ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА С УСКОРЕНИЕМ ПОТОКА

Полезная модель относится к установкам, использующим ускорение потока для преобразования в электрическую, механическую энергию и другие виды энергии.
Недостатком известных ветряных генераторов является достижение предельной оптимизации поглощения энергии ветра естественным путем.
Единственный путь совершенствования ветрогенераторов - это использование принудительных систем нагнетания воздуха в воздушный канал лопастей генератора. Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является решение (патент RU 2256818, опубл.: 20.07.2005), которое описывает ветряной генератор с ротором, имеющим лопасти, выполненные с возможностью поворота и соединенные с устройствами для преобразования энергии ветра в энергию другого вида, содержащий ветронаправляющий канал, имеющий зону впуска ветра и зону выпуска ветра, в котором согласно изобретению а) зона впуска ветра состоит из первого участка для поступления в него ветра и имеющего постоянное поперечное сечение; второго участка для ускорения потока ветра, в котором выполнена первая часть с последовательно уменьшающимся поперечным сечением, вторая часть с постоянным поперечным сечением, в конце которой установлен ротор; при этом указанные участки имеют такую форму, при которой ускоренный поток ветра будет иметь направление, перпендикулярное плоскости выноса лопастей ротора; б) зона выпуска состоит из третьего участка, в котором выполнена первая часть с постоянным поперечным сечением, вторая часть с последовательно увеличивающимся поперечным сечением; и четвертого участка с постоянным поперечным сечением, причем форма указанных третьего и четвертого участков является по существу симметричной относительно плоскости выноса лопастей ротора второму и первому участкам зоны впуска ветра, соответственно.
Ветряной генератор также содержит стимулятор ветра, установленный во впускном отверстии канала и состоящий из совокупности лопастей, соединенных с поворотной осью и имеющих такой размер, что их площадь охвата соответствует площади указанного впускного отверстия.
Стимулятор ветра имеет исполнительное средство, работающее независимо от ветра.
Как понятно из вышеизложенного, эолова башня снабжена роторными лопастями,
которые поворачиваются на горизонтальной оси, соединенной с устройствами для преобразования энергии ветра в другой вид энергии, которая содержит ветронаправляющий канал с сужением в центральной части, в которой ротор известного типа охватывает круговую площадь в центральной части указанного сужения. Эта конструкция обуславливает ускорение ветряного потока, который - с помощью роторов небольшого размера - обеспечивает достижение результатов, аналогичных получаемым в настоящее время с помощью роторов гораздо большего размера. Применение указанного канала значительно упрощает проблему применения роторов большого диаметра как с механической точки зрения, так и с точки зрения устройств преобразования энергии ветра в электроэнергию и другие виды энергии.
Однако, решение имеет ряд недостатков.
Недостатком работы такого устройства без стимулятора ветра, установленного во впускном отверстии канала, является глушение набегающего потока ветра, идущего от участка для ускорения потока ветра, в котором выполнена первая часть с последовательно уменьшающимся поперечным сечением, где поток тормозится более высокой плотностью воздуха во второй части с постоянным поперечным сечением, в конце которой установлен ротор.
Проблему торможения потока решает установка устройства стимулятора ветра во впускном отверстии канала. Однако, и эта система не совершенно по следующим причинам.
Затраты энергии на создание всасывающего потока достаточной мощности поглощают все плюсы от дополнительной мощности генератора, полученной с помощью стимулятора ветра.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков.
Техническим результатом является повышение КПД и его выходной мощности.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлена энергетическая установка с ускорением потока, состоящая из генератора с ротором, имеющим лопасти, выполненные с возможностью поворота, содержащая направляющий канал, имеющий зону впуска и зону выпуска, причем зона впуска состоит из первого участка и имеющего постоянное поперечное сечение; второго участка для ускорения потока, в котором выполнена первая часть с последовательно уменьшающимся поперечным сечением,
вторая часть с постоянным поперечным сечением, в конце которой установлен ротор; при этом указанные участки имеют такую форму, при которой ускоренный поток будет иметь направление, перпендикулярное лопастям ротора; зона выпуска состоит из третьего участка постоянного сечения; также во впускном отверстии канала установлен лопастной стимулятор, который имеет исполнительное средство, отличающаяся тем, что исполнительным средством, питающим энергией лопастной стимулятор, является солнечная батарея, установленная сверху энергетической установки.
Предпочтительно, зона выпуска третьего участка постоянного сечения выполнена загнутой плавно вверх, и в ее верхней части внутри канала размещен нагревательный модуль, подключенный и работающий от солнечной батареи.
Предпочтительно, нагревательный модуль выполнен спирального типа, спирали которого размещены по всей площади внутреннего выходящего потока.
Предпочтительно, солнечная батарея также имеет дополнительные модули, размещенные по бокам энергетической установки и служащие флюгером.
Краткое описание чертежей:
на фиг. 1 показано устройство энергетической установки в разрезе вид сбоку.
на фиг. 2 показан вид энергетической установки с установленными боковыми солнечными батареями.
на фиг. 3 показано устройство энергетической установки вид спереди.
На чертежах:
1 - опора энергетической установки, 2 - вторая часть второго участка с постоянным поперечным сечением, в конце которой установлен ротор, 3 - первая часть второго участка для ускорения входящего потока, имеющая последовательно уменьшающееся поперечное сечение, 4 - стимулятор потока, 5 - зона выпуска третьего участка постоянного сечения, 6 - нагревательный модуль, 7 - ротор, 8 - редуктор вала ротора, передающий момент вращения на вал генератора - 9, 10 - проводной канал отвода электроэнергии от генератора, 11 - солнечная батарея, установленная сверху, 12 - проводное подключение солнечной батареи к нагревательному модулю, 13 - проводное подключение солнечной батареи к стимулятору потока, 14 - дополнительная солнечная батарея, размещенная сбоку.
Осуществление полезной модели
Согласно фиг. 1 - фиг. 3 устройство состоит из опоры 1 энергетической установки, над которой расположена вторая часть второго участка 2 с постоянным поперечным сечением, в конце которой установлен ротор 7. Перед ней расположена первая часть 3 второго участка для ускорения потока, имеющая последовательно уменьшающееся поперечное сечение.
Зона впуска состоит из первого участка для поступления в него потока и имеющего постоянное поперечное сечение, где установлен стимулятор 4.
В качестве исполнительного средства, питающего через провод 13 энергией стимулятор 4 является солнечная батарея 11, установленная сверху энергетической установки. Зона выпуска выполнена в виде третьего участка 5 постоянного сечения, которая загнута плавно вверх, а в ее верхней части внутри канала размещен нагревательный модуль 6, подключенный через провода 12 и работающий от солнечной батареи 11.
Вышеуказанные особенности позволяют не тратить энергию, получаемую от потока, идущего в ротор 7, на его усиление. При этом ротор 7 имеет редуктор 8 вала ротора, передающий момент вращения на вал генератора 9, от которого через проводной канал 10 отводят электроэнергию по назначению.
За счет того, что зона выпуска третьего участка 5 постоянного сечения загнута плавно вверх, а в ее верхней части внутри канала размещен нагревательный модуль 6, работающий от солнечной батареи 11, в верхней части канала зоны выпуска 5 создается перепад температур с нижней частью, где расположен ротор, за счет чего входящий поток приобретает дополнительное ускорение потока и тягу.
При этом нагревательный модуль 6 может быть выполнен, например, спирального типа, спирали которого размещены по всей площади внутреннего выходящего потока канала 5. При этом сама солнечная батарея 11, размещенная сверху, защищает установку от воздействия осадков. А размещенные при необходимости дополнительные солнечные батареи 14 сбоку установки, во-первых, позволяют дополнительно запитывать энергией нагревательный модуль 6, который, усиливая нагрев, усиливает и поток выходящего воздуха, а также тягу входящего потока на ротор 7; во-вторых, дополнительные батареи 14 одновременно выполняют функцию флюгера и не требуют дополнительно его установки.
Таким образом, благодаря создаваемому усилению потока, идущего на ротор 7, обеспечивается повышение КПД генератора и его выходной мощности, возможность использования установки при малой силе потока.