АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ АВТОНОМНЫЙ ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ

Полезная модель относится к области энергетики, в частности, к устройствам преобразования механической энергии в электрическую, например, для обеспечения автономного энергоснабжения транспортных средств (кроме реактивных), бытовой техники.
Известно множество устройств выработки электрической энергии с использованием ветровых потоков. Например, устройство подзарядки аккумуляторных батарей электрического транспортного средства (п. РФ №38314, В60L 8/00, опубл. 10.06.2004), использующее энергию встречного потока воздуха, содержащее последовательно установленные аэродинамический уловитель, уплотнитель и ускоритель потока воздуха в тракте его перемещения и средство приведения во вращение источника электрического тока, причем тракт перемещения воздуха выполнен в виде трубы, конусно сужающейся и переходящей в трубу меньшего диаметра, ориентированную по направлению и относительно к указанному средству вращения. Указанные уловитель воздуха, тракт перемещения воздуха и средство приведения во вращение размещены на крыше электрического транспортного средства или на его боковой поверхности в верхней части.
Известен аэродинамический преобразователь энергии направленного потока газовой среды (п. РФ №2101550, F03В 1/04, опубл. 10.01.1998), включающий последовательно размещенные газозаборное средство, средство для генерации закрученного потока газовой среды и вытяжное устройство, а также расположенные в зоне полости вытяжного устройства ветроколесо (В) 5 с профилированными лопастями 6 и генератор электрического тока. Средство для генерации закрученного потока газовой среды включает в себя полый направляющий элемент (НА) 1, выполненный в форме усеченного гиперболоида вращения, и вертикальные закрученные по спирали перегородки (П) 2, расположенные в полости НА 1 с образованием между взаимообращенными поверхностями смежных П 2 вихреобразующих спиральных каналов (СК) 3. Выходные сечения СК 3 ориентированы во встречно радиальных направлениях с образованием в центральной части полости НА 1 вытяжного канала 4. Газозаборное средство выполнено в виде обечайки 7, продольная ось которой ориентирована вдоль продольной оси НА 1.
Основным недостатком указанных патентов является зависимость работы устройства от наличия ветрового потока, т.е. известные аэродинамические преобразователи энергии не приемлемы для использования в качестве автономных источников электропитания, например, транспортных средств, что сужает их функциональные возможности.
Известно устройство Шестеренко эжекторного разгона газа в качестве диспергатора газожидкостной смеси (п. РФ № 2279907, В01F 5/00, опубл. 20.10.2004), в котором газожидкостный поток разгоняют при сверхзвуковой скорости в последовательно соединенных соплах Лаваля. В результате эжекторного вакуумирования полостей создаются условие мгновенного закипания жидкой фазы при разрыве ее частичек на более мелкие и перевод части жидкой фазы в газообразную фазу. Газожидкостный поток получает дополнительную кинетическую энергию, что очень важно для транспортировки ее или использования этой энергии для выполнения определенной работы, которая может быть использована в различных областях техники.
Указанный принцип разгона газового потока использован и в предлагаемом аэродинамическом источнике энергии, но здесь использован принудительный разгон газового потока, находящегося под давлением.
Задачей данной полезной модели является создание автономного устройства, позволяющего преобразовать механическую энергию в электрическую.
Технический результат заключается в повышении коэффициента использования энергии воздушного потока, повышение КПД устройства и расширении области его применения.
Технический результат достигается тем, что аэродинамический автономный источник энергии содержит герметичную камеру, находящуюся под давлением и имеющую тракт перемещения газового потока, вход которого в сечении больше выхода и выполненный в виде последовательно соединенных сопел Лаваля разного сечения, у входа тракта перемещения газового потока установлен двигатель с винтом, а на выходе - лопастное колесо, соединенное ротором, по крайней мере, одного электрогенератора.
Наличие в устройстве тракта перемещения газового потока, выполненный в виде последовательно соединенных сопел Лаваля, критическое сечение каждого из которых специально рассчитывается, позволяет максимально использовать имеющийся объем для разгона газового потока до необходимой скорости. Давление в корпусе создается искусственно.
На фиг.1 показан аэродинамический автономный источник энергии.
Аэродинамический автономный источник энергии содержит герметичную камеру 1, находящуюся под давлением и имеющую тракт перемещения газового потока 2, выполненный в виде последовательно соединенных сопел Лаваля разного сечения. У входа тракта перемещения газового потока установлен двигатель с винтом 3, на выходе - электрогенераторы 4, выходные валы роторов у которых соединены специальным лопастным колесом 5; двигатель и электрогенераторы подсоединяются к внешнему источнику энергии 6 и блоку управления 7.
Устройство работает следующим образом.
Двигатель с винтом 3 запускается от внешнего источника энергии 6. Создаваемый винтом газовый поток, проходя через последовательно соединенные сопла Лаваля, разгоняется до нужной скорости и на выходе из тракта перемещения воздуха 2 начинает вращать лопастное колесо 5, которое соединено с роторами электрогенераторов 4. Они, в свою очередь, начинают вращаться и вырабатывать электроэнергию, которая может заряжать источник электрической энергии 6, например, аккумулятор. Двигатель, генераторы, внешний источник энергии работают совместно с блоком управления 7.
Давление в камере выбирается, исходя из необходимой скорости искусственно создаваемого воздушного потока.
Таким образом, в данном техническом решении энергия направленного газового потока посредством известных электромеханических устройств (двигатель с винтом и генератор электрического тока) трансформируется в электрическую энергию, что позволит использовать его в различных областях техники, в частности, в транспортных средствах в качестве автономного источника энергообеспечения (кроме реактивных), в бытовых электроприборах. Заявленное устройство работоспособно также и без внешнего источника энергии 6.