close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY14967

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.10.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
F 03D 3/06
(2006.01)
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ И ГИДРОДВИГАТЕЛЬ ПАРУСНОГО ТИПА
(21) Номер заявки: a 20090839
(22) 2009.06.09
(43) 2011.02.28
(71) Заявитель: Чарей Всеволод Владимирович (BY)
(72) Автор: Чарей Всеволод Владимирович (BY)
BY 14967 C1 2011.10.30
BY (11) 14967
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Чарей Всеволод
Владимирович (BY)
(56) RU 2211946 C2, 2003.
RU 2141059 C1, 1999.
RU 2029885 C1, 1995.
RU 2095624 C1, 1997.
SU 15471, 1930.
(57)
1. Ветродвигатель парусного типа, содержащий один или два вертикальных рабочих
вала с жестко закрепленными на них с угловым смещением в горизонтальной плоскости
горизонтальными реями или дисками, причем каждый вертикальный рабочий вал выполнен в виде поворотной трубы и связан с электрогенератором, и пару жестких парусов, при
этом на горизонтальных реях или дисках установлены на опорах скольжения по два вала
реверса, один сверху горизонтальной реи или диска, а другой снизу, причем пара жестких
парусов жестко установлена на каждом валу реверса, к каждой горизонтальной рее прикреплены ограничители, препятствующие смыканию парусов и удерживающие их в горизонтальном положении, а также ограничивающие угол раскрытия парусов в 120° в
момент, когда пара жестких парусов оказывается направленной против потока ветра.
2. Гидродвигатель парусного типа, содержащий один или два вертикальных рабочих
вала с жестко закрепленными на них с угловым смещением в горизонтальной плоскости
горизонтальными реями или дисками, причем каждый вертикальный рабочий вал выполнен в виде поворотной трубы и связан с электрогенератором, и пару жестких парусов, при
BY 14967 C1 2011.10.30
этом на горизонтальных реях или дисках установлены на опорах скольжения по два вала
реверса, один сверху горизонтальной реи или диска, а другой снизу, причем пара жестких
парусов жестко установлена на каждом валу реверса, к каждой горизонтальной рее прикреплены ограничители, препятствующие смыканию парусов и удерживающие их в горизонтальном положении, а также ограничивающие угол раскрытия парусов в 120° в
момент, когда пара жестких парусов оказывается направленной против потока воды.
Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для строительства ветро- и гидроэлектростанций.
В настоящее время остро ставится вопрос об использовании природных сил и возможностей для нужд энергетики. Bо многих странах ведутся работы по созданию ветродвигателей. Известен ветродвигатель, содержащий вертикальный вал с верхними и
нижними кронштейнами, между которыми установлены поворотные лопасти и контактирующие с ними плоские панели [1].
Известен ветродвигатель, содержащий вертикальный вал и присоединенные к нему
лопасти, расположенные парами во взаимно перпендикулярных плоскостях, в котором вал
выполнен в виде поворотной трубы, а лопасти, расположенные на разной высоте, выполнены в виде рам с клапанами, представляющими собой пластины со стержнями, шарнирно
прикрепленные к рамам [2].
Задача настоящего изобретения заключалась в том, чтобы создать ветродвигатель, который принципиально можно использовать также как гидродвигатель, а также можно
оснастить двумя рабочими валами, вращающимися в разные стороны, и электрогенераторами с вращающимися в разные стороны статором и ротором, повысив его КПД. Используя такой двигатель для строительства гидроэлектростанций, можно отказаться от
строительства плотин, а значит, существенно снизить затраты на строительство гидроэлектростанций.
Поставленная задача решается тем, что в ветродвигателе, содержащем вертикальный
вал, выполненный в виде поворотной трубы, связанный с электрогенератором, и пару
жестких парусов, на вертикальном валу жестко закреплены горизонтальные реи, на которых установлены на опорах скольжения по два вала реверса, один сверху реи, а другой
снизу, причем пара жестких парусов жестко установлена на каждом валу реверса.
В одном из вариантов ветродвигателя горизонтальные реи заменены на диски
(фиг. 10).
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 представлен общий вид ветродвигателя (вид сбоку);
на фиг. 2 - общий вид ветродвигателя (вид сверху);
на фиг. 3 представлен разрез по A-A фиг. 1;
на фиг. 4 - разрез по Б-Б фиг. 1;
на фиг. 5-10 представлены варианты выполнения ветродвигателя.
На фиг. 5 представлено предлагаемое устройство, работающее как гидродвигатель с
одним рабочим валом.
На фиг. 6 представлено предлагаемое устройство, работающее как гидродвигатель с
двумя рабочими валами, вращающимися в разные стороны.
Фиг. 7 представляет ветродвигатель с одним рабочим валом.
На фиг. 8 представлено предлагаемое устройство, в котором верхняя часть представляет собой ветродвигатель, вращающий ротор, а нижняя часть представляет собой гидродвигатель, вращающий статор в противоположную сторону.
Фиг. 9 представляет ветродвигатель с двумя рабочими валами, вращающимися в разные стороны.
2
BY 14967 C1 2011.10.30
Фиг. 10 представляет вариант устройства, в котором реи заменены на диски.
На вертикальном рабочем валу 1, выполненном в виде поворотной трубы, жестко закреплены горизонтальные реи 2, на которых установлены на опорах скольжения два вала
3 реверса, один сверху реи, а другой снизу, а на каждом валу 3 реверса жестко установлена пара жестких парусов 4. Рабочий вал 1 связан с генератором 5. На фиг. 6 и 9 показан
второй пустотельный рабочий вал 6, который крепится к генератору. Рабочий вал 1 находится внутри рабочего вала 6. К реям 2 жестко прикреплены ограничители 7, препятствующие смыканию парусов 4 и удерживающие их в горизонтальном положении с одной
стороны, и образующие между ними угол 120° с противоположной стороны. В одном из
вариантов выполнения реи заменены дисками 8 (фиг. 10).
Ветродвигатель, построенный с испопьзованием дисков 8 вместо рей 2, значительно
сокращает лобовое сопротивление в зоне холостого хода, так как диски сами имеют незначительное сопротивление, а паруса в этой зоне параллельны друг другу и прячутся в
телах дисков, устраняют вихровые потоки в зоне встречи двух блоков, вращающихся в
разные стороны, сосредотачивают ветровые потоки на парусах в зонах рабочего хода, на
базе этих двигателей можно построить зарядное устройство на электроавтомобилях для
подзарядки рабочих аккумуляторных батарей, предполагаю, что на средних двух дисках 9
можно построить миниэлектростанцию постоянного тока. Диски 9 - это инерционные
диски. Работа ветродвигателя, построенного на дисках, аналогична работе двигателя, построенного на реях (описано ниже). Устройство работает следующим образом.
Под действием ветра (или потока воды) рея 2 вращается вместе с валом 1. При этом
пара парусов, которые оказываются направленными против ветра или встречного потока
воды, поднимается, образуя угол между парусами 120÷l60°. Угол раскрытия парyсoв 4
определяется ограничителями 7. Верхний парус поворачивается при этом вверх вместе с
валом 3 реверса, а нижний парус - вниз вместе с другим валом 3 реверса. Противоположная пара парусов 4 находится в это время в погашенном положении, параллельном друг
другу. При дальнейшем повороте реи 2 поднятая пара парусов, уходя из рабочей зоны, в
которой поток направлен против парусов, начинает гаситься, переходя в погашенное положение, а противоположная пара парусов, которые попадают в рабочую зону, начинает
подниматься. Так, за полный оборот вертикального вала 1 каждая пара парусов 4 проходит рабочую зону (в поднятом положении), мертвую точку, зону холостого хода (в погашенном положении) и вторую мертвую точку.
В варианте с дисками (фиг. 10, поз. 8) работа происходит аналогичным образом. На
рабочем валу 1 можно расположить столько рей 2 с парусами 4, сколько позволяет высота
или требуемая расчетная мощность установки. При этом каждая последующая рея должна
быть смещена на угол 90° в горизонтальной плоскости относительно предыдущей реи.
Для более надежной работы последующие реи должны смещаться по отношению к
предыдущим на угол 45° в горизонтальной плоскости.
Зная давление ветра или воды на единицу площади, можно рассчитать необходимую
мощность ветро- или гидродвигателя. Для расчета давления ветра на единицу площади парусов можно воспользоваться формулой Ферреля, приведенной в описании к патенту [2]:
p=[(0,002698v2)/(t+0,004)]×[P/P0],
где p - давление в английских фунтах на квадратный английский фут;
V - скорость ветра в английских милях в час;
t - температура воздуха в °С;
P - действительно наблюдаемое давление воздуха;
P0 - давление 760 мм ртутного столба.
При давлении воздуха 760 мм ртутного столба и t = 15 °С p = 0,00255 v.
Высота вертикального вала для гидродвигателя ограничена глубиной реки или отводящего канала ГРЭС, а для ветродвигателя она практически не ограничена, следует только
учитывать скорость и направление ветра на разных высотах.
3
BY 14967 C1 2011.10.30
На одном вертикальном валу может быть расположено аналогичным образом несколько рей с парами парусов (фиг. 5-9), что позволит увеличить мощность ветро- или
гидродвигателя.
Использование предлагаемого устройства в качестве гидродвигателя позволит строить
гидроэлектростанции на реках и обходиться без строительства плотин, сохраняя природу
в первозданном виде и экономя государственные средства. Строительство плотин обходится очень дорого. Иногда только подготовка ложа водохранилища к затоплению может
стоить дороже, чем строительство самой плотины. Предлагаемый гидродвигатель можно
даже укрепить между двумя баржами, поставленными на якорь.
Для ветродвигателя можно использовать легкие материалы: древесину (сосну, ель),
алюминий разных профилей, пластик, композитные материалы, а для гидродвигателей
могут использоваться стали разных марок и профилей.
1. Два паруса, расположенных друг к другу под углом 100 ÷ 120° по плоскостям и
жестко соединенных между собой валом реверса, есть парусная пара (фиг. 1А, 2А).
2. Рея, оснащенная парусными парами, есть парус-рея или гидропарус.
3. Диск, оснащенный парус-парами, есть дископарус.
4. Если рабочая зона двигателя расположена справа (паруса на реях подняты справа),
то двигатель будет иметь левое вращение, а если слева, то правое.
Источники информации:
1. RU 2029885.
2. RU 2211946 (прототип).
Фиг. 5
4
BY 14967 C1 2011.10.30
Фиг. 6
Фиг. 7
5
BY 14967 C1 2011.10.30
Фиг. 8
Фиг. 9
6
BY 14967 C1 2011.10.30
Фиг. 10
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
7
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
126 Кб
Теги
by14967, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа