ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
WIND-ELECTRIC PLANT FOR MULTI-STOREY BUILDINGS AND STRUCTURES

Изобретение относится к области энергетики, в частности к автономным ветроэлектрическим станциям как экологически чистым и наиболее дешевым источникам энергии.
Известны устройства, использующие энергию ветра, состоящие в основном из преобразователя энергии ветра в кинетическую энергию вращения ротора генератора (например, простейшее ветроколесо, ось которого совпадает с направлением движения воздушного потока или же с вертикальной осью вращения). Разновидностей ветроэлектростанций достаточно много, все они отличаются конструкцией, формой и мощностью, вырабатываемой электорэнергии (патенты №2362906, 2205293, 2215898, 2231680, 2244157, 2249722, 2270359, 2285147 и др.). Основным недостатком существующих разновидностей ветроэлектростанций является их неустойчивая работа, связанная со случайным характером изменяющейся в широких пределах во времени интенсивности (скорости) движения воздушных потоков (ураган либо полный штиль).
Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является обеспечение возможности вырабатывать электроэнергию даже при нулевой скорости естественного движения воздушных масс.
Данный технический результат достигается тем, что предлагаемая конструкция ветроэлектрической станции для многоэтажных зданий и сооружений отличается наличием вала генератора, расположенного на оси, ориентированной вертикально к поверхности земли, на этой оси закреплены два ветропривода. Первый (верхний) ветропривод приводится во вращение естественным движением воздушных масс, а второй (нижний) - под воздействием разностного давления, создаваемого в вертикально расположенных вытяжных трубах или каналах. Для большей экономии энергии станции между валами приводов размещено электромагнитное фрикционное устройство (электромагнитная муфта сцепления), производящее отсоединение первого ветропривода от второго при нулевой скорости движения наружного воздуха (при штиле). Кроме того, верхний ветропривод с наветренной стороны на ½ закрыт щитком флюгерного типа.
На фиг.1 изображен оголовок ветроэлектрической станции для многоэтажных зданий и сооружений в разрезе; на фиг.2 - оголовок ветроэлектрической станции для многоэтажных зданий и сооружений, вид сбоку; на фиг.3 - оголовок ветроэлектрической станции для многоэтажных зданий и сооружений, вид сверху с разрезом верхнего ветропривода (многолопастного ветроколеса).
Ветроэлектрическая станция для многоэтажных зданий и сооружений состоит из вала 5 генератора 8, закрепленного распорками 7 в вентиляционном канале 6. На валу, ориентированном вертикально к поверхности земли закреплены два ветропривода: многолопастное ветроколесо 1 с лопатками 2 и турбина 4. Многолопастное ветроколесо 1 приводится во вращение естественным движением воздушных масс при попадании ветра между изогнутыми лопатками 2, а турбина 4 - под воздействием разностного давления, создаваемого в вертикально расположенных вытяжных трубах или каналах 6, и чем выше эти вытяжные трубы или каналы, тем сильнее движение воздуха в них. Для большей экономии энергии станции, между валами приводов, размещено электромагнитное фрикционное устройство 3 (электромагнитная муфта сцепления), производящее отсоединение ветропривода 1 от ветропривода 4 при нулевой скорости движения наружного воздуха (при штиле).
Ветроколесо 1 с изогнутыми лопатками 2 расположено на вертикальной оси между двумя горизонтальными круглыми пластинами 10 и 15, которые закреплены между собой шестью стойками 14. Нижняя пластина 15 закреплена на вытяжном канале 6 и имеет внутри отверстие, соответствующее внутреннему диаметру вытяжного канала. Между ветроколесом 1 и нижней пластиной 15 имеется зазор, через который осуществляется беспрепятственное движение наружного воздуха и выходит воздух из вентиляционного канала 6.
В центре пластины 10 закреплен круглый выступ 13, на который одет подшипник, а поверх него ступица 12. Ступица несет на себе вертикальную пластину 11 (в виде треугольника), выполняющую роль флюгера. Кроме того, к ступице прикреплена горизонтальная пластина 16, имеющая форму ¼ окружности и выступающая за пределы пластины 10. По наружному краю пластины 16 прикреплена вертикальная изогнутая пластина 9 (в виде щитка), закрывающая на ½ ветроколесо 1 с наветренной стороны. Данное устройство вращается вокруг своей оси и под действием ветра на пластину 11 (флюгера) располагается таким образом, что перекрывает доступ ветра к ½ ветропривода 1 и позволяет ему вращаться в одном направлении.
При изготовлении предлагаемой конструкции ветроэлектрической станции для многоэтажных зданий и сооружений необходимо обязательно соблюсти одинаковое направление вращения ветроприводов 1 и 4, то есть поворот изогнутых лопаток 2 ветроколеса и лопастей турбины.
Подобную конструкцию ветроэлектрической станции можно использовать как автономный источник электроэнергии, а также в качестве резервного источника, например, для аварийного освещения лестничных маршей многоэтажных зданий и других высотных сооружений.