АВТОМОБИЛЬНЫЙ ВЕТРОГЕНЕРАТОР
AUTOMOTIVE WIND GENERATOR

Заявляемая конструкция относится к технике, в частности к выработке электрической энергии с использованием ветровых потоков, получаемых искусственным путем при установке на крышу кузова автомобиля нового приспособления и движения автомобиля по хорошим широким дорогам, которых больше за границей, когда в естественных условиях образуются ветровые потоки.
«Ветер является наиболее старым из всех источников энергии, используемых человеком», - пишет Свен Уделл в своей книге «Солнечная энергия и другие альтернативные источники энергии». М.: Знание, 1980, стр.72. С 13 века сохранилось описание из «Фреме Ориентен» ветряной мельницы. В Греции небольшие ветряные мельницы были обычным явлением, а на Родосе они встречаются и по сей день. В Европе передовой стала Дания. Еще в 1890 г. начали проводить первые опыты, а в 1895 г. была пущена ветровая электростанция. К 1918 г. действовало 120 ветровых станций мощностью 10-20 кВт. В США с 1880 по 1930 годы было создано 6 млн ветровых станций для использования их на отдельных фермах. Многие из них действуют до сих пор. В основном эти ветровые агрегаты имеют высокие башни, которые от ураганных ветров часто выходят из строя, ломаются пропеллеры и в настоящее время, а проводить их ремонт на высоте очень трудно, что является большим недостатком.
2
Ветроэнергетические установки мощностью от нескольких киловатт и до мегаватт производятся в странах Европы, в США и других странах мира. Большая часть этих установок используется для производства электроэнергии как в сетевой энергетике, так и в автономном режиме. Обычная скорость ветрового потока равна примерно 12 м/с, снимаемая с 1 м ометаемой площади, мощность порядка 300 Вт при телесном угле 0,35-0,45 ср. Ось вращения устройства параллельна воздушному потоку. При этом диаметр пропеллера достигает от нескольких метров до десятка метров с установкой на высоких опорах.
Наиболее близкой конструкцией, принятой за прототип, является ветрогенератор типа «АВЭС-01», который не имеет в своем составе башни, его ветроколесо (пропеллер) насажено непосредственно на вал электрогенератора, а установка ветроколеса по направлению ветра обеспечивается за счет аэродинамического руля (хвоста). Энергия накапливается в аккумулированной батарее.
Недостатком изложенных конструкций является то, что нет достаточно надежного управления при различных штормовых ветровых потоках, особенно больших на достаточно большой высоте, из-за чего происходят частые поломки пропеллеров и значительная трудность в случаях их ремонта с установкой на место. Кроме того, лопасти на гранях призмы устанавливаются с закреплением в горизонтальном положении, что укрепляет их устойчивость большую, чем у пропеллеров при ветровых потоках, а расположение их под углом до 15 градусов и достаточно значительной ометаемой площадью делает их более производительными при действии на них ветровых потоков, плюс продольная кривизна и форма лопастей с турбулентностью через носовую часть позволяет возникающим вихревым потокам ветра усиливать дополнительно давление ветра на лопасти устройства, поток ветра усиливается также с козырька.
Целью изобретения является пополнение энергоресурсов России, развитие энергетики страны с установкой «Автомобильно-водительских ветрогенераторов» на достаточно прочных новых плоских крышах кузовов некоторых видов автомобилей с надежным прочным решетчатым ограждением по техбезопасности.
Опора для «Автомобильно-водительского ветрогенератора» неподвижна с установкой на нее вала параллельно движению автомобиля с использованием искусственно возникающих ветровых потоков при движении автомобиля. Естественные же ветровые потоки в основном используются при стоянках автомобиля, когда водитель автомобиля ставит автомобиль прямо навстречу ветровому естественному потоку, в том числе и в случаях появления урагана, тогда «Автомобильно-водительский ветрогенератор» превращается в самоуправляемый благодаря работе специально подобранных пружин, на которых держатся лопасти. Лопасти установлены на гранях призмы под углом с возможностью их поворота на 90°, находясь на специально подобранных жестких пружинах при условии постановки носовой части насадки прямо на ветровые потоки ветра при движении автомобиля или на ветер при стоянках, что является самоуправляемостью агрегата.
Целью изобретения является перевод работы автомобиля с дизельного топлива на электроэнергию, заменив мотор дизельный на электромотор (самообеспечение).
С этой целью «Автомобильно-водительский ветрогенератор», включающий вал, генератор, установленный на опоре, на плоской прочной крыше автомобиля, с обмотками на валу, отличающийся тем, что перед генератором на валу установлена многогранная полая призма с насадкой лопастей и присоединением конической части, лопасти закреплены сваркой или болтами под углом до 15° к граням призмы с возможностью их поворота на 90° с прижатием поверхностей лопастей ветром плотно к поверхностям граней призмы, лопасти имеют жесткие пружины, один конец которых соединен с лопастью, а второй - с гранью призмы, причем пружины подобраны таким образом, что обеспечивают при штормовом ветре поворот лопастей до положения, при котором их поверхности плотно прижимаются к поверхности граней, лопасти в работе регулируются жесткими пружинами под действием ветра, действующего на лопасти под нужным углом, путем подбора пружин, выдерживающих без отклонения нормальные ветровые потоки. И только при штормах ставятся лопасти под углом 90° по направлению к валу, т.е. в нерабочее положение и обратно в рабочее при прекращении шторма. Коническая часть насадки создает турбулентность, усиливая давление возникающими вихревыми потоками ветра на ометаемую поверхность лопастей, усиливает поток ветра и козырек.
Технический результат - наличие в работе двух видов ветровых потоков и вихревых потоков с использованием искусственного ветра при движении автомобиля, и естественного ветра на стоянках автомобиля при его поворотах прямо на ветер обеспечивается получение повышенной электрической энергии. При нахождении автомобиля в движении или на стоянках прямо на поток ветра агрегат работает как самоуправляемый, в том числе против урагана.
Изобретение иллюстрируется следующими графическими материалами.
Фиг.1 - Общий вид «Автомобильно-водительского ветрогенератора».
Фиг.2 - Вид на призму, когда лопасти прижимаются штормом плотно к граням призмы под углом 90° в направлении к валу. Для наглядности показана упрощенная четырехгранная призма.
Фиг.3 - Лопасть под рабочим углом, который должен быть до 15°.
Фиг.4 - Вид на лопасть, когда она прижата к грани призмы штормовым ветром, при сплошной пружине по длине лопасти.
Фиг.5 - Положение лопасти при работе, вид сверху.
Фиг.6 - Общий вид на лопасть с пружиной, когда пружина может являться продолжением самой лопасти.
Фиг.7 - Вид в торец на восьмигранную призму, скрепленную с конической частью насадки.
Фиг.8 - Один из видов пружин, укрепленных через сквозной канал в грани призмы с трех сторон сваркой снизу.
Фиг.9 - Ступица в продольном виде и поперечном разрезе.
Фиг.10 - Соединение каждой лопасти с пружиной и гранью призмы.
Фиг.11 - Решетчатое ограждение устройства.
Фиг.12 - Вид сбоку на козырек.
Фиг.13 - Вид сверху на козырек и его детали.
Фиг.14 - Отдельная грань призмы.
Фиг.15 - Вид с торца или в поперечном разрезе на собранную полую многогранную призму.
Фиг.16 - Схема изменения рабочего угла козырька.
Цифрами на фигурах обозначены:
1) Основные опоры
2) Опоры
3) Вал с подшипниками на опорах
4) Подшипники
5) Ступицы насадки вращающиеся, скрепленные с валом
6) Коническая насадка соединена с торцом многогранной призмы 6(1). Козырек
6 (2) крыша кабины автомобиля 6 (3) полозы скрепления с крышей кабины
6 (4) выступы, удерживающие козырек в рабочем положении в потоке
7) Ветровые лопасти
7 (1) Покрытие лопастей от осадков 7 (2). Рабочие углы лопастей
8) Основания лопастей на пружинах
9) Генератор на пристройке к опорам
10) Место крепления пружин к насадке сваркой или другими способами
11) Место изгиба пружин
12) Призма четырехгранная
12(1) - середина грани - начало крепления лопасти спереди
13) Призма многогранная - поперечный разрез 13(1). Грани призмы
13(2) Уступы
14) Конусная часть насадки, скрепленная с многогранной призмой
15) Электропроводка от ветрогенератора (электрогенератор) в электросеть
16) Аккумуляторы
17) Пружины
18) Ветровые встречные потоки
19) Сварка лопастей с пружинами.
20) Решетчатое ограждение устройства.
Итак, автомобильно-водительский ветрогенератор (он же ветрогенератор самоуправляемый при постановке его на вращающуюся опору на плоских крышах ряда строений на селе с присоединением хвоста), включающий вал, генератор, установленный на опоре с обмотками на валу, отличающийся тем, что перед генератором на валу установлена многогранная полая призма с насадкой лопастей и присоединением конусной части, лопасти закреплены сваркой или болтами под углом к граням призмы с возможностью на повороте на 90 градусов с прижатием поверхностей лопастей ветром плотно к поверхностям граней призмы. Козырек закреплен за кабину. Лопасти имеют пружины, один конец которых соединен с лопастью, а второй - с гранью призмы, причем пружины подобраны таким образом, что обеспечивают при штормовом ветре поворот лопастей до положения, при котором их поверхности плотно прижимаются к поверхности граней, лопасти в работе регулируются жесткими пружинами под действием ветра, действующего на лопасти под нужным углом, путем подбора пружин, выдерживающих без отклонения нормальные ветровые потоки. И только при штормах ставятся лопасти под углом 90 градусов в сторону вала в нерабочее положение и обратно в рабочее при прекращении шторма. Коническая и козырьковая часть насадки создает турбулентность, усиливая давление возникающими вихревыми потоками ветра на ометаемую поверхность лопастей.
Технический результат - наличие в работе двух видов ветровых потоков и вихревых потоков, т.е. с использованием искусственного ветра при движении автомобиля и естественного ветра при стоянках ночью автомобиля при его поворотах прямо на ветер, обеспечивается получение повышенной электрической энергии. При нахождении автомобиля в движении или на стоянках конусом и козырьком прямо на ветер агрегат работает как самоуправляемый. Все это дает возможность перевода автомобиля на электротягу, т.е. на электромотор, а излишнюю впоследствии электроэнергию должен отдавать на село для работы тракторов и комбайнов.
Применение ветрогенератора самоуправляемого лопастями при ветровых потоках с установкой его на вращающуюся опору и присоединением хвоста также дает электрическую энергию на селе для тракторов и комбайнов.