ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, ГЕНЕРАТОР ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ИЗ ОКРУЖАЮЩЕГО ВОЗДУХА И СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ ИЗ НАХОДЯЩЕГОСЯ В ДВИЖЕНИИ ОКРУЖАЮЩЕГО ВОЗДУХА

1. Ветроэнергетическая установка (1) для генерации электрической энергии из окружающего воздуха, имеющая проточный канал (3), через который проводится окружающий воздух путем образования воздушного потока и который имеет ограничивающий его наружный кожух (6) и дополнительно содержит
первую часть (7) с по существу постоянным поперечным сечением, в которую может вводиться окружающий воздух и в которой расположено устройство (39) для ускорения воздуха,
вторую часть (9), выполненную в форме сопла (10) Вентури,
третью часть (11), которая следует за второй частью (9) и в которой расположен ротор (60), который приводится во вращение проходящим через него воздушным потоком и вращение которого служит для генерации электрической энергии,
четвертую часть (13), выполненную в форме сопла (12) Лаваля, и
пятую часть (15), которая содержит второе устройство (85) для ускорения воздуха, предназначенное для выпуска воздуха, введенного в проточный канал (3).
2. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство (39, 85) для ускорения воздуха первой и/или пятой части (7, 15) проточного канала (3) содержит по меньшей мере один вентилятор.
3. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что за устройством (39; 85) для ускорения воздуха первой и/или пятой части (7, 15) проточного канала (3) (относительно направления потока окружающего воздуха) расположено устройство (49, 87) направления потока, которое преобразует турбулентный и/или закрученный воздушный поток, созданный соответствующим устройством для ускорения воздуха, в ламинарный поток.
4. Ветроэнергетическая установка по п.3, отличающаяся тем, что устройство (49, 87) для направления потока представляет собой расположенный ниже по потоку статор.
5. Ветроэнергетическая установка по п.3, отличающаяся тем, что устройство (49, 87) для направления потока представляет собой устройство с параллельными трубами.
6. Ветроэнергетическая установка по одному из пп.3-5, отличающаяся тем, что устройство для направления потока содержит как расположенный ниже по потоку статор, так и устройство (101, 112) с параллельными трубами.
7. Ветроэнергетическая установка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что перед устройством (39) для ускорения воздуха первой части (7) и/или перед устройством (85) для ускорения воздуха пятой части (15) расположено устройство (27, 79) для направления воздуха, предназначенное для обеспечения ламинарного воздушного потока.
8. Ветроэнергетическая установка по п.7, отличающаяся тем, что перед устройством (87) для направления воздуха пятой части (15) расположено устройство (101, 112) с параллельными трубами.
9. Ветроэнергетическая установка по п.5, отличающаяся тем, что устройство (101, 112) с параллельными трубами образовано из частей (113) трубы, концентрически расположенных вокруг центральной трубы.
10. Ветроэнергетическая установка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что проточный канал (3) в зоне сопла (9) Вентури сужается с углом α, равным 15° или меньше.
11. Ветроэнергетическая установка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что проточный канал (3) расширяется в четвертой части (13) за ротором (60) с углом β, равным 7° или меньше.
12. Ветроэнергетическая установка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что диаметр проточного канала (3) в зоне первой части (7) такой же, что и в зоне пятой части (15).
13. Ветроэнергетическая установка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что поперечное сечение выпускного отверстия (5) проточного канала (3) больше чем поперечное сечение впускного отверстия (4) этого канала (3), преимущественно по существу вдвое больше.
14. Ветроэнергетическая установка по одному из пп.3-5, отличающаяся тем, что за устройством (49) для направления воздушного потока, за устройством (39) для ускорения воздуха в первой части (7) расположена сужающаяся трубчатая часть (108), в которой выполнен проточный конический участок (109), который сужается к точке и вдоль которого проходит воздушный поток, причем угол α сужения конического участка (109) по существу равен 15° или меньше.
15. Ветроэнергетическая установка по п.14, отличающаяся тем, что за сужающейся трубчатой частью (108) проточного канала расположена часть (107) постоянного поперечного сечения, в которой предпочтительно расположено еще одно устройство (101, 112) для направления потока.
16. Ветроэнергетическая установка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что во второй части (9) предусмотрен конический участок (119), который расширяется от вершины (120) до поперечного сечения втулки ротора, при этом его угол α расхождения соответствует углу α сужения сопла Вентури.
17. Ветроэнергетическая установка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что в четвертой части (13) предусмотрен конический участок (121), который сужается к вершине (122) и выходное поперечное сечение которого по существу то же самое, что и поперечное сечение втулки ротора (60), при этом угол β сужения конического участка (121) соответствует углу β расширения сопла Лаваля.
18. Ветроэнергетическая установка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что к четвертой части (13) примыкает стабилизирующая поток часть (116) проточного канала (3), которая имеет по существу постоянный наружный диаметр и предпочтительно дополнительное устройство (124) для направления потока.
19. Ветроэнергетическая установка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что перед пятой частью (15), перед устройством для направления воздушного потока расположен конический участок, который расширяется от вершины под углом β, причем его оконечное поперечное сечение по существу соответствует поперечному сечению втулки устройства (79) для направления потока.
20. Ветроэнергетическая установка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что третья часть (11) содержит привод (63), который преобразует вращение ротора (60) во вращательное движение по меньшей мере одного выходного вала (71), который проходит по существу перпендикулярно от проточного канала (3) и предназначен для приведения в действие генератора (23).
21. Ветроэнергетическая установка по п.20, отличающаяся тем, что привод (63) содержит кожух (65), в котором установлен вал (67), причем один конец указанного вала (67) присоединен снаружи кожуха к ротору (60), тогда как его другой конец присоединен к валу (71) отбора мощности, смещенному на 90°, причем кожух (65) привода установлен в подшипнике (59), который содержит опорные пластины (62), присоединенные к наружному кожуху (6) проточного канала (3).
22. Ветроэнергетическая установка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что ротор (60) установлен на валу (68), который соединен с предотвращением вращения с подшипником (59), при этом ротор (60) содержит наружную трубчатую часть (70), которая образует часть наружного кожуха проточного канала и которая содержит зубчатый обод (80), предназначенный для передачи вращения ротора (60) посредством приводного узла генератору.
23. Ветроэнергетическая установка по п.22, отличающаяся тем, что для передачи вращения ротору (60) предусмотрено несколько, в частности четыре, равномерно распределенных по окружности шестерен, каждая из которых соединена с приводным валом, каждый их которых соответственно соединен с генератором.
24. Ветроэнергетическая установка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что ротор установлен на валу, который с предотвращением вращения соединен с подшипником, при этом ротор содержит наружную часть, которая приводит в действие ротор и/или арматуру генератора.
25. Ветроэнергетическая установка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что она расположена в опоре (135), которая установлена с возможностью поворота.
26. Ветроэнергетическая установка по п.25, отличающаяся тем, что она содержит нижнюю пластину (137), крышу (136) и опоры (138), причем с первой по пятую части (7, 9, 11, 13, 15) проточного канала (3) расположены по существу между самыми наружными опорами.
27. Ветроэнергетическая установка по п.26, отличающаяся тем, что она (1) расположена на определенном расстоянии от нижней пластины (137).
28. Ветроэнергетическая установка по п.25, отличающаяся тем, что на стороне (4) впускного отверстия воздушного потока предусмотрено дополнительное сопло (141) Вентури.
29. Ветроэнергетическая установка по п.25, отличающаяся тем, что на стороне (5) выпускного отверстия для воздуха предусмотрено дополнительное сопло (142) Лаваля.
30. Ветроэнергетическая установка по п.25, отличающаяся тем, что поворотная опора (135) содержит выполненный с возможностью поворота плавучий узел (146), который плавает на поверхности жидкости (156).
31. Ветроэнергетическая установка по п.30, отличающаяся тем, что жидкость (156) содержится в круглом бассейне (155), в котором расположен плавучий узел (146).
32. Ветроэнергетическая установка по п.25, отличающаяся тем, что вниз из нижней пластины (147) плавучего узла (146) выступает поворотная цапфа (157), установленная с возможностью поворота в подшипнике (159), который выполнен в блоке (160) подшипника.
33. Ветроэнергетическая установка по п.32, отличающаяся тем, что между боковой стенкой (148) плавучего узла (146) и бассейном (155) выше уровня жидкости (158) расположен кольцевой подшипник (161).
34. Ветроэнергетическая установка по одному из пп.1-5, отличающаяся тем, что она расположена вертикально.
35. Ветроэнергетическая установка по п.34, отличающаяся тем, что в ее верхнем впускном отверстии расположено устройство (190) подачи воздуха, которое предпочтительно имеет полукруглую форму.
36. Ветроэнергетическая установка по п.34, отличающаяся тем, что на стороне (5) выпускного отверстия предусмотрено устройство (192) отклонения потока, которое содержит проточный канал (193) и которое отклоняет выходящий поток воздуха от вертикального направления в по существу горизонтальном направлении.
37. Ветроэнергетическая установка по п.36, отличающаяся тем, что проточный канал (193) расположен в корпусе (194) дефлектора, вокруг которого протекает окружающий воздух.
38. Ветроэнергетическая установка по п.36, отличающаяся тем, что проточный канал (193) расширяется в направлении движения потока и предпочтительно содержит дополнительное устройство (195) для ускорения воздуха.
39. Ветроэнергетическая установка по п.36, отличающаяся тем, что за проточным каналом (193) (относительно направления движения потока) расположены несколько отражательных пластин (196), которые предпочтительно выступают за пределы поперечного сечения проточного канала (193).
40. Ветроэнергетическая установка по п.34, отличающаяся тем, что к ней (1) прикреплен парус (191), который предназначен для удержания установки, ориентированной в оптимальном направлении движения потока окружающего воздуха.
41. Система (170) ветроэнергетических установок для генерации электрической энергии посредством окружающего воздуха, отличающаяся тем, что она содержит несколько расположенных друг над другом и/или рядом друг с другом ветроэнергетических установок (1) по одному из пп.1-40.
42. Система ветроэнергетических установок по п.41, отличающаяся тем, что она содержит опору, на которой с возможностью поворота расположены друг над другом и/или рядом друг с другом ветроэнергетические установки (1).
43. Генератор для генерации электрической энергии из проходящего через него воздуха, в особенности для использования в ветроэнергетической установке (1) по одному из пп.1-40, и в системе ветроэнергетических установок (170) по п.41 или 42, содержащий
проточный канал (3) с наружным кожухом для проходящего насквозь воздуха, который имеет по существу постоянный внешний диаметр окружности, и
ротор, который установлен на валу, который с предотвращением вращения соединен с подшипником, причем ротор содержит наружную часть, которая приводит в действие ротор и/или арматуру генератора.
44. Способ генерации электрической энергии из окружающего воздуха, предпочтительно из окружающего воздуха, приведенного в движение, включающий следующие этапы:
введение окружающего воздуха в первую часть (7) проточного канала (3),
ускорение воздушного потока посредством устройства (39) для ускорения воздуха, которое расположено в первой части (7) проточного канала (3),
дополнительное ускорение воздушного потока во второй части (9) проточного канала (3) благодаря сужению проточного канала в форме сопла Вентури,
проведение воздушного потока через третью часть (11) проточного канала (3) и приведение в движение ротора (60) в этой части,
выпуск воздушного потока в четвертую часть (13) проточного канала (3), выполненную в форме сопла Лаваля,
повторное ускорение воздушного потока в пятой части (15) проточного канала (3) и
выпуск воздушного потока в окружающую среду, причем во время прохода воздушного потока через проточный канал (3) из воздушного потока извлекают как кинетическую, так и тепловую энергию.
45. Способ по п.44, отличающийся тем, что перед устройством (39, 87) для ускорения воздуха первой и/или пятой части (7, 15) проточного канала поступающий воздух выравнивают с созданием ламинарного течения.
46. Способ по п.44, отличающийся тем, что за устройством (39, 87) для ускорения воздуха первой и/или пятой части (7, 15) проточного канала проходящий насквозь воздух вновь выравнивают с созданием ламинарного течения.
47. Способ по п.44, отличающийся тем, что воздушный поток ускоряют в первой и второй частях проточного канала так, что перед тем, как войти в третью часть (11) проточного канала, воздушный поток достигает заранее заданной скорости.
48. Способ по п.44, отличающийся тем, что в четвертой части создают отрицательное давление посредством пятой части.
49. Способ по одному из пп.44-48, отличающийся тем, что в начале процесса выработки электроэнергии устройства для ускорения воздуха приводят в действие внешней энергией, а после того, как достигнуто устойчивое состояние выработки электроэнергии, эти устройства запитывают сгенерированной энергией.