Енергетична система управління локальними атмосферними потоками (есулап)
Формула / Реферат
1. Енергетична система управління локальними атмосферними потоками (ЕСУЛАП), що складається з вітрової турбіни, яка механічно пов'язана з генератором, камери примусового розрідження повітря, каналу конфузора, витяжних пристроїв для створення додаткової тяги, лопатей вітрової турбіни, яка відрізняється тим, що додатково забезпечена рухливими регулювальними заслінками, встановленими в каналі конфузора по зовнішньому периметру установки, розгінним каналом максимальної довжини при заданих габаритних розмірах, обладнаним рухливою спареною заслінкою на виході з нього, двома вертикальними вітряними турбінами з приводними лопатями, що мають різноспрямований вектор обертання, жорстко зв'язаними між собою та розташованими в робочій камері, одна з протилежних відкритих сторін якої сполучена через розгінний повітряний канал з вхідним конфузором, а інша відкрита сторона робочої камери сполучена з дифузорною камерою із зоною зниженого тиску, що має по зовнішньому периметру рухливі дефлекторні заслінки, контролером, який в автономному режимі за допомогою сервоприводів управляє положенням регулювальних рухливих заслінок залежно від змінних зовнішніх параметрів атмосферного повітряного потоку, що надходить, при цьому приводні лопаті вітрової турбіни виконані з двох частин з ежекторним каналом, а усі рухливі заслінки виконані з можливістю керування.
2. Енергетична система управління локальними атмосферними потоками (ЕСУЛАП) за п. 1, яка відрізняється тим, що в носовій частині установка забезпечена додатковим міні-конфузором і міні-прискорювальним каналом, що має на виході регулювальну рухливу заслінку.
3. Енергетична система управління локальними атмосферними потоками (ЕСУЛАП) за п. 1, яка відрізняється тим, що приводна лопать вітрової турбіни виконана з двох витягнутих півсфер, розташованих на одній осі із зазором між собою, при цьому менша півсфера розташована над більшою, такою, що має отвір у вершині сфери.
Текст
Реферат: Енергетична система управління локальними атмосферними потоками (ЕСУЛАП) складається з вітрової турбіни, яка механічно пов'язана з генератором, камери примусового розрідження повітря, каналу конфузора, витяжних пристроїв для створення додаткової тяги, лопатей вітрової турбіни. Додатково система забезпечена рухливими регулювальними заслінками, встановленими в каналі конфузора по зовнішньому периметру установки, розгінним каналом максимальної довжини при заданих габаритних розмірах, обладнаним рухливою спареною заслінкою на виході з нього, двома вертикальними вітряними турбінами з приводними лопатями, що мають різноспрямований вектор обертання, жорстко зв'язаними між собою та розташованими в робочій камері. Одна з протилежних відкритих сторін камери сполучена через розгінний повітряний канал з вхідним конфузором, а інша відкрита сторона робочої камери сполучена з дифузорною камерою із зоною зниженого тиску, що має по зовнішньому периметру рухливі дефлекторні заслінки, контролером, який в автономному режимі за допомогою сервоприводів управляє положенням регулювальних рухливих заслінок залежно від змінних зовнішніх параметрів атмосферного повітряного потоку, що надходить, при цьому приводні лопаті вітрової турбіни виконані з двох частин з ежекторним каналом, а усі рухливі заслінки виконані з можливістю керування. UA 97092 U (54) ЕНЕРГЕТИЧНА СИСТЕМА УПРАВЛІННЯ ЛОКАЛЬНИМИ АТМОСФЕРНИМИ ПОТОКАМИ (ЕСУЛАП) UA 97092 U UA 97092 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до вітроенергетики і може бути використана для перетворення енергії руху атмосферних повітряних потоків в механічне обертання вала вітродвигуна, до якого можуть бути приєднані різні механічні пристрої або перетворювачі механічної енергії в електричну або будь-яку іншу енергію. Відома вітроустановка, що містить повітрозабирач з розташованим усередині нього вітровим колесом з лопатями, прикріпленими до верхнього і нижнього кілець, що спираються на центруючі ролики, встановлені на валах роторів перетворювачів енергії, розташовані зверху і знизу розрідники потоку, які встановлені з можливістю обертання щодо повітрозабирача і вітрового колеса для передачі моменту, що обертає, на статор перетворювача енергії та на внутрішній стороні розрідника потоку встановлені лопатки з аеродинамічним профілем, що забезпечує зустрічне обертання розрідника потоку по відношенню до вітрового колеса (див. Пат. RU №2522271, МПК F03D 3/00, опубл. 10.07.2014). Недоліком відомого винаходу є складність конструкції і низький коефіцієнт корисної дії (ККД). Відомий роторний вертикально-осьовий вітродвигун (див. патент RU № 2096259, кл. В63Н 9/00, опубл. 20.11.1997), що містить вертикальну вісь обертання та вертикальні крилоподібні лопаті, які забезпечені механізмом їх повороту для зміни кута установки, тягу, пов'язану з лопатями, при цьому вітродвигун виконаний з нижньою та верхньою дисковими шайбами, вісь яких збігається з вертикальною віссю обертання ротора, на нижніх торцях лопатей встановлені фіксатори їх положення з можливістю їх взаємодії з отворами, які виконані в цих шайбах, а згаданий механізм повороту лопатей виконаний зі встановленим на нижній шайбі елементом за формою зрізаного конуса, закріпленим на осі ротора, при цьому кожна з вищезгаданої тяг підпружинена на одній кінцевій ділянці і виконана зі сферичним елементом, що стосується поверхні вищезгаданого конусного елемента, а на іншому за допомогою штанги шарнірно пов'язана з передньою кромкою цієї лопаті. Відомі вітрові генератори з горизонтальною віссю обертання мають наступні недоліки: - максимально ККД досягає 59,26 %; - площа поперечного перерізу повітряного потоку, що надходить на вітрову турбіну, обмежена, отже, обмежено і кількість отримуваною нею електричної енергії; - для збільшення потужності вітрової турбіни необхідно збільшувати площу поперечного перерізу, що сприйманий повітряним потоком; - при збільшенні розмірів лопатей значно зростає небезпека руйнування вітрової турбіни сильними поривами вітру; - при малих швидкостях атмосферних потоків виникають проблеми із запуском вітрової турбіни і неможливістю забезпечити її рівномірне обертання; - потрібні великі капітальні вкладання на будівництво фундаменту та несучої опори такої установки та її обслуговування; - при обертанні лопаті справляють значне шумове враження, ефект мерехтіння та створюють загрозу для польоту пернатих. Виходячи з вищевикладеного, традиційний вітровий генератор з горизонтальною віссю обертання без інструментів дії на параметри атмосферних повітряних потоків має недостатню економічну ефективність і значні конструктивні недоліки. Зазвичай у вітрових генераторах для приведення в рух органу, що генерує електричну енергію, використовується природний повітряний потік. Для більшості районів європейського континенту середньорічна швидкість вітру складає не більше 5-7 м/с, у зв'язку з цим, необхідна установка, яка дозволяє використовувати вітрову енергію з досягненням максимального ККД в умовах невисоких середньорічних швидкостей повітряних потоків. Для підвищення ефективності вироблення енергії збільшують площа поперечного перерізу сприйманого вітряним колесом повітряного потоку. Збільшення діаметра вітряного колеса, що сприймає повітряний потік, приводить до необхідності збільшення розмірів опорної конструкції, а це, у свою чергу, приводить до збільшення вартості споруди, а вироблення електричної енергії залишається обмеженим (змінюється пропорційно діаметру лопатей). Через вплив приземного шару повітряного потоку горизонтальна швидкість вітру різна на різній висоті, а також поривчасто мінлива. При обертанні вітряного колеса великих розмірів на нього діє неврівноважена сила, яка здатна привести до пошкодження вітряного колеса. Відома вітрова установка з примусовим розрідженням затурбінного простору, що складається з повітряної турбіни, механічно пов'язаної з генератором принаймні двох радіально розташованих конфузорів, зовнішньої оболонки, дифузора, камери примусового розрідження повітря, в якій встановлені витяжні пристрої для створення додаткової тяги на лопаті повітряної турбіни (див. Пат. RU №2498106, МПК F03D 1/00, опубл. 