UA20512U - Aero-generator - Google Patents

Abstract

An aero-generator has a body, fixed in vertical position stator with windings, a rotor. The aero-generator is turbo-generator with two vertical coaxial stators, in the gap between those one installs multi-pole rotor as aero-dynamical pipe comprising of two coaxial pipes, at that the outer pipe is arranged as truncated cone expandible downward. In the gap between the pipes in vertical one over another blades of propellers connecting the pipes are installed. At the inner surfaces of both pipes magnets are installed.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до енергозберігаючих програм, зокрема до перетворення енергії повітряних 2 потоків у обертальний рух для одержання електроенергії в будь-якій точці земної кулі. Існують різні конструкції вітроенергетичних установок.The useful model refers to energy-saving programs, in particular to the transformation of the energy of air 2 streams into rotational motion for obtaining electricity at any point on the globe. There are different designs of wind power plants.

Відомий вітроагрегат |патент КО Мо2276284 МПК єгОЗО 3/06 2006р.), який містить вертикальну несучу трубу, вісь з'єднання з приводом енергоносія, вузол рухомого кріплення, закріплені на несучій трубі верхній і нижній пояси, між якими розміщені зігнуті по дузі сектори. Вітроагрегат забезпечений трубою - повітроводом, нижній 70 пояс примикає із зазором до труби - повітроводу, виконаний у вигляді колеса зі спицями і забезпечений нахиленими лопатками за числом секторів. Сектори розміщені похило по гвинтовій лінії у відношенні до несучої труби, а вісь з'єднання з приводом енергоносія виконана на верхній частині несучої труби. Основним недоліком названого вітроагрегату є громіздкість його конструкції.A well-known wind turbine (patent KO Mo2276284 МПК егоОЗО 3/06 2006), which contains a vertical carrier pipe, an axis of connection with an energy carrier drive, a mobile mounting unit, upper and lower belts fixed on the carrier pipe, between which are placed sectors bent along an arc. The wind unit is equipped with a pipe - an air duct, the lower 70 belt adjoins the pipe - an air duct with a gap, made in the form of a wheel with spokes and equipped with inclined blades according to the number of sectors. The sectors are placed obliquely along a helical line in relation to the carrier pipe, and the connection axis with the drive of the energy carrier is made on the upper part of the carrier pipe. The main disadvantage of the named wind unit is the bulkiness of its design.

Відомий вітряк (патент КО Мо2149277 МПК РгОЗО 1/00 2000р.), який містить аеродинамічну трубу і розміщену в 12 ній турбіну, утворену лопатками і кинематично зв'язану з пристроєм відбирання потужності, турбіна виконана у вигляді зрізаного конуса, який утворений меншою суцільною і більшою кільцеподібною основами, що скріплені між собою лопатками, одне з поздовжніх ребер яких розташоване по умовній поверхні конуса, при цьому конусність направлена назустріч потоку повітря. Основним недоліком відомого вітряка є його низький ККД.A well-known windmill (patent KO Mo2149277 MPK RgOZO 1/00 2000), which contains a wind tunnel and a turbine placed in the 12th, formed by blades and kinematically connected to a power take-off device, the turbine is made in the form of a truncated cone, which is formed by a smaller continuous and larger ring-shaped bases, fastened together by blades, one of the longitudinal edges of which is located on the conventional surface of the cone, while the conicity is directed towards the air flow. The main disadvantage of the famous windmill is its low efficiency.

Найбільш близьким аналогом аерогенератора, який заявляється, є вітрова електростанція (варіанти) (патент ву Мо2246031 МПК єОЗО 1/4 2005р.). Вітрова електростанція за першим варіантом містить вертикальну витяжну трубу, конусну насадку з радіальними ребрами, генератор електричного струму, вітрове колесо, яке кінематичне зв'язане з генератором електричного струму і розташоване в області нижнього кінця витяжної труби, а також секцію горизонтальних проводячих повітря каналів у вигляді радіальне розташованих дифузорів з вихідними соплами, які аеродинамічне зв'язані з нижнім кінцем труби. При цьому вітрове колесо установлене у горизонтальному потоці повітря між соплами і трубою. Сопла виконані зігнутими для забезпечення зміни шо довільного направлення вітру на направлення до вітрового для його обертання, а конусна насадка виконана у вигляді зрізаного конуса, установлена на верхньому кінці витяжної труби співвісно з цією трубою і з орієнтацією вершини меншої основи конуса насадки догори. Насадка, крім того, забезпечена радіальними ребрами, які установлені на її зовнішній боковій поверхні уздовж утворюючого її зрізаного конуса. Другий сч варіант вітрової електростанції відрізняється від першого тим, що вітрове колесо установлене в трубі у «- вертикальному потоці повітря. Однак і розглянута відома вітрова електростанція (варіанти) має суттєві недоліки: - мала потужність і її залежність від направлення вітру; о - нестабільна робота генератора, особливо при поривах і високих швидкостях вітру. оThe closest analogue of the wind generator, which is claimed, is a wind power plant (variants) (patent Мо2246031 МПК еОЗО 1/4 2005). The wind power plant according to the first variant contains a vertical exhaust pipe, a conical nozzle with radial ribs, an electric current generator, a wind wheel, which is kinematically connected to the electric current generator and is located in the area of the lower end of the exhaust pipe, as well as a section of horizontal conducting air channels in the form radially located diffusers with outlet nozzles, which are aerodynamically connected to the lower end of the pipe. At the same time, the wind wheel is installed in the horizontal flow of air between the nozzles and the pipe. The nozzles are made bent to ensure the change of the arbitrary direction of the wind to the direction of the wind for its rotation, and the conical nozzle is made in the form of a truncated cone, installed on the upper end of the exhaust pipe coaxially with this pipe and with the orientation of the top of the smaller base of the cone of the nozzle upwards. The nozzle, in addition, is equipped with radial ribs, which are installed on its outer side surface along the truncated cone forming it. The second version of the wind power plant differs from the first in that the wind wheel is installed in a pipe in a vertical air flow. However, the considered well-known wind power plant (variants) has significant disadvantages: - low capacity and its dependence on the direction of the wind; o - unstable operation of the generator, especially during gusts and high wind speeds. at

В основу корисної моделі поставлена технічна задача створити пристрій у вигляді енергогенератора для 3о одержання електроенергії підвищеної потужності з максимально високим ККД, використовуючи енергозберігаючі сч поновлювані природні ресурси, зокрема енергію повітряних потоків не залежно від їх швидкості і направлення.The basis of the useful model is the technical task of creating a device in the form of an energy generator for obtaining electricity of increased power with the highest possible efficiency, using energy-saving and renewable natural resources, in particular, the energy of air flows regardless of their speed and direction.

Поставлена технічна задача досягається тим, що аерогенератор містить вертикально розташовану конусоподібну залізобетонну трубу великої висоти, не менш ЗОм, з обмотками на її зовнішній поверхні і виконує /« функції зовнішнього статора. Усередині труба містить основу з закріпленим на ній вертикально стриженем з обмотками, який також виконує функції статора. З с Між внутрішнім і зовнішнім статорами обертається багатополюсний ротор у вигляді аеродинамічної труби, якаThe set technical task is achieved by the fact that the wind generator contains a vertically arranged cone-shaped reinforced concrete pipe of great height, not less than 30m, with windings on its outer surface and performs the functions of an external stator. Inside, the pipe contains a base with a vertically fixed rod with windings, which also serves as a stator. With c Between the inner and outer stators, a multipole rotor rotates in the form of a wind tunnel, which

І» складається з двох співвісних, вставлених одна в одну труб. У зазорі між трубами по їх периметру установлюють лопатки пропелерів, розташовуючи пропелери один над одним по усій висоті аегродинамічної труби. На внутрішніх поверхнях обох труб по вертикалі установлені магніти. По периметру основи установлені труби уловлювача у вигляді радіальне розташованих горизонтальних дефлекторів, вихідні отвори яких зв'язані з нижнім кінцем о аеродинамічної труби. На кожному вхідному отворі труб уловлювачів розміщені пропелери з великою кількістю ав | поворотних лопатей. Крутячий момент від руху повітря пропелер передає на генератор малої потужності (до 1Оквт). і-й Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де зображено: - 70 на Фіг.1 - перетин А-А Фіг.3; на Фіг.2 - аерогенератор, який заявляється, вид збоку; їз на Фіг.З - Фіг.2, вид зверху; на Фіг.4 - перетин Б-Б Фіг.2.And" consists of two coaxial pipes inserted into each other. Propeller blades are installed in the gap between the pipes along their perimeter, placing the propellers one above the other along the entire height of the wind tunnel. Magnets are installed vertically on the inner surfaces of both pipes. Trap tubes in the form of radially located horizontal deflectors, the outlets of which are connected to the lower end of the wind tunnel, are installed along the perimeter of the base. Propellers with a large number of av | rotary blades. The propeller transmits the torque from the air movement to a low-power generator (up to 1 kW). i-th The essence of the useful model is explained by the drawings, which show: - 70 in Fig. 1 - cross section A-A Fig. 3; in Fig. 2 - the claimed wind generator, side view; ride on Fig. 3 - Fig. 2, top view; in Fig. 4 - cross section B-B of Fig. 2.

Як показано на Фіг.1, 2, 3, 4 аерогенератор, який заявляється, містить основу 1, статор з обмоткою 2, 29 аеродинамічну трубу, що складається з співвісних труб З і 4, зовнішню обмотку 5, магніти 6, лопаті пропелерів с 7, труби уловлювача 8, пропелери з поворотними лопатями 9, генератори 10, трубу 11 зовнішнього статора.As shown in Fig. 1, 2, 3, 4, the claimed wind generator contains a base 1, a stator with a winding 2, a wind tunnel consisting of coaxial pipes 3 and 4, an external winding 5, magnets 6, propeller blades 7 , trap pipes 8, propellers with rotating blades 9, generators 10, pipe 11 of the external stator.

Аерогенератор працює таким чином.The wind turbine works as follows.

Рух повітряного потоку натуральним способом відбувається усередині вертикально стоячої висотної труби 11 (у подальшому аеродинамічна труба). Надмірний тиск усередині аеродинамічної труби у основи 1 створюється за 60 рахунок вітру і різниці температури усередині труби і зовні у її вихідного отвору. Щоб посилити тиск, повітря під дією вітру спочатку проходить через порожнини труб 8, які розташовані по усьому периметру навколо аеродинамічної труби. Горизонтальні труби 8 (у подальшому труби уловлювача) мають великий вхідний отвір (діаметром 7м і більше) і маленький вихідний отвір (діаметром 0,3-0,5м). Довжина труб уловлювачів 12 метрів і більше. На вхідному отворі біля труб уловлювачів установлюються пропелери 9 з великою кількістю лопатей, які бо можуть повертатися у напрямку один до одного. З підвітреного боку вхідні отвори закриваються лопатями пропелера 9 як жалюзі. Обертальний момент пропелери передають на ротори генераторів малої потужності (до 1Оквт), повітряний потік із труб уловлювачів 8, який розташований з навітряного боку, спрямовується до аеродинамічної труби, де піднімаючись наверх по вертикалі між лопатями 7 пропелерів, які розташовані один над одним, приводить у обертальний рух багатополюсний ротор. Зовнішня конусоподібна труба 11 відповідає зовнішнім розмірам аеродинамічної труби з невеликим зазором і має зовнішню обмотку 5. Лопатями пропелерів 7 труба З з'єднана з трубою 4, на внутрішніх поверхнях обох труб по вертикалі установлені магніти 6.The movement of the air stream in a natural way takes place inside the vertically standing height pipe 11 (hereinafter referred to as the wind tunnel). Excessive pressure inside the wind tunnel at the base 1 is created due to the wind and the difference in temperature inside the tube and outside at its outlet. To increase the pressure, the air under the influence of the wind first passes through the tube cavities 8, which are located along the entire perimeter around the wind tunnel. The horizontal pipes 8 (hereinafter the trap pipes) have a large inlet opening (with a diameter of 7m or more) and a small outlet opening (with a diameter of 0.3-0.5m). The length of the catch pipes is 12 meters or more. Propellers 9 with a large number of blades, which can turn in the direction of each other, are installed at the inlet near the trap pipes. On the leeward side, the inlets are closed by propeller blades 9 as shutters. The torque of the propellers is transmitted to the rotors of low-power generators (up to 1 kW), the air flow from the pipes of the catchers 8, which is located on the windward side, is directed to the wind tunnel, where, rising vertically between the blades of the 7 propellers, which are located one above the other, it leads to rotary motion multipole rotor. The outer cone-shaped pipe 11 corresponds to the external dimensions of the wind tunnel with a small gap and has an external winding 5. The pipe C is connected to the pipe 4 by the blades of the propellers 7, magnets 6 are installed vertically on the inner surfaces of both pipes.

Багатополюсний обертовий ротор між нерухомих статорів, на обмотках яких індукується змінний струм.A multi-pole rotating rotor between stationary stators, on the windings of which an alternating current is induced.

У результаті здійснення корисної моделі, яка заявляється, отримуємо аерогенератор для одержання /о електроенергії підвищеної потужності з максимально високим ККД, використовуючи енергію повітряних потоків не залежно від їх швидкості і направлення, може працювати в будь-якій точці земної кулі.As a result of the implementation of the useful model, which is claimed, we get an aerogenerator for obtaining /o electricity of increased power with the highest efficiency, using the energy of air flows regardless of their speed and direction, which can work in any point of the globe.

Claims (3)

Формула винаходу шо. М й - -The formula of the invention is M y - - 1. Аерогенератор, який містить основу, нерухомий, вертикально закріплений статор з обмотками, обертовий ротор, який відрізняється тим, що являє собою турбогенератор, який містить два вертикальних співвісних статори, у зазорі між якими встановлюють багатополюсний ротор у формі аеродинамічної труби, складеної з двох співвісних труб, причому зовнішня труба виконана у формі зрізаного конуса, розширеного донизу, а у зазорі між трубами по вертикалі один над одним встановлені лопаті пропелерів, що з'єднують труби, а на внутрішніх поверхнях обох труб встановлені магніти.1. An air generator, which contains a base, a fixed, vertically fixed stator with windings, a rotating rotor, which is distinguished by the fact that it is a turbogenerator, which contains two vertical coaxial stators, in the gap between which a multipole rotor in the form of a wind tunnel, consisting of two coaxial pipes, and the outer pipe is made in the form of a truncated cone, expanded downwards, and in the gap between the pipes vertically one above the other, propeller blades connecting the pipes are installed, and magnets are installed on the inner surfaces of both pipes. 2. Аерогенератор за п. 1, який відрізняється тим, що по периметру основи встановлені труби уловлювача у вигляді радіально розташованих горизонтальних дефлекторів, вихідні отвори яких з'єднані з нижнім кінцем аеродинамічної труби.2. Wind generator according to claim 1, which differs in that along the perimeter of the base, the trap tubes are installed in the form of radially located horizontal deflectors, the outlet openings of which are connected to the lower end of the wind tunnel. 3. Аерогенератор за п. 2, який відрізняється тим, що у кожному вхідному отворі труб уловлювачів розташовані пропелери з поворотними лопатями, які обертають генератори. З с «- ів) «в) с - і» іме) («в) 1 - 70 Ко) 60 б53. The wind generator according to claim 2, which is characterized by the fact that in each inlet of the trap pipes there are propellers with rotating blades that rotate the generators. From c "- iv) "c) c - i" ime) ("c) 1 - 70 Ko) 60 b5