АЭРОДРОМНОЕ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
AIRFIELD POWER-SAVING DEVICE

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для рекуперации энергии реактивного потока газов, создаваемого двигателями агрегатов (воздушных судов, тепловых машин и т.д.) в период их запуска, прогрева, прогазовки и проверки на стоянке.
Известна ветроэнергетическая установка [SU 1703854, 25.12.89], содержащая башню, ветроколесо с горизонтальной осью вращения, которое через горизонтальный вал связано с генератором, размещенным внутри головки, установленной на башне с возможностью ее поворота вокруг вертикальной оси.
Это устройство для работы требует определенных метеорологических условий (наличие ветра), не обеспечивает накопления энергии и имеет сложную конструкцию.
Известна также ветроэнергетическая установка [SU 1325189, 07.01.86], содержащая ветроколесо с подвижными полостями, двухступенчатый мультипликатор с промежуточным валом, соединительную муфту, генератор, систему управления.
Это известное решение имеет ограниченный ресурс из-за увеличенных нагрузок, возникающих в трансмиссии при воздействии на ветроколесо колебательной мощности от ветропотока, имеет увеличенные размеры, вес, стоимость и не обеспечивает энергосбережение ветрового потока.
Наиболее близким к заявляемому устройству является ветроэнергетическая установка [RU 2068117 С1, 20.10.96. Бюл №29], содержащая постамент с ветроагрегатами, установленными в нем, по крайней мере, в два яруса, причем каждый ветроагрегат снабжен раструбом, а постамент расположен на поворотной платформе, размещенной на фундаменте и имеет флюгер. Постамент выполнен в виде сборной этажерки с трубчатыми стойками, которые жестко связаны с платформой. Этажерка снабжена перекрытиями, покрытием, стенами диафрагмами жесткости, а оси ветроагрегатов жестко прикреплены к стойкам.
Данное устройство отличается конструктивной сложностью, недостаточной жесткостью и имеет низкий коэффициент полезного действия использования ветрового потока.
Техническим результатом, достигаемым предлагаемым устройством, является преобразование энергии реактивного потока газов двигателей агрегатов (самолетов, тепловых машин и т.д.) при их запуске, прогреве и проверках на стоянке, накапливаемой в виде гидравлической энергии в водонапорной башне для дальнейшего использования с целью получения электрической энергии заданных параметров с использованием гидроэлектростанций (ГЭС).
Технический результат достигается тем, что в известное аэродромное энергосберегающее устройство, содержащее ветроэнергетическую установку с ветроколесом, снабженную раструбом, постамент на фундаменте, дополнительно введены агрегат, создающий реактивный поток газов, газоотбойник, редуктор, гидравлический насос, водонапорную башню, резервуар, гидроэлектростанцию, при этом реактивный поток газов, создаваемый агрегатом, воспринимается газоотбойником, внутри которого имеется ветроколесо, и передняя стенка спрофилирована в виде воронки, имеющей сужение в сторону ветроколеса для концентрации реактивного потока газов на ветроколесо, а задняя стенка выполнена наклонной для отвода реактивного потока газов вверх, при этом ветроколесо связано с редуктором, приводящим в работу гидравлический насос, соединенный с помощью трубопроводов с водонапорной башней и резервуаром, а водонапорная башня связана с гидроэлектростанцией.
Сущность изобретения состоит в том, что в предлагаемое аэродромное энергосберегающее устройство, содержащее ветроэнергетическую установку с ветроколесом, снабженную раструбом, постамент на фундаменте, дополнительно введены агрегат, создающий реактивный поток газов, газоотбойник, редуктор, гидравлический насос, водонапорная башня, резервуар, гидроэлектростанция, при этом ветроэнергетическая установка с ветроколесом установлена внутри газоотбойника, передняя стенка которого спрофилирована в виде воронки, имеющей сужение в сторону ветроколеса для концентрации реактивного потока газов, направляемого на ветроколесо, а задняя стенка выполнена наклонной для отвода реактивного потока газов вверх, ветроколесо связано с редуктором, приводящим в работу гидравлический насос, соединенный с помощью трубопроводов с водонапорной башней и резервуаром, а водонапорная башня связана с гидроэлектростанцией. Создаваемый ветроколесом крутящий момент передается на редуктор (мультипликатор, демультипликатор), приводящий в работу гидравлический насос, подающий жидкость (например, воду) в водонапорную башню из резервуара (например, открытого водоема) с целью получения электрической энергии заданных параметров с использованием ГЭС для обслуживания самолетов и других нужд.
Общим признаком прототипа и заявляемого устройства является ветроэнергетическая установка с ветроколесом, снабженная раструбом, и постамент на фундаменте.
п
2
Отличительными признаками являются агрегат (самолет, тепловая машина и т.д.), создающий реактивный поток газа, газоотбойник, передняя стенка которого, спрофилированная в виде воронки, имеющей сужение в сторону ветроколеса, а задняя стенка выполнена наклонной, редуктор, гидравлический насос, водонапорная башня, ГЭС, резервуар (например, открытый водоем). При этом крутящий момент, создаваемый ветроколесом, подводится к гидравлическому насосу, подающему жидкость (например, воду) из резервуара в водонапорную башню. При необходимости жидкость из водонапорной башни по команде оператора подается в ГЭС, где потенциальная энергия водяного столба жидкости (Е=mgh), где m - масса тела, g=9,8 м/с- ускорение свободного падения, h - высота над нулевым уровнем, преобразуется в электрическую энергию промышленных параметров, которая питает промышленные потребители, для получения электрического тока с параметрами, требуемыми для питания бортовых систем воздушных судов может быть использован преобразователь.
п
2
Заявляемое энергосберегающее устройство, содержащее ветроэнергетическую установку с ветроколесом, снабженную раструбами, постамент на фундаменте для надежного ее крепления, отличается тем, что реактивный поток газов, создаваемый агрегатом (самолет, тепловая машина и т.д.) воспринимается газоотбойником, внутри которого имеется ветроколесо, и передняя стенка спрофилирована в виде воронки, имеющей сужение в сторону ветроколеса для концентрации реактивного потока газов на ветроколесо, а задняя стенка выполнена наклонной для отвода реактивного потока вверх, при этом крутящий момент, создаваемый ветроколесом передается на редуктор, приводящий в работу гидравлический насос, подающий жидкость (например, воду) из резервуара (например, открытого водоема), в водонапорную башню, при сбросе жидкости из водонапорной башни в резервуар, жидкость проходит через ГЭС, при этом потенциальная энергия водяного столба жидкости (Е=mgh), где m - масса тела, g=9,8 м/с- ускорение свободного падения, h - высота над нулевым уровнем, преобразуется в электрическую энергию промышленных параметров.
Заявляемое устройство изображено на фиг.1 - принципиальная схема устройства, на фиг.2 - вид сбоку газоотбойника.
На фиг.1 изображено аэродромное энергосберегающее устройство, включающее следующие элементы: агрегат 1, реактивный поток газов 2, газоотбойник 3, редуктор 4, гидравлический насос 5, водонапорную башню 6, ГЭС 7, резервуар 8, потребители 9.
На фиг.2 изображен газоотбойник (вид, сбоку), включающий следующие элементы: реактивный поток газов 2, ветроколесо 11, переднюю стенку, спрофилированную в виде воронки 10, постамент на фундаменте 12.
Агрегат 1 предназначен для создания реактивного потока газов 2. Газоотбойник 3, предназначен для концентрации и преобразования энергии реактивного потока газов 2 во вращательное движение ветроколеса 11, а также отвода реактивного потока газов вверх. Ветроколесо 11 передает крутящий момент через редуктор 4 на гидравлический насос 5. Гидравлический насос 5 подает жидкость (например, воду) в водонапорную башню 6, из резервуара (например, открытого водоема) 8. При обратном сбросе жидкости через ГЭС 7 потенциальная энергия водяного столба жидкости преобразуется в электрическую энергию промышленных параметров.
Устройство работает следующим образом.
п
Агрегат 1 устанавливается на техническую позицию для подготовки таким образом, чтобы реактивный поток газов имел направление на газоотбойник 3. В ходе подготовки агрегата производятся его запуск, прогрев и прогазовка. Реактивный поток 2, попадая на газоотбойник 3, концентрируется на передней, спрофилированной в виде воронки стенке 10 и приводит во вращение ветроколесо 11, крутящий момент через редуктор 4 передается гидравлическому насосу 5, который подает жидкость (например, воду) в водонапорную башню 6 из резервуара (например, открытого водоема) 8, тем самым накапливая энергию реактивного потока газов в виде гидравлической энергии. При сбросе воды из водонапорной башни в резервуар жидкость проходит через ГЭС 7, потенциальная энергия водяного столба жидкости (Е=mgh) преобразуется в электрическую энергию промышленных параметров, которая подается для питания потребителей 9.
Изготовление устройства может производиться из узлов и агрегатов, серийно выпускаемых промышленностью.