Пристрій для перетворення енергії вітру в енергію стисненого повітря

Реферат: Пристрій для перетворення енергії вітру в енергію стисненого повітря містить основу, на якій змонтовані підсилювач швидкості вітру і турбокомпресор, сполучений своїм виходом з акумулятором енергії стисненого повітря, при цьому турбокомпресор оснащений автономним приводом і сполучений своїм входом з виходом підсилювача швидкості вітру. UA 68490 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ПЕРЕТВОРЕННЯ ЕНЕРГІЇ ВІТРУ В ЕНЕРГІЮ СТИСНЕНОГО ПОВІТРЯ UA 68490 U UA 68490 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі вітроенергетики і може бути використана в пристроях для перетворення енергії вітру в енергію стиснутого повітря. Відомий пристрій перетворення енергії вітру за патентом РФ № 2403439 С21 МПК6 F03D9/00, F03D3/04 від 10.07.2008 р., опубл. 10.11.2010 р., що містить основу, на якій змонтовані підсилювач швидкості вітру, сполучений своїм виходом з акумулятором енергії стисненого повітря. На відміну від заявленої корисної моделі в наведеному пристрої повітряний потік вітру подають на вхід підсилювача швидкості потоку вітру. Вихід підсилювача потоку вітру підключають за допомогою повітроводу до робочої камери багатопоршневого роторного двигуна. Стінки конусоподібного підсилювача потоку вітру виконують рухомими, такими що відкриваються і забезпечують обмежування швидкості потоку вітру. Найбільш близьким аналогом до заявленої корисної моделі за сукупністю ознак та очікуваному технічному результату є вітропневматична електростанція для здійснення способу за заявкою на винахід РФ № 94030820 МПК6 F03D9/02 від 19.08.1994 р., опубл. 10.07.1996 р., що включає основу, на якій змонтований прискорювач швидкості потоку вітру і турбокомпресор, сполучений своїм виходом з акумулятором енергії стисненого повітря. При вітрі вітряне колесо передає своє обертання на вхід понижувального редуктора, а вихідний вал цього редуктора з'єднаний з валом компресора, з якого стиснене повітря подається у повітрозбірник, а потім по трубах надходить в пневмотурбіну, з'єднану з електрогенератором. Загальним недоліком наведених пристроїв є низький коефіцієнт перетворення енергії вітру в енергію стисненого повітря. Обумовлено це тим, що при надходженні потоку вітру з підсиленою швидкістю, на вході в турбокомпресор виникають турбулентні потоки, які створюють опір для руху основного потоку, що призводить до втрати енергії прискореного потоку вітру. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалити пристрій для перетворення енергії вітру в енергію стисненого повітря шляхом конструктивної зміни елементів пристрою та взаємозв'язку між ними підвищити стійкість прискореного потоку вітру до турбулентності, і за рахунок цього зменшити опір потоку прискореного вітру та підвищити коефіцієнт використання енергії вітру. Задача вирішена тим, що в пристрої для перетворення енергії вітру в енергію стисненого повітря, що містить основу, на якій змонтовані підсилювач швидкості вітру і турбокомпресор, сполучений своїм виходом з акумулятором енергії стисненого повітря, згідно з корисною моделлю, турбокомпресор оснащений автономним приводом і сполучений своїм входом з виходом підсилювача швидкості вітру. Згідно з корисною моделлю, підсилювач швидкості вітру виконаний у вигляді відкритого зі сторони потоку вітру конусоподібного кожуха. Згідно з корисною моделлю турбокомпресор з автономним приводом розташований всередині конусоподібного кожуха, в зоні його найменшого критичного перерізу. Оснащення турбокомпресора автономним приводом і його розташування всередині конусоподібного кожуха, в зоні найменшого критичного перерізу, дозволило підвищити стійкість прискореного потоку вітру до турбулентності, і за рахунок цього зменшити опір потоку прискореного вітру та підвищити коефіцієнт використання енергії вітру. Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому представлено загальний вигляд пристрою для перетворення енергії вітру в енергію стисненого повітря. Пристрій для перетворення енергії вітру в енергію стисненого повітря містить основу 1, на якій змонтовані підсилювач швидкості потоку вітру 2 і турбокомпресор 3 з автономним приводом 4, сполученим своїм виходом з акумулятором енергії стисненого повітря 5, турбокомпресор 3 сполучений своїм входом з виходом підсилювача швидкості потоку вітру 2. В даному випадку використовують багатоступінчатий турбокомпресор. Підсилювач швидкості потоку вітру 2 виконаний у вигляді відкритого зі сторони потоку вітру конусоподібного кожуха. Багатоступінчатий турбокомпресор 3 з автономним приводом 4 розташований всередині конусоподібного кожуха 2, в зоні його найменшого критичного перерізу 6. Вихід турбокомпресора 3 сполучений з акумулятором енергії стисненого повітря 5 через зворотний клапан 7. Відомості, що підтверджують можливість здійснення заявленої корисної моделі. Потік вітру надходить на вхід підсилювача потоку вітру 2, що змонтований на основі 1. Проходячи по підсилювачу потоку вітру 2, потік зменшує свою площу за рахунок конусоподібної форми його кожуха. При зменшенні площі потоку вітру відбувається його прискорення. У найвужчій частині підсилювача потоку вітру 2, в зоні його найменшого критичного перерізу 6, за допомогою багатоступінчатого турбокомпресора 3 з автономним приводом 4 потік прискореного 1 UA 68490 U 5 10 вітру втягують та одночасно стискають. Так як стиснення одержаного прискореного потоку вітру і його втягування здійснюється одночасно, то на вході в турбокомпресор 3 створюється примежовий, тобто частково розріджений, шар повітря, який сприяє підвищенню стійкості прискореного потоку вітру до турбулентності, зменшенню опору прискореному потоку вітру та підвищенню коефіцієнта використання енергії вітру. Далі потік прискореного вітру віддає свою кінетичну енергію багатоступінчатому турбокомпресору 3, частково розвантажуючи його двигун. Швидкість обертання двигуна постійна, що важливо для стабільної роботи турбокомпресора. Стиснене турбокомпресором повітря має запас потенційної енергії, в якому є частка перетвореної кінетичної енергії вітру. Стиснене до заданого тиску повітря через зворотний клапан 7 подається до акумулятора енергії стисненого повітря 5. Далі стиснене повітря може бути використане як робоче тіло різноманітних енергетичних установок. Одержане стиснене повітря може бути використано для прямого його перетворення в електричну енергію, для чого на виході турбокомпресора можна встановити відповідний двигун, що використовує стиснене повітря як робоче тіло. 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 1. Пристрій для перетворення енергії вітру в енергію стисненого повітря, що містить основу, на якій змонтовані підсилювач швидкості вітру і турбокомпресор, сполучений своїм виходом з акумулятором енергії стисненого повітря, який відрізняється тим, що турбокомпресор оснащений автономним приводом і сполучений своїм входом з виходом підсилювача швидкості вітру. 2. Пристрій для перетворення енергії вітру в енергію стисненого повітря за п. 1, який відрізняється тим, що підсилювач швидкості потоку вітру виконаний у вигляді відкритого зі сторони потоку вітру конусоподібного кожуха. 3. Пристрій для перетворення енергії вітру в енергію стисненого повітря по п. 1, який відрізняється тим, що турбокомпресор з автономним приводом розташований всередині конусоподібного кожуха, в зоні його найменшого критичного перерізу. Комп’ютерна верстка Л. Купенко 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 2