ВОЗДУШНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ
AIR-DRIVEN ELECTRIC POWER STATION

Заявляемое в качестве изобретения техническое решение относится к области энергетики и может быть использовано для производства электроэнергии за счет энергии ветра.
Известна ветровая электростанция по патенту РФ №2246031, содержащая вертикальную вытяжную трубу, горизонтальные воздухопроводяшие каналы в виде радиально расположенных диффузоров с выходными соплами, ветровое колесо установлено в горизонтальном потоке воздуха между соплами и вытяжной трубой. Однако конструкция известной установки достаточно сложна.
Известна также воздушно-вакуумная электростанция для производства электрической энергии (патент РФ №2111381), содержащая вытяжную трубу, установленную на опоре, размещенную в вытяжной трубе воздушную турбину, генератор электрического тока, теплонагревательные элементы для подогрева воздушного потока в трубе, опора трубы выполнена в виде помещения с двумя этажами, при этом труба имеет высоту 500 метров. К ее недостаткам относится сложность и монолитность конструкции и, в связи с этим, ее немобильность.
Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является воздушная электростанция (патент US 4367627 А), содержащая вытяжную трубу, воздушную турбину, генератор электрического тока, кинематически связанный с воздушной турбиной, при этом воздушная турбина, расположенная в дополнительной трубе, установлена снаружи в нижней части вытяжной трубы.
Однако конструкция такой электростанции достаточно сложная, кроме того, она не мобильна, т.е. не может быть быстро разобрана и смонтирована заново в другом месте.
Такую электростанцию довольно сложно смонтировать в условиях, когда мало места для размещения установки, а также в сложных ландшафтных условиях, например, в условиях горной местности с перепадами высот или когда требуется быстрый монтаж электростанции.
Задачей заявляемого в качестве изобретения технического решения является упрощение конструкции и расширение эксплуатационных возможностей.
Технический результат достигается тем, что воздушная электростанция содержит вытяжную трубу, в нижней части которой снаружи расположена воздушная турбина, установленная в дополнительной трубе, генератор электрического тока, кинематически связанный с воздушной турбиной. Вытяжная труба и дополнительная труба, в которой расположена воздушная турбина, соединены с помощью подвижного соединения и с возможностью изменения угла между ними. Диаметр дополнительной трубы, в которой установлена воздушная турбина, меньше диаметра вытяжной трубы. Заявляемая конструкция выполнена сборно-разборной, при этом соединение дополнительной трубы (в которой расположена воздушная турбина) и вытяжной трубы выполнено разъемным.
Нижняя часть вытяжной трубы и дополнительная труба, в которой установлена воздушная турбина, могут быть расположены ниже уровня грунта (под землей).
Новым в заявляемом техническом решении является:
- выполнение диаметра дополнительной трубы, в которой расположена воздушная турбина, меньше диаметра вытяжной трубы;
- выполнение соединения вытяжной трубы и дополнительной трубы подвижным с возможностью изменения угла между ними;
- выполнение конструкции воздушной электростанции сборно-разборной, при этом выполнение соединения дополнительной и вытяжной трубы разъемным.
Кроме того, возможно размещение нижней часть вытяжной трубы и дополнительной трубы, в которой установлена воздушная турбина, ниже уровня грунта.
В уровне техники не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого технического решения, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения условию «изобретательский уровень».
Предлагаемое техническое решение, обладающее заявляемой совокупностью признаков, представляет собой простую, мобильную конструкцию и обеспечивает достаточно широкие эксплуатационные возможности.
На фиг.1 представлена предлагаемая конструкция воздушной электростанции; на фиг.2 представлен вариант исполнения предлагаемой воздушной электростанции.
Воздушная электростанция (фиг.1) содержит: вытяжную трубу 1; воздушную турбину 2, установленную в дополнительной трубе 3; лопасти 4 воздушной турбины 2, установленные на валу 5; генератор электрического тока 6, установленный на валу 5 воздушной турбины 2.
Воздушная турбина 2 установлена снаружи вытяжной трубы 1, в нижней ее части, с возможностью аэродинамического взаимодействия с ее внутренней полостью. Дополнительная труба 3 и вытяжная труба 1 соединены с помощью подвижного соединения с возможностью изменения угла между ними. Угол между вытяжной и дополнительной трубой может быть различным, однако высота расположения выходного отверстия вытяжной трубы 1 должна быть больше высоты расположения входного отверстия дополнительной трубы 3. Дополнительная труба 3, в которой расположена воздушная турбина 2, имеет диаметр меньше, чем диаметр вытяжной трубы 1. Предлагаемая конструкция электростанции может быть выполнена сборно-разборной, при этом дополнительная труба 3 скреплена с вытяжной трубой 1 с помощью разъемного соединения. Нижняя часть вытяжной трубы 1 (фиг.2) и дополнительная труба 3 с воздушной турбиной могут быть расположены ниже уровня грунта (под землей).
Работает электростанция следующим образом. За счет разницы атмосферного давления и температуры у выходного отверстия вытяжной трубы 1 и входного отверстия трубы 3 происходит движение атмосферного воздуха, и он поступает в воздушную турбину 2. Образовавшийся воздушный поток начинает вращать лопасти 4 воздушной турбины 2. Скорость воздушного потока в воздушной турбине 2 увеличивается и стабилизируется. Организуется постоянное скоростное движение воздушного потока в трубе 3 через воздушную турбину 2 в вытяжную трубу 1. Так как генератор электрического тока 6 установлен на валу 5 воздушной турбины 2, то он начинает работать и вырабатывать электрическую энергию. Дополнительная труба 3 может быть установлена ниже уровня грунта (фиг.2).
В случае необходимости, в качестве вытяжной трубы можно использовать дымовую трубу любой котельной.
Предлагаемая электростанция достаточно проста по конструкции. Расположение воздушной турбины, находящейся в дополнительной трубе, снаружи вытяжной трубы и возможность изменения угла между ними позволяет располагать вытяжную трубу и воздушную турбину под разными углами, например, по склону в зависимости от рельефа местности, предназначенного для монтажа. Это расширяет эксплуатационные возможности конструкции. Простота, легкость конструкции, возможность быть разборной обеспечивают ей мобильность, что способствует расширению эксплуатационных возможностей. Такую электростанцию можно, например, использовать для получения электрической энергии в труднодоступных районах, где не подведены линии электропередач.
Предлагаемая воздушная электростанция может быть изготовлена промышленным способом с помощью известных средств и методов. Это позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения условию патентоспособности «промышленная применимость».