10.11.2013). Відома вітрова установка вибрана як найближчий аналог. 1 UA 97092 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Найближчий аналог і корисна модель, що заявляється, мають наступні загальні ознаки: - повітряна турбіна, що механічно пов'язана з генератором; - камера примусового розрідження повітря; - витяжні пристрої для утворення додаткової тяги; - лопаті повітряної турбіни; - канал конфузора. Відома вітрова установка має наступні недоліки: - малий обсяг повітряного потоку, що надходить в привід витяжного пристрою для створення додаткової тяги і як наслідок, низька продуктивність витяжного пристрою; - наявність у витяжному пристрої додаткових механічних вузлів, що підвищує можливі ризики виходу з робочого стану найближчого аналога в цілому, а так само ускладнює всю установку; - наявність у витяжному пристрої додаткових вузлів, що обертаються, призводить до зниження ефективності за рахунок аеродинамічного опору витяжних лопатей, що обертаються; - основний та додаткові конфузори перебувають в спареному положенні, що зменшує початкову швидкість повітряного потоку в них обох та негативно позначається на його спільній продуктивності; - неможливість роботи даної установки при високих швидкостях повітряних потоків; - присутній ефект обмерзання лопатей, що призводить до зупинки роботи установки в зимовий період; - відсутня можливість управління параметрами робочого повітряного потоку (швидкість, обсяг, напрям, площа перерізу). В основу корисної моделі поставлено задачу розробки системи, яка ефективно працює в широкому діапазоні швидкостей атомосферних повітряних потоків із високим ККД у будь-яку пору року. Поставлена задача вирішена в енергетичній системі управління локальними атмосферними потоками ЕСУЛАП, що складається з вітрової турбіни, яка механічно пов'язана з генератором, камери примусового розрідження повітря, каналу конфузора, витяжних пристроїв для створення додаткової тяги, лопатей вітрової турбіни тим, що, згідно з корисною моделлю, вона додатково забезпечена рухливими регулювальними заслінками, встановленими в каналі конфузора по зовнішньому периметру установки, розгінним каналом максимальної довжини при заданих габаритних розмірах, обладнаним рухливою спареною заслінкою на виході з нього, двома вертикальними вітряними турбінами з приводними лопатями, що мають різноспрямований вектор обертання, жорстко зв'язаними між собою та розташованими в робочій камері, одна з протилежних відкритих сторін якої сполучена через розгінний повітряний канал з вхідним конфузором, а інша відкрита сторона робочої камери сполучена з дифузорною камерою із зоною зниженого тиску, що має по зовнішньому периметру рухливі дефлекторні заслінки, контролером, який в автономному режимі за допомогою сервоприводів управляє положенням регулювальних рухливих заслінок залежно від змінних зовнішніх параметрів атмосферного повітряного потоку, що надходить, при цьому приводні лопаті вітрової турбіни виконані з двох частин з ежекторним каналом, а усі рухливі заслінки виконані з можливістю керування. При цьому в носовій частині установка може бути забезпечена додатковим міні-конфузором і мініприскорювальним каналом, що має на виході регулювальну рухливу заслінку, а приводна лопать вітрової турбіни виконана з двох витягнутих півсфер, розташованих на одній осі із зазором між собою, при цьому менша півсфера розташована над більшою, такою, що має отвір у вершині сфери. Новим в корисній моделі є те, що енергетична система управління локальними атмосферними потоками ЕСУЛАП додатково забезпечена рухливими регулювальними заслінками, встановленими в каналі конфузора по зовнішньому периметру установки, розгінним каналом максимальної довжини при заданих габаритних розмірах, обладнаним рухливою спареною заслінкою на виході з нього, двома вертикальними вітряними турбінами з приводними лопатями, що мають різноспрямований вектор обертання, жорстко зв'язаними між собою та розташованими в робочій камері, одна з протилежних відкритих сторін якої сполучена через розгінний повітряний канал з вхідним конфузором, а інша відкрита сторона робочої камери сполучена з дифузорною камерою із зоною зниженого тиску, що має по зовнішньому периметру рухливі дефлекторні заслінки, контролером, який в автономному режимі за допомогою сервоприводів управляє положенням регулювальних рухливих заслінок залежно від змінних зовнішніх параметрів атмосферного повітряного потоку, що надходить, при цьому приводні лопаті вітрової турбіни виконані з двох частин з ежекторним каналом, а усі рухливі заслінки виконані з можливістю керування. При цьому в носовій частині установка може бути 2 UA 97092 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 забезпечена додатковим міні-конфузором і міні-прискорювальним каналом, що має на виході регулювальну рухливу заслінку, а приводна лопать вітрової турбіни виконана з двох витягнутих півсфер, розташованих на одній осі із зазором між собою, при цьому менша півсфера розташована над більшою, такою, що має отвір у вершині сфери. Створення примусової розрядки в установці відбувається природним шляхом за рахунок конструкції корисної моделі, що заявляється, без застосування яких або додаткових вузлів, що обертаються, і механізмів; приводна лопать вітрової турбіни виконана з двох частин витягнутих півсфер, розташованих на одній осі із зазором між собою, при цьому менша півсфера розташована над більшою, такою, що має отвір у вершині сфери. Приведені суттєві ознаки дозволяють отримати наступний технічний результат: - забезпечити можливість регулювання швидкості, обсягу та тиску атмосферних потоків повітря, які впливають на приводні лопаті вітрової турбіни; - підвищити ефективність роботи та збільшити ККД перетворення кінетичної енергії атмосферних повітряних потоків в механічну, електричну або будь-яку іншу енергію; - можливість оптимізації роботи установки в режимі ураганних вітрів без обмеження їх швидкостей; - додатковий ефект даного компонування установки виключає можливість процесу обмерзання приводних лопатей. Збільшення коефіцієнта використання енергії вітру, забезпечується за рахунок того, що в модулі установки, утримуються дві механічно залежні одна від другої повітряні турбіни, із вертикальною віссю обертання, що мають протилежний напрям обертання по відношенню один до одного. При цьому конфузор виконаний у вигляді довільного, поворотного, горизонтального закритого каналу, що звужується, із зоною підвищеного тиску повітряного потоку на вході в канал забезпеченого керованими рухливими дефлекторними заслінками, розгінним каналом забезпеченим керованою рухливою спареною заслінкою, робочої камери силового блока та дифузорної камери із зоною зниженого тиску для відбору обсягу відпрацьованого повітряного потоку, що залишився, із робочої камери, забезпеченої керованими рухливими дефлекторними заслінками, що дає можливість: 1. забезпечувати наповнення масами повітряного потоку приймальних каналів установки і створювати зону підвищеного тиску у вузькій частині каналу конфузора та в розгінному каналі. 2. регулювальні дефлекторні заслінки створюють зону зниженого тиску в дифузорній камері. 3. у силовому блоці створювати умови керованого: приросту швидкості, нарощування кінетичної енергії, направлення, обсягу і площі поперечної плоскості робочого повітряного потоку, а так само в зоні дифузорної камери створювати умови керованого відведення відпрацьованого повітряного потоку. 4. збільшувати потужності установки шляхом нарощування модулів у вертикальній площині, без збільшення займаної площі установкою та габаритних розмірів приводних лопатей, що обертаються. Схеми пристрою, що заявляється, приведені на фіг. 1-8, де: На фіг. 1 - приведений вигляд зверху модуля ЕСУЛАП із позначенням вузлів і компонентів (варіант за п. 1); На фіг. 2 - приведений вигляд зверху модуля ЕСУЛАП із позначенням вузлів і компонентів (варіант за п. 2); На фіг. 3 - приведений вигляд зверху модуля ЕСУЛАП із вказівкою зон тиску потоків повітря в його каналах; На фіг. 4 - приведений вигляд зверху модуля ЕСУЛАП із вказівкою напряму повітря в його каналах; на фіг. 5 - приведений зовнішній вигляд лопаті (вигляд зверху, вигляд збоку); на фіг.6 - приведений вигляд збоку деталізації механізму зміни кількості приводних лопатей на вертикальному валу в поперечній площині набігаючому потоку; на фіг. 7 - приведений вигляд зверху деталізації механізму зміни кількості приводних лопатей на вертикальному валу в поперечній площині набігаючому потоку; на фіг. 8 - приведена блок - схема компоновки вузлів в ЕСУЛАП. Енергетична система управління локальними атмосферними потоками ЕСУЛАП містить: 1 - поворотна в горизонтальній площині підстава; 2 - канал конфузора - канал, що звужується, із зоною підвищеного тиску; 3 - розгінний канал; 4 - допоміжний малий конфузор; 5 - малий розгінний канал допоміжного конфузора; 6 - робоча камера; 3 UA 97092 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 7 - дві вертикально розташовані та механічно залежні повітряні турбіни з лопатями, що створюють силовий блок; 8 - приводні лопаті; 9 - дифузорна камера із зоною зниженого тиску; 10 - регульовані рухливі дефлекторні заслінки; 11 - регульована рухлива спарена заслінка на виході з розгінного каналу; 12 - регульовані рухливі заслінки каналу конфузора; 13 - регульована рухлива заслінка малого розгінного каналу; 14 - вертикальний канал із карданним валом в центрі для передачі моменту, що крутить, від силового блоку на основний генератор в підставі системи. 15 - горизонтальне кермо повороту підстави модуля установки по напряму набігаючих атмосферних повітряних потоків; 16 - зона підвищеного тиску повітряного потоку; 17 - зона прискорення повітряного потоку; 18 - зона зниженого тиску повітряного потоку; 19 - внутрішня деталь лопаті; 20 - зовнішня деталь лопаті. Пристрій, що заявляється, може містити один або декілька модулів, кожен з яких складається з: розміщеної в горизонтальній плоскості поворотної підстави 1. В цілях ущільнення вітрової енергії в носовій частині модуля розташований повітряний канал конфузора 2, що звужується, який своєю вхідною частиною орієнтований на зустрічний атмосферний повітряний потік. Атмосферний повітряний потік надходить в канал конфузора 2. У зоні переходу каналу конфузора 2 в розгінний канал 3 встановлені регульовані рухливі заслінки 12, що дозволяють регулювати швидкість, об'єм і тиск атмосферного повітряного потоку, що надходить в розгінний канал 3. У найвужчій частині каналу конфузора 2 ущільнений атмосферний повітряний потік прямує в розгінний канал 3, де відбувається процес нарощування його швидкості. У розгінному каналі 3 відбувається приріст швидкості робочого повітряного потоку за рахунок різниці тиску, що створюється на вході і на виході з розгінного каналу 3, а так само за рахунок його довжини. На виході з розгінного каналу 3 прискорений і ущільнений з нарощеною кінетичною енергією робочий повітряний потік розділяється регульованою рухливою спареною заслінкою 11 на дві частини і прямує в робочу камеру 6. За допомогою регульованої рухливої спареної заслінки 11 відбувається регулювання швидкості, обсягу, направлення і площі поперечного перерізу робочого повітряного потоку, що надходить в робочу камеру 6 на приводні лопаті 8 силового блока 7. Так само, регульована рухлива спарена заслінка 11 екранує частину повітряного потоку, що прямує на ділянку силового блока 7, в якому приводні лопаті 8 обертаються в направленні протилежному руху розділеного робітника повітряного потоку, що забезпечує зменшення аеродинамічного опору обертанню приводних лопатей силового блока 7. У робочій камері 6 обидві розділені частини робочого повітряного потоку передають збільшену кінетичну енергію, впливаючи на приводні лопаті 8 двох вертикально розташованих і механічно зв'язаних повітряних турбін, об'єднаних в силовий блок 7. Кожна розділена частина робочого повітряного потоку надає дію на приводні лопаті 8 лише одного вала повітряної турбіни, що входить в силовий блок 7, у бік якої вона направлена. Далі, вже відпрацьований і такий, що віддав частину кінетичної енергії робочий повітряний потік, минувши область приводних лопатей 8 примусово втягується в дифузорну камеру 9 із зоною зниженого тиску та крізь дефлекторні заслінки 10 виводиться за периметр дії модуля установки, що сприяє швидшому відведенню відпрацьованого повітряного потоку із зони робочої камери 6, а так само робить значний вплив безпосередньо в нарощуванні швидкості робочого повітряного потоку та придбання додаткової кінетичної енергії в розгінному каналі 3. За рахунок можливості корекції швидкості і щільності вхідного зовнішнього атмосферного потоку повітря та відпрацьованого повітряного потоку, що примусово відводиться, за допомогою регульованих рухливих заслінок 12, розгінного каналу 3, регульованої рухливої спареної заслінки 11, регульованої рухливої заслінки 13 малого розгінного каналу, регульованих рухливих дефлекторних заслінок 10 в отриманому сполученому каналі: 1 - зовнішній атмосферний потік – конфузом, 2 - розгінний канал, 3 - робоча камера, 6 - дифузорна камера, 9 - дефлекторні заслінки, 10 - зовнішній атмосферний потік) створюються оптимальні умови для штучного та примусового збільшення кінетичної енергії і примусового відведення відпрацьованого повітряного потоку з каналів модуля установки за рахунок і за допомогою природного переміщення атмосферних повітряних потоків (ефект штучного протягу). За допомогою застосування приводних лопатей 8 силового блока 7 із зниженим аеродинамічним опором набігаючому повітряному потоку можливе зниження дії сил протидіючих корисній роботі, що виконується приводним лопатевим валом. 4 UA 97092 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Конструкція даної приводної лопаті 8 призначена для вживання у вертикальних лопатевих валах і складається з двох деталей - витягнутих півсфер, що вже знижує їх аеродинамічний опір набігаючому потоку. Внутрішня деталь 19 приводній лопаті (див. фіг.5) виконана у вигляді витягнутої півсфери та має більший діаметр і отвір у вершині сфери. Зовнішня деталь 20 привідної лопаті (див. фіг. 5) виконана у вигляді витягнутої півсфери, має менший діаметр і є цілісною. Деталі 19 і 20 сполучені між собою на деякій відстані один від одного так, що б між ними був присутній повітряний зазор, так званий ежекторний канал, вершини обох сфер знаходяться на одній осі. Робоче положення лопаті - підстава внутрішньої півсфери деталь 19 направлена у бік набігаючого повітряного потоку і частково приймає його кінетичну енергію. Через наявне у вершині півсфери деталі 19 отвір, частина кінетичної енергії передається на деталь 20. При русі приводної лопаті 8 назустріч повітряному потоку, через наявний повітряний зазор між деталями 20 і 19, а так само через отвір у вершині деталі 19, відбувається створення зони зниженого тиску у внутрішній порожнині деталі 19, що дає приводній лопаті додатковий імпульс в подоланні опору зустрічного набігаючого потоку повітря. Дана конструкція лопаті дозволяє понизити опір набігаючому потоку повітря, за рахунок чого підвищується ККД вертикальних повітряних турбін. Дана конструкція лопаті вертикальної повітряної турбіни ефективна в будь-яких інших пристроях, або ж без них. У ЕСУЛАП застосований механізм, що дозволяє змінювати кількість приводних лопатей на одній осі вертикальної повітряної турбіни поперечно набігаючому повітряному потоку, який допускає ефективніше приймати і передавати кінетичну енергію повітряних потоків залежно від параметрів робочого повітряного потоку, перетворюючи її в крутильний момент. Конструкція даного механізму складається з: - шестигранного приводного вала із проточками; - важеля, що має два і більш за промені, і з шестигранним отвором в центрі, що вал і приводні лопаті; - пружинних вузлів; - сполучних кронштейнів приводних лопатей. Приводні лопаті мають можливість горизонтально повороту щодо осі вертикального приводного вала, а шестигранний отвір у важелі лопатей пов'язує важіль з шестигранним валом. На шестигранному приводному валу є кільцеві проточки під місцем зачеплення важеля приводних лопатей. Шляхом переміщення важеля приводних лопатей по осі щодо приводного валу і при поєднанні важеля з кільцевими просіченнями, важіль виходить з жорсткого зачеплення з шестигранним валом і має можливість повороту щодо осі вала на 60°. По вертикалі лопатеві важелі зв'язані сполучними кронштейнами між собою через один. Дана конструкція дозволяє подвоювати кількість приводних лопатей на вертикальному валу установки. ЕСУЛАП забезпечений контролером, що дозволяє працювати в автономному режимі: за допомогою сервоприводів управляти положенням всіх регульованих рухливих заслінок залежно від змінних зовнішніх параметрів атмосферного повітряного потоку, що надходить, оптимізує параметри робочого повітряного потоку усередині установки, силового блока, що впливає на приводні лопаті. За допомогою регульованих рухливих заслінок 10,11,12 і 13 можливе повне управління швидкістю робочого повітряного потоку, його об'ємом, направленням і площею поперечного перерізу, що дозволяє ефективно використовувати систему ЕСУЛАП як при низьких швидкостях атмосферного повітряного потоку, так і при ураганних максимальних поривах вітру. Регульовані рухливі заслінки 12 і 11 працюють в зоні підвищеного тиску. Регульовані рухливі заслінки 10 і 13 працюють в зоні зниженого тиску. Функції заслінок 10,11,12 і 13: - регульовані рухливі дефлекторні заслінки 10 - виконують роботу і повний контроль примусової витяжної системи і відведення за зовнішній периметр відпрацьованого робітника повітряного потоку. Шляхом регулювання кута регульованих рухливих дефлекторних заслінок 10 відносно набігаючого зустрічного атмосферного повітряного потоку можлива зміна потужності і обсягу відведення відпрацьованого повітряного потоку. Паралельно вони роблять безпосередній вплив на прискорення та приріст кінетичної енергії робочого повітряного потоку в розгінному каналі 3. Їх кількість не має обмеження. В даній конструкції модуля установки, площа, покрита регульованими рухливими дефлекторними заслінками 10, практично втричі перевищує площу поперечного перерізу вхідного каналу конфузора 2. Таким чином, атмосферний повітряний потік примусово (за рахунок підвищення тиску на вході та пониження 5 UA 97092 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 тиску на виході) проганяється по сполучених між собою каналах установки ЕСУЛАП та виводиться за її межі. При цілком закритих регульованих рухливих дефлекторних заслінках 10 можливе повне гальмування роботи всієї системи ЕСУЛАП; - регульована рухлива спарена заслінка 11 на виході із розгінного каналу виконує функцію перепускного регулюючого клапана. З її допомогою можливо: I) розділення робочого повітряного потоку на дві частини незалежні одна від іншої на виході з розгінного каналу 3; II) зміна площі поперечного перерізу кожної окремої розділеної частини незалежної одна від іншої, що робить вплив на швидкість, обсяг і напрям розділених частин робочого повітряного потоку, що впливають на приводні лопаті 8 лише одного валу повітряної турбіни, який входить в силовий блок 7 в робочій камері 6; В) затінює ділянку силового блока 7, в якому приводні лопаті 8 рухаються в напрямі, протилежному напряму розділеного робочого повітряного потоку; При повністю зачиненій спареній заслінці 11 можливе повне гальмування роботи всієї установки. - регульовані рухливі заслінки 12 каналу конфузора - виконують функцію перепускного регулюючого клапана, із їх допомогою можливо: A) регулювання тиску, обсягу і швидкості повітряного потоку в зоні каналу конфузора 2; Б) зменшення процесу гальмування швидкості і регулювання обсягу вхідного атмосферного повітряного потоку, що надходить в розгінний канал 3; B) при повністю відкритих регульованих рухливих заслінках 12 можливе повне гальмування роботи всієї установки, відбувається практично цілковите скидання тиску і всього обсягу атмосферного повітряного потоку, що надходить, в зону каналу конфузора 2 за межі дії установки. - регульована рухлива заслінка малого розгінного каналу 13 - виконує функцію перепускного регулюючого клапана. З її допомогою можливе управління і контроль обсягу і швидкості ущільненого і прискореного атмосферного повітряного потоку, що надходить, на виході з допоміжного малого розгінного каналу 5 носовій частині системи в район дифузорної камери 9. ЕСУЛАП, що заявляється, дозволяє при мінімальних габаритних розмірах з максимальною ефективністю використовувати, нарощувати, контролювати і перетворювати в електричну або будь-яку іншу енергію, що отримується від природних поновлюваних аеро- та гідро- потоків таких, що мають початкову потенційну кінетичну енергію. Конструкція корисної моделі, що заявляється, дозволяє змінювати кількість модулів в установці. Наприклад, модуль, який вийшов з ладу, не впливає на роботу решти всіх модулів, що входять в дану установку. Тобто установка не зупиняється повністю на період проведення ремонту профілактичних робіт в окремому модулі. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Енергетична система управління локальними атмосферними потоками (ЕСУЛАП), що складається з вітрової турбіни, яка механічно пов'язана з генератором, камери примусового розрідження повітря, каналу конфузора, витяжних пристроїв для створення додаткової тяги, лопатей вітрової турбіни, яка відрізняється тим, що додатково забезпечена рухливими регулювальними заслінками, встановленими в каналі конфузора по зовнішньому периметру установки, розгінним каналом максимальної довжини при заданих габаритних розмірах, обладнаним рухливою спареною заслінкою на виході з нього, двома вертикальними вітряними турбінами з приводними лопатями, що мають різноспрямований вектор обертання, жорстко зв'язаними між собою та розташованими в робочій камері, одна з протилежних відкритих сторін якої сполучена через розгінний повітряний канал з вхідним конфузором, а інша відкрита сторона робочої камери сполучена з дифузорною камерою із зоною зниженого тиску, що має по зовнішньому периметру рухливі дефлекторні заслінки, контролером, який в автономному режимі за допомогою сервоприводів управляє положенням регулювальних рухливих заслінок залежно від змінних зовнішніх параметрів атмосферного повітряного потоку, що надходить, при цьому приводні лопаті вітрової турбіни виконані з двох частин з ежекторним каналом, а усі рухливі заслінки виконані з можливістю керування. 2. Енергетична система управління локальними атмосферними потоками (ЕСУЛАП) за п. 1, яка відрізняється тим, що в носовій частині установка забезпечена додатковим міні-конфузором і міні-прискорювальним каналом, що має на виході регулювальну рухливу заслінку. 6 UA 97092 U 3. Енергетична система управління локальними атмосферними потоками (ЕСУЛАП) за п. 1, яка відрізняється тим, що приводна лопать вітрової турбіни виконана з двох витягнутих півсфер, розташованих на одній осі із зазором між собою, при цьому менша півсфера розташована над більшою, такою, що має отвір у вершині сфери. 7 UA 97092 U 8 UA 97092 U 9 UA 97092 U 10 UA 97092 U 11 UA 97092 U 12 UA 97092 U 13 UA 97092 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 14
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
Мітки: атмосферними, есулап, управління, система, потоками, енергетична, локальними
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/16-97092-energetichna-sistema-upravlinnya-lokalnimi-atmosfernimi-potokami-esulap.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Енергетична система управління локальними атмосферними потоками (есулап)</a>
Попередній патент: Спосіб виготовлення композитного матеріалу із побутових відходів
Наступний патент: Спосіб випробування редуктора загальномашинобудівного призначення
Випадковий патент: Візок для покупок