Пірамідальний вітряний двигун

Винахід відноситься до вітроенергетики і призначений для перетворення енергії природного повітряного потоку (вітру) у механічну й електричну енергії. Наявні аналоги вітряних двигунів з віссю обертання ротора перпендикулярної напрямку вітру не можуть конкурувати по одиничній потужності ветроэлектроустановок (ВЭУ) з ветродвигателями, вісь обертання ротора яких збігається з напрямком вітру (тобто з пропелернимиу) і тому в даний час менш поширені [див. 1, стр.76] по наступним причинах: Хоча вони приводяться в дію вітрами будь-якого напрямку і не мають потребу в системах орієнтації на вітер, як пропелерні, до того ж не потрібно улаштовувати вежі складної конструкції; не треба передбачати токосъемный механізм, щоб не закручувався кабель; не треба будува ти високі вежі, автори винаходів ветродвигателей з вертикальною віссю, по усьому видно, не досить добре представляють, як їхні винайдені конструкції поводяться при роботі в повітряному середовищі. А це виявилося дуже істотно! Так, ветроустановка - аналог (див. 2] найбільш близький до мого винаходу (патент Росії №2009371 клас F03Д3/00), містить центральну вертикальну вісь і закріплені на ній увігнуті крила з подкрылками. Метою даного винаходу було підвищення ККД двигуна. Однак повною мірою вона не могла бути досягнута з тієї причини, що, насамперед, містила чотири крила. Мої досвіди показали, що вже цього моменту (накопичення лопат) досить, щоб такий двигун з будь-якими конструкціями лопат, через наявний аеродинамічний опір, працював не ефективно. Навіть при середньому вітрі, що гальмує, паразитний ефект спостерігається навіч. Інша ветроустановка - аналог [див. 3] також близький до мого винаходу №2067691, клас F03Д3/00). Тут три штанги (що є оптимальним), але три кулясті чаші, установлені на їхніх кінцях, утворили проміжок між ними, у який вітер також проникає і «бъет» у третю лопату, роблячи значний аеродинамічний опір при роботі такого ветродвигателя. У цьому є відмітна помилка всіх конструкцій, що базуються на «коромислах»: створюються плечі між центральною віссю й осями лопат, але і створюється «проран», у який спрямовується вітер і стає марним, паразитним. Аналізуючи обоє ці аналога, варто визнати, що якщо взяти в них позитивні моменти: кріплення лопат безпосередньо на вертикальну вісь, при цьому їхній повинно бути не більш і не менш трьох, як у другого аналога, то виходить конструкція електродвигуна близького до оптимального. Але потрібно ще врахува ти, що кожна лопата повинна бути ефективним улавливателем вітрової механічної енергії, максимальним сберегателем такий, легко рушати з місця, швидко набирати частоту обертання в початковій стадії розкручування і з високим ККД роботи. Усім цим вимогам відповідає конструкція ветродвигателя, винайдена мною, забезпечуючи високий технічний результат і останнє слово у вітроенергетиці взагалі. Суть винаходу більш докладно пояснюється на схемі ВЭУ фіг.1; на фіг.2 зображені лопаті на осі і на фіг.3 вид зверху. Зображені на схемі і фігура х елементи мають загальну цифрову нумерацію. Трубчаста вісь 1 ветродвигателя в шарнірних з'єднаннях 2 і 3 спирається на підшипниковий блок 4 і фіксується верхнім підшипником 5. Опора 6, у свою чергу, фіксує їх у своїх гніздах і самих не зварена, а на болтах, чим забезпечується її міцність. Ротор ветродвигателя утвориться з прикріплених до вертикальної осі 1 трьох лопатей 7, установлених під кутом 120° друг до друга (фіг.3) і виконаних у виді порожніх чотиригранних пірамід. Кожна піраміда прикріплена до осі 1, що має отвори, болтами таким чином, що одна сторона основи 8 (фіг.2) кожної піраміди прилягає паралельно і впритул до згаданої осі 1 чи таким чином, що ділянка вертикальної осі є загальною стороною кожної піраміди. Висота h кожної піраміди і довжина сторони 8 знаходяться в співвідношенні 0.5:1.0. Більше не можна робити, тому що виступаюча частина кожної піраміди буде заслоняти порожню внутрішню частину сусідньої пірамідальної лопаті, і менше робити не бажано знижується ККД ветроустановки. Між собою три пірамідальні лопаті знизу і зверху повинні скріплюватися горизонтальними балками 14 і 15, а кожна лопаті забезпечуватися тросовою хрестовиною 16 і минаючим через її центр і вершину стрижень 17, на який зручно в процесі експлуатації класти підмости, що забезпечить обслуговування лопат (ремонт, фарбування і т.д.). Внутрішня порожниста частина 9 кожної пірамідальної лопаті разом із прилягаючої до неї стороною 10 сусідньої лопаті утворять пристрій, що уловлює вітровий потік, концентрує його в даній зоні й утворить аеродинамічний ефект: могутній напір-поштовх. Виступаючі ж частини (верхня 11, нижня 12 і бічна 13) кожної лопаті є дуже ефективними відбивачами, тобто розсікають і оптимально відхиляють вітровий турбулентний потік прочь, роблячи незначний аеродинамічний афект (опір) при русі ветродвигателя в ньому. Усе це значно підвищує його ККД у порівнянні з дотепер відомими людству ветроагрегатами, що перетворять вітрову енергію в механічну, робить пірамідальний вітряної двигун (ПВД) переважаючим їхній по всіх параметрах, тобто стави ть його поза конкуренцією. Для людства це рівносильно винаходу колеса! Крім того, ПВД - це швидкохідна турбіна з великим моментом, що крутить, стало бути, не завжди потрібно застосовувати мультиплікатор. Необхідну швидкість обертання вала електрогенератора чи насоса він зможе забезпечити, значно підвищуючи ККД ВЭУ. ПВД у конструктивному виконанні простий, компактні, не потрібно велика точність і можна використовува ти будь-як матеріали при виготовленні, у разу три экономичнее по матеріальних витратах у порівнянні з ветродвигателями близьких аналогів і вітряних двигунів узагалі. ВЭУ з ПВД можна встановлювати на землі, між поверхами, над дахом будинку (цеху) чи на спеціальній вишці (опорі) аби була дотримана умова: він завжди повинний знаходитися “на сімох вітра х”, де р уху повітряного потоку не перешкоджають складки місцевості чи штучні спорудження. Виходить, обслуговувати їх, у більшості випадків, значно легше і дешевше. ВЭУ з ПВД можуть бути значно працездатни в порівнянні з близькими аналогами і ветродвигателями взагалі. Для їх не буде проблемою пускати в хід електрогенератори в 10 і більш тисяч квт. Тоді як, відповідно до повідомлень СМИ, з нині існуючих ВЭУ сама велика діє у ФРН. її потужність 2,5тис. квт, діаметр ротора і висота вежі 80м. В даний час проектується ВЭУ до 3-5тис. квт за рахунок збільшення довжини пропелерних лопат і висоти вежі установки, але їм ніколи не взяти рубіж у виробленні 10тис. квт. ВЭУ ж, побудовані на основі ПВД, не тільки будуть здатні його взяти, але і перевершать його. Адже вони можуть розвиватися не по вертикалі, а по горизонталі. Варіанти конструктивних рішень таких ветроэлектростанций з ВЭУ на ПВД я можу надати. Література: 1. Стаття «Час великої вітроенергетики», журнал «Електричні станції» №1, 2003p., Росія. 2. Стаття «Датсько-шведський проект у протоці Эресунн», журнал «Електричні станції», №1, 2003 р. 3. Опис винаходу до патенту №2009371, Росія. 4. Опис винаходу до патенту №2067691, Росія.