающуюся платформу причального узла, установленные на ней две лебедки и трос-кабельную бухту.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветрогенератор, использующий силу ветра, содержащий станину с неподвижной и подвижной частями, генератор с лопастями, обтекатель генератора, кожухи лопастей, флюгер.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Аэростатно-привязная ветротурбина, содержащая воздухоплавательный модуль положительной плавучести из четного числа газонаполненных баллонов, уложенных поперек на арочной мостовой ферме, ветросиловые блоки, каждый с гондолой в составе планетарного мультипликатора и генератора, а также с радиально-лопастным ротором, ось вращения которого совпадает с направлением ветра, тросовые и трос-кабельная связи с наземным причальным узлом, на поворачивающейся платформе узла находятся трос-кабельная бухта и программно управляемые лебедки. Трос-кабель прикреплен по середине горизонтальной балки арочной мостовой фермы, подветренно к крепежам привязных тросов; кабельная бухта причального узла оснащена собственным механическим приводом, управляемым программно; ветросиловые блоки подвешены к арочной мостовой ферме ниже ее горизонтальной балки и зеркально относительно оси симметрии модуля, все их роторы перенесены на подветренную сторону фермы, разно расположенные от упомянутой оси роторы имеют встречные вращения. Изобретение направлено на повышение устойчивости пространственной ориентации ветросиловых блоков и минимизацию аэродинамических помех. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к устройству по преобразованию ветра в электрическую энергию. Устройство по преобразованию энергии ветра, содержащее опорно-несущую конструкцию, с преобразователями и аккумуляторами электрической энергии. Опорно-несущая конструкция выполнена в виде фиберглассового центрального стержня с уменьшающимися сечением от основания к вершине, при этом стержень снабжен горизонтально расположенными полками, уменьшающимися от основания к вершине, каждая полка снабжена гибкими элементами, одна сторона которых закреплена на центральном стержне, а другая - на стержнях с пружинами или демпферами по середине стержней, соединяющих полки; при этом на полках установлены трубки из немагнитного материала, радиально расположенные относительно центрального стержня, каждая из трубок содержит неподвижные и подвижные части, установленные с зазором в этих трубках и выполненные в виде постоянных магнитов, направленных одноименными полюсами друг к другу, подвижные части установлены с зазором вдоль всей длины трубок, неподвижные части выполнены в виде ограничителей движения подвижных, в них установлены штоки, жестко соединенные с ближайшими подвижными частями, а на внешней поверхности каждой трубки из немагнитного материала установлена изолированная электропроводящая обмотка, соединенная с аккумулятором электрической энергии. Изобретение направлено на повышение выработки электроэнергии при незначительных ветровых нагрузках. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх