Спосіб перетворення вітродвигуном додаткової енергії повітряних потоків природної тяги в електричну або інші види енергії і пристрій для його здійснення

1. Спосіб перетворення вітродвигуном додаткової енергії повітряних потоків природної тяги в електричну або інші види енергії, який відрізняється тим, що струмені тягових повітряних потоків через повітроводи всередині обертової головки вітродвигуна та всередині лопатей вітрового колеса вітродвигуна спрямовують для їх витоку з кінців лопатей вітродвигуна в сторону, протилежну обертовому руху лопатей вітрового колеса вітродвигуна, яке збільшує свій крутильний момент і потужність вітродвигуна за рахунок перетворення енергії постійно діючого тягового повітряного потоку в реактивну силу витоку повітря, що діє на кінець лопатей вітродвигуна і спрямована по дотичній в напрямку до обертового руху лопатей вітрового колеса вітродвигуна. 2. Пристрій перетворення вітродвигуном додаткової енергії повітряних потоків природної тяги в C2 2 88388 1 3 1993р.), який містить нерухому опору, електричний генератор, поворотну головку з вітроколесом, вісь обертання якого розміщено горизонтально котра містить маточину, установлені на ній лопаті. Такі двигуни мають просту і надійну конструкцію, проте при таких важливих перевагах в них є ряд суттєвих недоліків, а саме - обмежена потужність установки, відносно велика вага, висока вартість і руйнуюча дія великих навантажень на лопаті вітроколеса при штормовому вітрі, що потребує збільшення розмірів лопатей та їх міцності, а також потребує збільшення міцності нерухомої опори при збільшенні потужності вітродвигуна, що разом призводить до збільшення їх ваги, вартості та затрат на експлуатацію. Також відомий спосіб спорудження пристрою перетворення енергії атмосферних повітряних потоків та природніх тягових повітряних потоків за патентом Росії №93044027А, МПК6 F03G7/04, пр. 1993.09.07, публ. 1996, заявник Бакусов Л.М., винахідники: Бакусом Л.М., Савельев А.В., що включає формування повітроводу з установленими на різних висотах повітрозабірною і витяжною частинами й установку усередині повітроводу генератора перетворювача енергії природної тяги в електричну енергію. Однако приведений спосіб спорудження пристроїв для перетворення енергії є складним і супроводжується великими капітальними витратами які з ростом висоти їх спорудження неминуче прогресують, а також росте площа земельних ресурсів, що виключається з господарського обороту. Ці обставини обмежують застосування вказаних відомих способів спорудження пристроїв для перетворення енергії повітряних потоків. Найбільш близьким за технічною сутністю і прийнятий за прототип є спосіб спорудження пристрою для перетворення енергії керованих повітряних потоків та природної тяги в електроенергію 5 є винахід а. с. №1659680, МПК F03D1/00, пр.1991.06.30 Б.В. №24, 1991, що включає формування на місцевості в гірничих виробках повітроводу із установленими на різних висотах повітрозабірною і витяжною його частинами й установку у середині повітроводу перетворювача енергії природної тяги в електричну енергію. У вказаному винаході потрібні гірничі виробки для повітроводу. Це призводить до ускладнення способу спорудження пристрою для перетворення енергії і збільшення капітальних витрат, які не виправдовують ефективності зведення таких пристроїв у силу їх малопотужності. В основу запропонованого автором винаходу поставлене завдання об’єднати переваги вищевказаних способів та не поєднаних між собою пристроїв і створити один пристрій для одночасного перетворення одним пристроєм вітродвигуном двох видів рухомих сил, що виникають під впливом енергії атмосферних повітряних потоків та енергії природної тяги і повітряних потоків, що через спеціальні повітроводи потоку повітря який подають на кінці лопатей вітродвигуна та спрямовують по дотичній до руху вітрового колеса в сторону протилежну напрямку руху обертання 88388 4 лопатей для збільшення сили крутильного моменту вітрового колеса. Завдання вирішується тим, що через обертову головку і лопаті вітродвигуна прокладено легкий повітровід який обертається разом з вітроколесом вітродвигуна забезпечуючи потік струмени повітря і збільшуючи крутильний момент вітродвигуна будучи рухомо поєднаний з нерухомою частиною повітроводу. В такий спосіб запропонований пристрій подає додаткову енергію повітряних потоків по дотичній на кінець рухомих лопатей вітродвигуна. В момент витоку повітряного потоку з кінця лопатей вітряного колеса вітродвигуна утворює додаткову потужну реактивну силу, що діє на кінці лопаті і ця сила спрямована по дотичній в сторону протилежну напрямку обертового руху лопатей вітродвигуна утворюючи постійний крутильний момент, що діє на вітроколесо вітродвигуна. Сам вітродвигун через кінетичну передачу приєднаний до електрогенератора, що перетворює енергію двох сумарних взаємодоповнюючих сил різних повітряних потоків в електричну енергію. Запропонований пристрій розміщається на різних природних висотах з застосуванням легких але міцних високих опор. На вершину легкої і міцної опори , що розміщаються на домінуючій висоті на місцевості до вітродвигуна прокладається і підключається повітровід з легких та міцних матеріалів. При цьому забірна нижня та витяжна верхня частина повітроводу розташовується на різних природних висотах над землею для утворення максимальної повітряної природної тяги. Крім того, розширена лійкоподібна нижня забірна частина повітроводу може встановлюватись на шарнірній поворотній опорі забірної уловлюючої частини повітроводу, що автоматично може змінювати своє положення в горизонтальній площині фронтом забору уловлювача повітряного потоку в сторону максимального енергетичного фронту вітрових потоків на місцевості. Цей спосіб дозволяє споруджувати енергетично потужні пристрої для одночасного перетворення вітродвигуном енергії відомим способом атмосферних повітряних потоків з додатковим пристроєм утворення природної тяги повітряних потоків в електричну чи інші види енергії вітродвигуном з обладнаними реактивними соплами на кінцях лопатей вітродвигуна. Суть способу спорудження пристрою з легких та міцних матеріалів для перетворення природної енергії атмосферних повітряних потоків у режимі роботи вітродвигуна, що завдяки пристрою додатково утворює реактивну силу природної тяги повітряних потоків, пояснюється кресленнями. На кресленні зображений загальний схематичний вигляд пристрою, що складається з високої опори поєднаної з електрогенератором, який кінетично поєднаний з вітродвигуном, що за звичним відомим способом перетворює в електрострум відому механічну вітрову енергію атмосферних повітряних потоків., Крім того вітродвигун додатково поєднаний з повітроводом за допомогою якого вітродвигун одночасно перетворює 5 енергію двох повітряних потоків тиску атмосферного повітря вітру та природної тяги , що подається по повітроводу на кінці повітроводу до сопла, які розташовані по дотичній до руху вітрового колеса на кінці лопатей вітродвигуна створюючи в момент витоку із сопла з кінців лопатей вітродвигуна потужну реактивну силу, що діє по дотичній на кінці обертового руху лопатей вітродвигуна та спрямована в сторону протилежну руху лопатей вітродвигуна збільшуючи його крутильний момент. На кресленні зображено нижня забірна конусоподібна частина повітроводу (1), яка може розташовуватись на поворотній опорі (2), що може автоматично повертати забірну нижню частину повітроводу в горизонтальній площині в сторону максимальних атмосферних повітряних потоків. Повітровід 3 з нижньою конусоподібною уловлюючою повітрозабірною рухомою частиною 1 на поворотній опорі 2 та витяжна нерухома частина повітроводу 3 приєднаного до обертового вузла 6 вітродвигуна, обертання якого здійснюється з допомогою підшипника 5. В лопатях 8 вітродвигуна прокладено легкий та міцний повітровід 7, який радіально спрямований на кінці лопатей на сопла 9 з витоком повітряного струменя в сторону протилежну обертовому руху лопатей вітродвигуна. Кінетична передача 10 поєднує між собою вітроколесо вітродвигуна та електрогенератор. Вітродвигун та вітрогенератор разом розміщені на максимально високій рельєфній точці на високій міцній опорі (13) з легких матеріалів. Дві обертові сили вітру (11-12), що з допомогою запропонованого способу та пристрою одночасно діють на лопаті вітрового колеса і вони разом перетворюють сумарну механічну енергію вітродвигуна в електричну енергію і електричний струм з можливістю використання в середині повітроводу різних пристроїв, що збільшують швидкість та енергетичну потужність повітряного струменя витоку повітря. Заявлений винахід реалізується таким чином. Природна тяга (12) в повітропроводі 3 утворюється під впливом тиску повітряного потоку (11) і через нижню розширену повітрозабірну частину повітроводу за рахунок розрідження, що виникає в результаті різниці щільності і температури атмосферного повітря і зростає із збільшенням різниці висот на місцевості розміщення верхньої 88388 6 витяжної та нижньої повітрозабірної частини повітроводу. Крім того, тягова сила (12) збільшується при збільшені швидкості обертів обладнаного пристроєм вітрового колеса за рахунок відцентрових сил, які збільшують розрідження в верхній рухомій частині повітроводу, що діють як відцентровий насос на потоки повітря в повітроводі, а саме за рахунок відцентрових сил в середині лопатей вітрового колеса. Можливе застосування в середині повітроводу також спеціальних відцентрових насосів та інших пристроїв для збільшення швидкості витоку повітряного струменя і утворення максимальної реактивної сили крутильного моменту обертання вітрового колеса вітродвигуна. Таким чином буде створена безупинна природна тяга, енергія якої буде перетворюватись в реактивну силу, яка приводить до збільшення крутильного моменту і потужності та швидкості обертання вітрового колеса та електрогенератора (4), що виробляє електрострум. Можливість здійснення винаходу та одержання технічного результату підтверджується описом аналогу вище наведених способів та пристроїв. Адже відомо, що у діючих установках повітряної тяги енергія повітряних потоків механічно діючи на генератор у середині повітроводу перетворює механічну енергію повітряної тяги в електричну енергію. Отже дія реактивної сили потоку природної тяги утвореної за допомогою даного винаходу, також при застосуванні наведеного вище способу та пристрою за даним винаходом забезпечить очікуваний технічний результат запропонованого способу та пристрою, який є новим технічним рішенням для вітродвигуна з метою отримання реактивної сили, що постійно додатково діє на кінці лопатей вітродвигуна і збільшує його крутильний момент, навіть у маловітряну погоду. Дане вирішення є новим, його раніше ніхто не створював і не використовував. Джерела інформації: 1) Патент а. с. №1787206, СРСР МКВ5 F03D1/100, БВ №1 1993р.; 6 2) Патент Росії №93044027А, МПК F03G7/04 пр.1993.09.07, публ. 1996, заявник Бакусов Л.М., винахідники Бакусов Л.М., Савельев А.В. 3) Патент а. с. №1659680, МПК5 F03Dl/00 пp. 1991.06.30 Б.В. №24, 1991. 7 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 88388 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601