Тяговий газоагрегатний енергетичний комплекс

Корисна модель відноситься до вітротехніки і може бути застосована в установках, що мають вертикальний крізний канал (вітроагрегат, димар, вентиляційна шахта). Найбільш доцільно використовувати запропоновану корисну модель на базі тепличних комплексів. Відомі пристрої для посилення тяги повітря, наприклад у вітроагрегатах, у яких вітроколесо встановлено у вертикальному крізному каналі на вертикальному валу. Відомий також вітроагрегат, що містить вітроколесо, яке розміщене в вежі, на торці якої розташований інтерцептор. Внутрішній діаметр якого рівний внутрішньому діаметру башти [див. патент RU №2140013, F03D3/06 20.10.99]. Недолік конструкції в невисокій ефективності і складності. За прототип прийнятий ветроагрегат, що містить ветрогенератор, який виконаний у вигляді вітроколеса, розміщений в вежі, на вертикальному валу і зв'язаний з електрогенератором. На торці вежі розташований інтерцептор, внутрішній діаметр якого рівний внутрішньому діаметру вежі. Інтерцептор забезпечений пластинами і має поперечний перетин, виконаний у вигляді многогранника, а пластини встановлені радіальне на ребрах зовнішньої поверхні інтерцептора. Вітер набігає на інтерцептор, при цьому на вітроколесі перед інтерцептором відбувається гальмування потоку, після чого потік зривається з гострої кромки інтерцептора з підвищеною швидкістю. За інтерцептором утворюється зона зниженого тиску, яка охоплює велику частину поперечного перетину каналу. Збільшення градієнта тиску в каналі приводить до збільшення тяги і прискорення потоку повітря (газів), що проходить в каналі. Розміщення вітроколеса в каналі на вертикальному валу вітроагрегату дозволяє збільшити число оборотів колеса і електроенергію, що виробляється [див. патент RU 2013649, F03D5/00, F03D3/04, Дата публікації: 1994.05.30]. Недоліком прототипу є низька ефективність роботи пристрою і малий КПД, оскільки енергія, що виробляється, залежить від наявності і сили вітру. У основу корисної моделі поставлена задача створити такий тяговий газо-агрегатний енергетичний комплекс, в якому шляхом зміни конструкції вежі досягається збільшення тяги і прискорення потоку повітря (газу), що проходить в каналі, незалежно від наявності і сили вітру. Для вирішення задачі запропонований тяговий газо-агрегатний енергетичний комплекс, що містить вітрогенератор, розміщений в вежі на вертикальному валу, зв'язаний з електрогенератором, в якому, згідно з корисною моделлю, як вітрогенератор використана газова турбіна, а вежа виконана з конусоподібних секцій, встановлених одна в другу з фіксованим зазором, у середині вежі розташований циліндр, у верхній торцевій частині якого розміщена вищезазначена газова турбіна, вал якої проходить уздовж циліндра співвісно йому і конфузор, приєднаний до циліндра знизу, при цьому вежа встановлена по центру приміщення, що містить силовий каркас, покритий дахом, виконаним з світлопроникного матеріалу у формі зрізаної піраміди або зрізаного конуса. Для можливості обслуговування комплексу, всередині циліндра встановлена драбина з майданчиками. В оптимальному варіанті як приміщення, в якому встановлена вежа використовують теплицю. Для підвищення жорсткості покриття грані даху - піраміди виконані у вигляді циліндричних панелей. В останній конусоподібній секції, з середини до її поверхні доцільно приєднати напрямні пластини. Це забезпечить оптимізацію кута атаки потоку газу на лопаті турбіни. Для можливості управління роботою комплексу, на валу вітротурбіни встановлений барабан гальмового пристрою, а для забезпечення стабільності його роботи в системі вал - електрогенератор встановлений маховик. В окремому варіанті виконання маховик та електрогенератор споряджені пусковими двигунами внутрішнього згоряння. Це полегшує придання їм оптимальної швидкості. Для кращого розуміння суті корисної моделі на кресленні зображений загальний вигляд запропонованого комплексу, встановленого на базі теплиці. Тяговий газо-агрегатний енергетичний комплекс містить укриття 1, під яким розміщені агротехнічні пристрої 2; укриття 1 опирається на силовий каркас 3, на верхню частину каркаса 3 установлена ежекційна труба 4, що складається з конусоподібних секцій 5, установлених одна на одну з ежекційним кільцевою щілиною 6; на верху труби 4, у циліндричній секції 7, установлена вітротурбіна 8, що опирається на циліндр 9; усередині циліндра 9 розміщено вал 10 турбіни 8, знизу до циліндра 9 приєднаний конфузор 11, усередині циліндра 9 установлено драбину 12 із майданчиками обслуговування; до вала 10 турбіни 8 приєднано барабан 13 гальмового пристрою й механізм передачі моменту обертання з вала 10 на маховик 14, що з'єднано з електрогенератором 15; у передостанній секції 16 установлені напрямні пластини. Для випадку, коли комплекс встановлений на базі теплиці енерговідновлювання здійснюється в такий спосіб. Повітря під укриттям 1 з підвищеною температурою, у результаті нагрівання його від освітлювальних і нагрівальних приладів агропристроїв, у нічний час, а вдень у результаті парникового ефекту переміщається до вершини піраміди укриття 1, звідки через прорізи в силовому каркасі 3 надходить у трубу 4; за допомогою конфузора 11 повітряний потік віджимається до периферії труби 4, до її стінок та спрямовується нагору між трубою й циліндром 9, захоплюючи через ежекційні щілини 6 додатковий об'єм повітря з пасивного об'єму повітря, що перебуває навколо труби 4. Повітряний потік із все зростаючою швидкістю надходить у напрямні порожнини передостанньої секції 16, закручується й під прямим кутом діє на пластини вітротурбіни 8, обертаючи її; турбіна 8 передає момент обертання на вал 10, що жорстко з'єднаний з турбіною 8 й опирається на упорний підшипник; на валу 10 є барабан гальмового пристрою, а також механізм передачі моменту обертання з вала 10 на маховик 14; з маховика 14 момент обертання передається на електрогенератор 15 через систему муфта-редуктор. "Пуск" й "зупинка" вітроелектростанції здійснюється за допомогою "відкриття" - "закриття" прорізів силового каркаса 3 жалюзі типу "ролет", а також шляхом управління гальмовим пристроєм. Крім цього маховик 14 та електрогенератор 15 споряджені пусковими двигунами внутрішнього згоряння.