ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ РЕАКТИВНОГО ПОТОКА
WIND-DRIVEN POWER PLANT FOR JET STREAM ENERGY STORAGE

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для рекуперации энергии реактивного потока газов, создаваемого двигателями агрегатов (воздушных судов, тепловых машин и т.д.) в период их запуска, прогрева, прогазовки и проверки на стоянке.
Известна ветроэнергетическая установка [SU 1703854 от 25.12.89 г.], содержащая башню, ветроколесо с горизонтальной осью вращения, которое через горизонтальный вал связано с генератором, размещенным внутри головки, установленной на башне с возможностью ее поворота вокруг вертикальной оси.
Это устройство для работы требует определенных метеорологических условий (наличие ветра), не обеспечивает накопления энергии и имеет сложную конструкцию.
Известна также ветроэнергетическая установка [SU 1325189, 07.01.86 г.], содержащая ветровое колесо с подвижными полостями, двухступенчатый мультипликатор с промежуточным валом, соединительную муфту, генератор, систему управления.
Это известное решение имеет ограниченный ресурс из-за увеличенных нагрузок, возникающих в трансмиссии при воздействии на ветроколесо колебательной мощности от ветропотока, имеет увеличенные размеры, вес, стоимость и не обеспечивает накопление энергии ветрового потока.
Наиболее близкой к заявляемому устройству является стационарная ветроэнергоустановка [RU 2068117, 20.10.96 г. Бюл №29], содержащая постамент с ветроагрегатами, установленными в нем, по крайней мере, в два яруса, причем каждый ветроагрегат снабжен раструбом, а постамент расположен на поворотной платформе, размещенной на фундаменте, и имеет флюгер. Постамент выполнен в виде сборной этажерки с трубчатыми стойками, которые жестко связаны с платформой. Этажерка снабжена перекрытиями, покрытием, стенами диафрагмами жесткости, а оси ветроагрегатов жестко прикреплены к стойкам.
Данное устройство отличается конструктивной сложностью, недостаточной жесткостью и имеет плохое использование ветрового потока с низким КПД.
Техническим результатом, достигаемым предлагаемым устройством, является рекуперация энергии реактивного потока газов двигателей агрегатов (самолетов, тепловых машин и т.д.) при их запуске, прогреве и проверках на стоянке, накапливаемой виде сжатого воздуха, вырабатываемого компрессором и нагнетаемого в воздушные баллоны для дальнейшего использования при обслуживании самолетов и других целей.
Предлагаемое энергосберегающее компрессорное устройство содержит агрегат, создающий реактивный поток газов, ветроколесо, расположенное в канале газоотбойника, передняя стенка которого спрофилирована в виде горизонтальной воронки для концентрации реактивного потока газов на ветроколесо, а задняя стенка выполнена наклонной для отвода реактивного потока вверх. Создаваемый ветроколесом крутящий момент передается на редуктор (мультипликатор, демультипликатор), приводящий в работу компрессор, в нагнетательной магистрали которого установлены блоки очистки и осушки воздуха, через которые сжатый воздух поступает в накопительные баллоны с целью дальнейшего использования для обслуживания самолетов и других нужд.
Общим признаком прототипа и заявляемого устройства является постамент на фундаменте с ветроагрегатом, содержащим ветроколесо и раструбы.
Отличительными признаками являются агрегат (самолет, тепловая машина и т.д.), создающий реактивный поток газа, газоотбойник, передняя стенка которого спрофилированная в виде горизонтальной воронки, имеющей сужение в сторону ветроколеса, а задняя стенка выполнена наклонной, редуктор, компрессор, блоки очистки и осушки воздуха, воздушные баллоны, при этом крутящий момент, создаваемый ветроколесом, расположенным внутри газоотбойника, через редуктор подводится к компрессору; нагнетательная магистраль которого, содержащая блоки очистки и осушки воздуха, соединена с воздушными баллонами.
Заявляемое энергосберегающее компрессорное устройство, содержащее ветроэнергетическую установку с ветроколесом, снабженную раструбами, постамент на фундаменте для надежного ее крепления, отличается тем, что реактивный поток газов, создаваемый агрегатом (самолет, тепловая машина и т.д.) воспринимается газоотбойником, внутри которого имеется ветроколесо, и передняя стенка спрофилирована в виде горизонтальной воронки, имеющей сужение в сторону ветроколеса для концентрации реактивного потока газов на ветровое колесо, а задняя стенка выполнена наклонной для отвода реактивного потока вверх. Ветроколесо передает крутящий момент на редуктор, приводящий в работу компрессор, в нагнетательной магистрали которого установлены блоки очистки и осушки воздуха, через которые сжатый воздух поступает в накопительные баллоны для обслуживания самолетов на земле и других целей.
Заявляемое устройство изображено на фиг.1 - принципиальная схема устройства, на фиг.2 - вид сбоку газоотбойника.
На фиг.1 изображено энергосберегающее компрессорное устройство, включающее следующие элементы: агрегат 1, создающий реактивный ноток газов 2, газоотбойник 3, редуктор 4, компрессор 5, блок очистки воздуха 6, блок осушки воздуха 7, предохранительный клапан 8, воздушные баллоны 9.
На фиг.2 изображен вид сбоку газоотбойника, включающего следующие элементы: ветроколесо 11, реактивный поток газов 2, горизонтальную воронку 10, фундамент 12.
Газоотбойник 3 предназначен для концентрации с помощью горизонтальной воронки 10 и преобразования энергии реактивного потока газов 2 во вращательное движение ветроколеса 11 и отвода реактивного потока газов вверх. Ветроколесо 11 создает крутящий момент. Компрессор 5 предназначен для подачи сжатого воздуха, давление которого регулируется предохранительным клапаном 8, к баллонам 9 через блоки очистки 6 и осушки 7 для дальнейшего использования при обслуживании самолетов и других целей.
Газоотбойник 3, предназначенный для концентрации и преобразования энергии реактивного потока газов в энергию сжатого газ, для снижения веса изготавливается из стальных листов, передняя стенка 10 для более полного использования реактивного потока газов 2 и концентрации его на ветроколесо 11 профилируется в виде горизонтальной воронки, задняя стенка для предотвращения эрозии почвы и повреждения травяного покрова, прилегающего к аэродромному покрытию, изготавливается наклонной для отвода реактивного потока газов вверх.
Устройство работает следующим образом.
Агрегат 1 устанавливается на техническую позицию для подготовки таким образом, чтобы реактивный поток газов 2 имел направление на газоотбойник 3. В ходе подготовки агрегата производится его запуск, прогрев и прогазовка. Реактивный поток 2, попадая на газоотбойник 3, концентрируется на передней, спрофилированной в виде горизонтальной воронки стенке 10, приводит во вращение ветроколесо 11, крутящий момент которого через редуктор 4 передается компрессору 5. Сжатый компрессором 5 воздух через блоки очистки 6 и осушки 7 поступает к баллонам 9, т.е. происходит рекуперация энергии реактивного потока газов, создаваемого агрегатом 1.
Для изготовления устройства могут быть использованы узлы и агрегаты, серийно выпускаемые промышленностью.