Вітроагрегат

Вітроагрегат, що складається з фундаменту, стаціонарного і обертового стояків, генератора з повітропроводом, концентратора повітря з флюгером і підтримуючих ферм, який відрізняється тим, що вітроагрегат виконаний з можливістю обертання у фундаменті навколо вертикальної осі стояка, один або декілька генераторів розміщені в стояку і в нижній секції повітропроводу, з'єднаного з ним одним кінцем, а другим - з гнучким рукавом, обпертим за допомогою підтримуючої ферми на колісну пару, концентратор повітря має форму конфузора, на вході він приєднаний до стояка, а на виході - до верхньої підтримуючої ферми, в стояку утворені отвори на рівні конфузора і в верхньому торці стояка, де влаштовані клапани скиду повітря, розмір і потужність яких визначають розрахунком Винахід відноситься до нетрадиційної енергетики і зокрема до вітроагрегатів, а точніше до таких що вимагають застосування концентраторів повітря Відома конструкція вітроагрегата, що вміщує повітрепровід перемінного перерізу у формі дифузора і має вигляд реторти з жорстко закріпленим у фундаменті трубчастим стояком і з можливістю обертання навколо цього стояка, підсиленого в ослабленому МІСЦІ коробом з ребрами жорсткості і з вертикальним отвором у МІСЦІ приєднання до нього горизонтального каналу, прямокутний отвір якого входить при обертанні лопатей вітроколеса, встановленого на одній осі з генератором струму, вихідний кінець горизонтального каналу, оснащений обертовим патрубком з флюгером, дифузор на вході має опорне кільце, жорсткість якого забезпечена розтяжками, знизу дифузора встановлена, підтримуюча ферма, верхньою частиною прикріплена до нижньої ванти дифузора, а з боку до його вертикального патрубка, трикутні в'язі приєднані з одного кінця до підтримуючої ферми і у двох протилежних кінцях до вертикальної ванти, на якій зверху розміщені клапани скиду повітря, а з протилежної сторони від підтримуючої ферми, до вертикального патрубка дифузора жорстко приєднаний двопелюстковий флюгер, оснащений ребрами жорстокості і розтяжками, а між верхньою і нижньою вантою розміщені проміжні ванти, на які натягнена плівка, армована сіткою, виготовленою з скловолокна (Патент України №41116)(Прототип) Загально виконаний фундамент під стояк і генератор не забезпечують ефективне використання вітрового потоку на той час, коли вітер змінює напрямок, не співпадаючий у плані з напрямком підводячого до генератора повітрепровода, в результаті чого ККД генератора знижується і стає мінімальним, коли цей напрямок змінюється на протилежний Вітровий потік на виході з генератора ще має значний енергетичний потенціал, але він не використовується, а скидається у навколишнє середовище В роботі вітроагрегата одночасно задіяна тільки одна чверть лопатей, що перегинають переріз повітрепровода Консольна конструкція дифузора ускладнює задачу забезпечення СТІЙКОСТІ споруди і орієнтації и відносно напрямку вітру Мають місце значні матеріальні і трудові витрати на влаштування фундамента Таким чином, основним недоліком прототипу, що спричиняє до зниження ККД генератора є те, що ця конструкція забезпечує обертання тільки верхнього трубчастого стояка вітроагрегата, в той час як нижня його частина разом з фундаментом є стаціонарною В основу винаходу поставлена задача розробити вітроагрегат, конструктивні особливості якого забезпечили б незалежність ККД вітроагрегата від напрямку вітру з одночасним підвищенням його О ю 1 ю 57450 СТІЙКОСТІ при зниженні матеріальних і трудових витрат Це досягається тим, що у вітроагрегаті у складі фундаменту, стаціонарного і обертового стояків, генератора з повітропроводом перемінного перерізу з флюгером і підтримуючих ферм вітроагрегат виконаний з можливістю обертання у фундаменті навколо вертикальної осі стояка, один або декілька генераторів розміщені в стояку і в нижній секції повітрепровода, з'єднаного з ним одним кінцем, а другим - з гнучким рукавом, обпертим за допомогою нижньої підтримуючої ферми на колесну пару, верхня частина повітрепровода на вході має форму конфузора і приєднана до стояка, а на виході до верхньої підтримуючої ферми, в стояку утворені отвори на рівні конфузора і в верхньому торці стояка, де влаштовані клапани скиду повітря, розмір і потужність яких визначається розрахунком Між суттєвими ознаками і задачею винаходу існує наступний причинно-наслідковий зв'язок - На відміну від прототипу, у якому при ЗМІНІ напрямку вітру, що відрізняється у плані від напрямку повітрепровода, яким живиться генератор його ККД значно знижується в залежності від кута, утвореного цими обома напрямками, у замовленому винаході цей недолік усунений - На відміну від прототипу, у якому енергетичний потенціал вітрового потоку недостатньо використовується, у замовленому винаході за рахунок спрямування його після генератора у конфузор він додатково віддає свій енергетичний потенціал - На відміну від прототипу, у якому прикладені до конфузора навантаження і центр його тяжіння знаходиться попереду стояка по відношенню до напрямку повітря, атому СТІЙКІСТЬ вітроагрегата не забезпечена, у замовленому винаході він знаходиться позаду стояка - На відміну від прототипу, у якому під навантаженням знаходиться біля чверті КІЛЬКОСТІ лопастей генератора, у замовленому винаході всі лопаті одночасно в роботі - На відміну від прототипу, у якому збільшення КІЛЬКОСТІ генераторів в системі одного вітроагрегата вимагає значних капіталовкладень по влаштуванню до них фундаментів, у замовленому винаході їх розміщують у повітропроводі 1 спеціальний фундамент не потрібен - На відміну від прототипу, у якому необхідно застосовувати флюгер, або метеостанцію, у замовленому винаході їх функцію виконує конфузор разом з гнучким рукавом - На відміну від прототипу, у якому виникає необхідність застосування клапанів скиду повітря з значними обмеженнями його швидкості, у замов леному винаході припустимо використання повітря у 1,5-2 рази більшої швидкості І це не впливає на СТІЙКІСТЬ вітроагрегата - На відміну від прототипу, у якому стояк складений з стаціонарної та обертової секції, у замовленому винаході він повністю обертовий Суть винаходу пояснюється кресленнями, на яких зображено На фіг 1 Головний фасад вітроагрегата 1-1 На фіг 2 Вигляд збору 2-2 На фіг 3 План вітроагрегата Вітроагрегат вміщує наступні елементи Стояк 1, фундамент 2, конфузор 3, генератор 4, вітколесо 5, гнучкий рукав 6, доріжки 7 для колесної пари 8, верхню підтримуючу ферму 9, нижню підтримуючу ферму 10, стійку 11, розтяжки 12, натяжні муфти 13, ванти 14, отвори 15 у стояку 1, клапани 16 скиду повітря у стояку 1 і у конфузорі З, пояс жорсткості 17, опорне кільце жорсткості 18, упорний підшипник 19, бетонована підготовка 20, нижня секція повітропроводу 21, направляючі потоку повітря 22 Вітроагрегат працює наступним чином Стояк 1 володіє однією отупінню свободи і обертається навколо фундамента 2 При ЗМІНІ напрямку повітря під дією конфузора 3, гнучкого рукава 6, а також верхньої підтримуючої ферми 9 вітроагрегат переміщується по колу за допомогою колесної пари 8, обпертої на нижню підтримуючу ферму 10 по металевих доріжках 7, вмонтованих у бетонну підготовку 20 Вітровий потік поступає крізь розтяжки 12 прикріплені до стійки 11 у конфузор 3, укріплений жорстко до опорного кільця 18, а далі по гнучкому рукаву поступає у нижню секцію 21 повітрепровода, минає перший генератор 4, потім (якщо він є) другий, поступає у верхню частину стояка 1 і скидається у отвори і клапани скиду повітря 16 у зовнішнє середовище Опорне кільце 18 забезпечене жорсткістю і несучою спроможністю завдяки СТІЙЦІ 11, розтяжкам 12 і муфтам натягу 13 СТІЙКІСТЬ І незмінність форми конфузора З забезпечена поясом жорсткості 17, системой вантів 14 і верхньою підтримуючою фермою 9 Стояк 1 обертається навколо вертикальної осі за допомогою упорного підшипника 19 Частина відпрацьованого повітря з стояка 1 спрямована за допомогою направляючих 22 у кофузорі 3 крізь отвори 15 Таким чином, запропонована конструкція вітроагрегата після реалізації в енергетиці забезпечить значне підвищення ККД при збереженні матеріальних і трудових ресурсів і це дозволяє зробити висновок про ВІДПОВІДНІСТЬ винаходу критерію "промислова придатність" 57450 Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна