11.03.2019
219.016.d8eb

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ВЕТРА В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002380569
Дата охранного документа
27.01.2010
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для преобразования энергии ветра, действующего на привязной летательный аппарат, с передачей механической работы на рабочий орган, совершающий колебательное движение. Пустотелый летательный аппарат выполнен легче воздуха и имеет аэродинамический профиль, образованный нижней сферической и плоской верхней поверхностями. С нижней стороны аппарат сочленен с тросом при помощи лееров. В нижней части трос проходит через жестко закрепленный воронкообразный приемник с воронкой с закругленными краями. Трос сочленен с лебедкой. В нижней части троса установлен передвижной зажим с зажимным болтом, к которому при помощи жесткого стрежня прикреплен вал якоря с поступательным движением, расположенного внутри неподвижного статора электрического генератора. Нижний конец вала сочленен с пружиной сжатия-растяжения, нижний конец которой закреплен на неподвижной поверхности. Верхняя поверхность летательного аппарата может быть снабжена козырьком, выходящим за границы ее периметра. Верхняя часть летательного аппарата может содержать киль, плоскость которого ей перпендикулярна и который проходит от центра к ее периферии. Над летательным аппаратом может быть установлен воздушный шар. Использование изобретения обеспечит преобразование энергии ветра, дующего даже с небольшой скоростью, в колебательное движение рабочего органа с последующим его использованием для генерации электричества. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к устройствам для преобразования энергии ветра, действующего на привязной летательный аппарат, с передачей механической работы на рабочий орган, совершающий колебательное движение.

Из уровня техники известно устройство, преобразующее энергию ветра в электрическую энергию с передачей механической работы на рабочий орган, совершающий колебательное движение. (См., например, патент РФ № 2142572, МПК F03D 5/06 «Устройство для преобразования энергии текучей среды», опубл. 10.12.1999, БИ № 34.)

Недостаток известного преобразователя заключается в том, что он имеет сложную конструкцию. Кроме того, для получения полезной работы требуется большой напор текучей среды.

Более близким по технической сущности и принятым за прототип является преобразователь энергии ветра, действующий на привязной летательный аппарат, с передачей механической работы на рабочий орган, совершающий колебательное движение. (См., например, патент РФ № 2109981, МПК F03D 5/06 "Способ преобразования кинетической энергии скоростного напора ветра и ветроустановка", опубл. 27.04.1998 г., БИ № 12.)

Известный преобразователь содержит летательный аппарат, удерживающий трос, рабочий орган, совершающий возвратно-поступательное движение, и механизм, совершающий полезную работу.

Известный преобразователь позволяет использовать потоки воздуха, обычно дующие на высоте.

Недостаток прототипа, так же как и аналога, заключается в том, что при невысоких скоростных ветровых напорах получаемая энергия невелика. Кроме того, механизм передачи движения ветра на рабочий орган имеет сложную конструкцию и может быстро выйти из строя.

Задачей данного изобретения является создание преобразователя энергии ветра, имеющего относительно простую конструкцию, более надежного, чем прототип, и способного преобразовывать энергию ветра, дующего даже с относительно небольшой скоростью, в колебательное движение рабочего органа с последующим его использованием для генерации электричества.

Указанная задача решается за счет того, что в устройстве преобразования энергии ветра в электрическую, содержащем летательный аппарат с удерживающим тросом, рабочий орган, совершающий возвратно-поступательные движения, и механизм, производящий полезную работу, согласно изобретению летательный аппарат выполнен в виде тела легче воздуха с аэродинамическим профилем и имеет нижнюю сферическую и плоскую верхнюю поверхности, с нижней стороны летательный аппарат сочленен с тросом с помощью трех, расходящихся от троса лееров, в нижней части трос проходит через жестко закрепленный воронкообразный приемник с расширяющейся частью, обращенной к летательному аппарату, ниже воронкообразного приемника трос сочленен с лебедкой, рабочий орган и механизм, производящий полезную работу, выполнены в виде электрического генератора с поступательным движением якоря, сочлененным с тросом ниже воронкообразного приемника с помощью зажима, и пружины сжатия-растяжения, при этом пружина сжатия-растяжения нижним концом жестко соединена с неподвижной поверхностью.

В варианте технического решения верхняя поверхность летательного аппарата снабжена козырьком, выходящим за границы периметра верхней поверхности,

В варианте технического решения верхняя часть летательного аппарата содержит, киль, плоскость которого ей перпендикулярна и который проходит от центра к ее периферии.

В варианте технического решения над летательным аппаратом установлен воздушный шар, заполненный аргоном и соединенный с аппаратом с помощью леера.

В варианте технического решения расширяющаяся часть воронкообразного приемника снабжена закругленными краями.

Наличие летательного аппарата, выполненного легче воздуха и имеющего аэродинамический профиль, состоящий из нижней сферической и плоской верхней поверхностей, позволяет устанавливать аппарат на определенной высоте, где ветры дуют, как правило, постоянно, а их сила значительно выше, чем на поверхности. При этом создается сила, действующая на аппарат, тянущая его вверх. Аэродинамический профиль способствует образованию второй силы, направленной вниз. Наличие этих двух сил вынуждает аппарат колебаться, приводя в движение прикрепленные к аппарату механические элементы конструкции.

Воронкообразный приемник с воронкой, обращенной к летательному аппарату, с закругленными краями, через который проходит трос, необходим для того, чтобы боковые колебания троса не сказывались на деталях рабочего органа.

Применение рабочего органа, состоящего из электрического генератора с поступательным движением якоря, сочлененным с тросом ниже воронкообразного приемника с помощью зажима, и пружины сжатия-растяжения позволяет преобразовывать колебательные движения летательного аппарата в электрическую энергию.

Наличие козырька на верхней поверхности летательного аппарата, выходящего за границы периметра верхней поверхности, приводит к тому, что во время движения под влиянием аэродинамического эффекта аппарата вниз, на козырек будет действовать сила воздушного сопротивления, стремящаяся повернуть аппарат боком к направлению вертикального перемещения. Благодаря этому, будет происходить дополнительное изменение баланса сил, действующих на аппарат, даже при постоянном и слабом воздушном потоке. В результате колебательный процесс будет происходить более интенсивно, что повысит энергетическую отдачу системы.

Применение киля, плоскость которого перпендикулярна плоскости верхней поверхности аппарата, обеспечивает его стабилизацию по отношению к ветру.

Воздушный шар, заполненный аргоном и соединенный с аппаратом, повышает несущие способности аппарата.

Закругленные края расширяющейся части воронкообразного приемника предупреждают истирание троса при колебаниях аппарат под действием ветра.

Заявленное изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 представлена принципиальная механическая схема устройства, выполняющего функции преобразования энергии ветра.

На фиг.2, показан привязной летательный аппарат с козырьком, вид сбоку.

На фиг.3 изображен привязной летательный аппарат с козырьком и килем, вид сверху.

Фиг.4 демонстрирует привязной летательный аппарат с дополнительным воздушным шаром.

Преобразователь энергии ветра в электрическую энергию устроен следующим образом.

Пустотелый, летательный аппарат 1 (фиг.1) выполнен легче воздуха и имеет аэродинамический профиль, состоящий из нижней сферической 2 и плоской верхней поверхностей 3. Аппарат 1 может быть изнутри наполнен аргоном. С нижней стороны аппарат сочленен с тросом 4 с помощью трех, расходящихся от троса лееров 5. В нижней части трос проходит через жестко закрепленный воронкообразный приемник 6 с воронкой с закругленными краями (не обозначены), обращенной к летательному аппарату. Внутренняя поверхность приемника 5 имеет специальное покрытия, снижающее трение троса о его стенки. Трос 4 сочленен с лебедкой 7. В нижней части троса 4, ниже воронкообразного приемника 6, на тросе установлен передвижной зажим 8 с зажимным болтом 9. К зажиму 8 с помощью жесткого стрежня 10 прикреплен вал 11 якоря 12 с поступательным движением. Вал 11 проходит через неподвижный подшипник скольжения 13. Снизу якоря 11 имеется вал 14, проходящий через неподвижный подшипник скольжения 15. Подшипники 13 и 15 установлены на одной оси. Якорь 11 расположен внутри неподвижного статора 16 электрического генератора. Нижний конец вала 14 сочленен с пружиной сжатия-растяжения 17, а нижний конец пружины жестко соединен с неподвижной поверхностью (не обозначена).

В варианте технического решения верхняя поверхность 3 летательного аппарата 1 снабжена козырьком 18 (фиг.2, 3, 4), выходящим за границы периметра верхней поверхности, что придает аппарату ассиметричную форму. Козырек выполнен из легкого пластмассового материала и имеет небольшую толщину, причем его плоскость является продолжением верхней поверхности 3. Кроме того, верхняя часть летательного аппарата имеет киль 19, стабилизирующий положение летательного аппарата по отношению к ветру. Киль выполнен из легкого материала, имеет небольшую толщину и проходит от центра поверхности 3 до ее периферии по оси симметрии.

В варианте технического решения летательный аппарат 1 имеет дополнительно воздушный шар 20 (фиг.4), заполненный аргоном. Шар находится над летательным аппаратом 1 и соединен с последним с помощью леера 21.

Преобразователь энергии ветра в электрическую энергию действует следующим образом. С помощью лебедки 4 летательный аппарат поднимают на определенную высоту, стопорят лебедку и закрепляют зажим 9. Ветер, как правило, дующий на высоте, воздействует на летательный аппарат 1. Последний за счет аэродинамического эффекта, определяемого разностью скоростей ветровых потоков, обтекающих его с верхней 3 и нижней поверхности 2, будет стремиться двигаться вниз, уменьшая растягивающую силу, действующую на пружину 17. Таким образом, на аппарат действуют две силы, одна из которых стремится поднять его вверх, а вторая опустить вниз. Из-за того, что ветер всегда дует с переменной скоростью, аппарат 1 будет совершать колебательные движения вверх - вниз. Эти движения передаются через трос 4, зажим 9 и стрежень 10 на пружину 17 и приводят к ее попеременному сжатию и растяжению. Колебательные движения пружины заставляют якорь 12 также совершать возвратно-поступательные движения, которые вызывают появление электрического напряжения на обмотках статора 16, которое и используется для получения электрической энергии. Эту энергию можно использовать для различных бытовых и хозяйственных нужд.

При наличии козырька 18 (фиг.2, 3) во время движения под влиянием ветра аппарата 1 вниз, на козырек будет действовать односторонняя сила воздушного сопротивления, направленная вертикально. Аппарат будет разворачиваться боком по отношению к ветру, и действие аэродинамического эффекта ослабевает. Аппарат начнет снова подниматься вверх, стремясь занять первоначальное положение. Далее процесс будет повторяться. Благодаря этому будет происходить дополнительное изменение баланса сил, действующих на аппарат, даже при постоянном воздушном потоке. В результате колебательный процесс будет совершаться более интенсивно, что повысит энергетическую отдачу системы.

Применение киля 19 (фиг.2-4), плоскость которого перпендикулярна плоскости верхней поверхности аппарата, обеспечивает его стабилизацию по отношению к ветру.

Воздушный шар 20 (фиг.4), заполненный аргоном и соединенный с аппаратом повышает несущие способности аппарата.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 101.
20.01.2013
№216.012.1d86

Устройство для измерения уровня диэлектрической жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня диэлектрической жидкости, находящейся в какой-либо емкости. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Сущность: устройство содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473052
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d88

Способ измерения уровня вещества в открытой металлической емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения уровня вещества (жидкости, сыпучего вещества) в различных открытых металлических емкостях. Сущность: в способе измерения уровня вещества в открытой металлической емкости предварительно в верхней незаполняемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473054
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d89

Способ измерения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения уровня жидкости в различных открытых и замкнутых металлических емкостях. В частности, оно может быть применено для определения уровня жидкого металла в технологических емкостях металлургического производства. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473055
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d8a

Способ определения уровня жидкости в емкости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения уровня жидкости, находящейся в каком-либо резервуаре. В частности, оно может быть применено для измерения уровня нефтепродуктов, сжиженных газов и др. Предлагается способ определения уровня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473056
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d95

Способ диагностирования двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к испытаниям и диагностике двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Способ диагностирования ДВС заключается в возбуждении в камере сгорания электромагнитных колебании фиксированной длины волны и определении амплитуды принимаемого сигнала. При проведении диагностирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473067
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.205c

Способ комплексного использования попутного нефтяного газа

Предлагаемое изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть применено для утилизации попутного нефтяного газа. Способ осуществляют следующим образом. После запуска газовой турбины в турбину сжатия подают воздух и попутный нефтяной газ. Сжатые газ и воздух направляют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473785
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c3

Способ определения состояния поверхности дороги

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для определения состояния поверхности дорожного полотна, на котором возможно образование слоя воды, снега или льда. Сущность: в поверхностный слой контролируемого участка дороги встраивают резонатор с изменяющейся в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473888
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c4

Способ измерения физической величины

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для высокоточного определения различных физических величин. К их числу относятся механические величины, геометрические параметры объектов, физические свойства веществ и др. К ним же относятся также электрофизические,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473889
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.210b

Способ нахождения максимальных повторяющихся участков последовательности символов конечного алфавита и способ вычисления вспомогательного массива

Изобретение относится к компьютерной обработке цифровых данных, точнее к способам сжатия массивов цифровой информации путем нахождения совпадающих фрагментов последовательности данных. Техническим результатом является уменьшение количества памяти, требующейся для представления всех максимальных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473960
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.215d

Способ получения электрической энергии от маломощных источников электропитания

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам получения электрической энергии от маломощных источников электропитания, например пьезоэлементов, вмонтированных в поверхность, по которой перемещаются подвижные объекты. Технический результат изобретения состоит в обеспечении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474042
Дата охранного документа: 27.01.2013
Показаны записи 1-10 из 52.
27.01.2013
№216.012.205c

Способ комплексного использования попутного нефтяного газа

Предлагаемое изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть применено для утилизации попутного нефтяного газа. Способ осуществляют следующим образом. После запуска газовой турбины в турбину сжатия подают воздух и попутный нефтяной газ. Сжатые газ и воздух направляют в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473785
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.215d

Способ получения электрической энергии от маломощных источников электропитания

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам получения электрической энергии от маломощных источников электропитания, например пьезоэлементов, вмонтированных в поверхность, по которой перемещаются подвижные объекты. Технический результат изобретения состоит в обеспечении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474042
Дата охранного документа: 27.01.2013
20.03.2013
№216.012.2f84

Прямоточный движитель для водного транспорта

Изобретение относится к судостроению и может быть использовано в качестве движителя для судов различного назначения. Прямоточный движитель для водного транспорта содержит трубопроводы и устройство, создающее струю воды за счет формирования в трубопроводе бегущих водяных волн. Трубопроводы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477699
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.05.2013
№216.012.44fe

Способ утилизации энергии сжатого газа

Способ предназначен для утилизации энергии, запасенной в сжатом газе, например в метане, в виде получения электрической энергии и холода за счет понижения начального давления газа, пропускаемого по магистрали газопровода. Способ предусматривает использование двух объемно-роторных лопастных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483239
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.05.2014
№216.012.c405

Инерционный магнитоэлектрический генератор

Изобретение относится к электротехнике и может служить автономным источником питания для различных систем. Технический результат состоит в получении высоких удельных показателей генерации электрических сигналов с величиной, достаточной для электропитания различных электротехнических устройств...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515940
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.07.2014
№216.012.dc1c

Флажковый ветрогенератор

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Флажковый ветрогенератор содержит ветроприемник, выполненный в виде струн, расположенных в ветровом потоке между стойками, преобразователь колебаний струн в полезную энергию. Струны, натянутые между стойками, содержат навешанные на них полотнища...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522126
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.07.2014
№216.012.dc1f

Способ преобразования энергии ветра в полезную энергию

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Способ преобразования энергии ветра в полезную энергию путем воздействия на струны набегающего потока воздуха. Колебания струн под действием потока воздуха усиливают за счет увеличения их поверхности путем навешивания на них полотнищ....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522129
Дата охранного документа: 10.07.2014
20.10.2014
№216.012.fe4e

Устройство для утилизации энергии природного сжатого газа

Изобретение относится к устройству для утилизации энергии сжатого газа. Устройство содержит каскады низкого и высокого давления, блок измерения расхода газа, радиатор, средства для регулирования температуры газа, поступающего потребителю, основной теплообменник, холодильную камеру, потребитель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530958
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.04.2015
№216.013.393d

Индукторный электрогенератор с гибким статором

Изобретение относится к электротехнике, к получению электрической энергии при колебании различных механических деталей относительно друг друга и может быть использовано для генерирования переменного тока при колебании некоторых узлов транспортных средств, в частности рессор или других элементов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546141
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3942

Способ получения электрической энергии в индукторном генераторе с гибким статором

Изобретение относится к электротехнике, к получению электрической энергии при колебании различных механических устройств и может быть использовано, в частности, для генерирования переменного тока при колебании некоторых узлов транспортных средств, в частности рессор или других элементов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546146
Дата охранного документа: 10.04.2015

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД