Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6806
(13) U
(46) 2010.12.30
(51) МПК (2009)
F 03D 3/00
(54) ЭНЕРГОВЕТРОАГРЕГАТ
(21) Номер заявки: u 20100446
(22) 2010.05.11
(71) Заявители: Рузин Марк Абрамович;
Шур Леонид Михайлович (BY)
(72) Авторы: Рузин Марк Абрамович; Шур
Леонид Михайлович (BY)
(73) Патентообладатели: Рузин Марк Аб-
рамович; Шур Леонид Михайлович
(BY)
(57)
Энерговетроагрегат, содержащий ветротурбину и ветронаправляющие вертикальные
экраны, отличающийся наличием дополнительных ветронаправляющих экранов в гори-
зонтальных плоскостях, расположенных под углом.
(56)
1. Патент РФ 2074980, МПК F 03D 3/04, 1994.
2. Патент РФ 2280783, МПК F 03D 3/04, 2005.
3. Патент РФ 2237822, МПК F 03D 3/04, 2003.
Предлагаемый энерговетроагрегат (ЭВА) относится к области использования возоб-
новляемых источников энергии, в частности энергии ветра для преобразования ее в элек-
трическую, и может быть использован для автономного энергообеспечения потребителей
как самостоятельный энергоагрегат различной мощности или в цепи таких агрегатов как
ветропарк в условиях города, села или отдельно стоящего здания, будучи установленным
на теоретически любую пригодную для этой цели, имеющуюся (верхний технический
этаж или крыша зданий) или специально обустроенную горизонтальную площадку, что
предельно приближает источник электроэнергии к потребителю.
Известен ветродвигатель, содержащий ветротурбину и две системы вертикально рас-
положенных ветронаправляющих экранов: внешнюю и внутреннюю. Во внешней системе
свободно поворачивающиеся экраны захватывают воздушный поток и направляют его на
BY6806U2010.12.30

2. BY 6806 U 2010.12.30
2
внутреннюю стационарную систему экранов, которая, вновь изменяя направление воз-
душного потока, направляет его на лопасти ветротурбины [1].
Недостатком известного ветродвигателя является наличие двойной подвижной си-
стемы ветронаправляющих экранов и двойной системы стопоров (подвижных и непо-
движных), что неоправданно усложняет конструкцию установки и не исключает
непродуктивное обтекание воздушным потоком лопастей ветротурбины.
Известен ветродвигатель, содержащий установленную в статоре на вертикальной оси
ветротурбину и систему вертикально расположенных поворачивающихся ветронаправля-
ющих экранов в виде группы усеченных пирамид [2].
Недостатком известного устройства является усложнение конструкции поворотными
узлами, обеспечивающими возможность поворотов ветронаправляющих экранов, но так-
же не исключающими непродуктивное обтекание воздушным потоком лопастей ветротур-
бины.
Наиболее близким - прототипом по конструкторской сущности - является ветродвига-
тель типа ортогональный ветряк с центрально расположенной ветротурбиной и направля-
ющим кожухом - системой вертикальных ветронаправляющих экранов [3].
Недостатком известного устройства является невысокий коэффициент использования
энергии ветра по причине низкой эффективности ветронаправляющих экранов, располо-
женных только в вертикальной плоскости, что обеспечивает лишь частичную концентра-
цию воздушного потока, который поверх, снизу и частично с боков обтекает ветротурбину
и уходит, не отдавая своей энергии в работу ветряка.
Задачей предлагаемой разработки явилось создание конструкции, позволяющей до-
стичь максимально возможного использования ветровой энергии при любых ветровых ха-
рактеристиках с помощью максимально допустимой простоты конструкторских и
монтажных решений.
Задача достигается тем, что в предлагаемой каркасной конструкции, содержащей вет-
ротурбину и ветронаправляющие вертикальные экраны, дополнительно введены ветрона-
правляющие экраны, расположенные под углом в горизонтальных плоскостях. Это
способствует созданию тоннельно-раструбовых каналов, направленных своим сужаю-
щимся концом к ветротурбине и обеспечивающих особый фокусированный и усиленный
воздушный поток, направленный непосредственно на центр лопастей ветротурбины, не
допуская потерь энергии набегающего воздушного потока при обтекании лопастей ветро-
турбины.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что основным отличием предла-
гаемого энерговетроагрегата от прототипа является установка вокруг ветротурбины вет-
ронаправляющих экранов под определенным углом во всех плоскостях (горизонтальной -
сверху и снизу, и вертикальной - боковых), которые в своей совокупности образуют тон-
нельно-раструбовые каналы, направленные сужением на ветротурбину. Это позволяет
энерговетроагрегату более эффективно воспринимать, фокусировать и усиливать набега-
ющий воздушный поток любого направления и характеристики и без потерь направлять
на лопасти ветротурбины, что в результате обеспечивает и более мощное воздействие воз-
душного потока на ветротурбину. В то же время верхняя горизонтальная плоскость кар-
касной конструкции энерговетроагрегата обеспечивает не только защиту ветротурбины от
вредных атмосферных факторов (осадки, обледенение и т.п.), но и позволяет разместить
экраны солнечных батарей.
Техническая сущность полезной модели поясняется чертежом, где 1 - каркасная кон-
струкция; 2 - ветротурбина; 3 - ветронаправляющие экраны, образующие в своей совокуп-
ности тоннельно-раструбовые каналы.
Энерговетроагрегат работает следующим образом. Набегающий воздушный поток
любого направления и характеристики попадает в один из расширенных концов тоннель-
но-раструбовых каналов, образованных совокупностью ветронаправляющих экранов 3, и

3. BY 6806 U 2010.12.30
3
получает по направлению движения первоначального воздушного потока не только уско-
рение, но и уплотнение с точной фокусировкой последнего на центр лопастей ветротур-
бины 2 без непродуктивных потерь при их обтекании. Это значительно увеличивает
мощность воздействия воздушного потока на ветротурбину и, следовательно, увеличивает
мощность электрогенератора. Энергия, вырабатываемая электрогенератором, передается
потребителям или по мере необходимости отдается в электроаккумуляторный блок. Энер-
говетроагрегат начинает работать при минимальной скорости ветра около 2 м/с, выходит
на номинальный режим работы при скорости ветра около 5 м/с. Энерговетроагрегат, ис-
пользуя ветер любого направления и характеристики, не требует никаких настроечных
операций или поворотов (флюгирования) самого энерговетроагрегата. В рабочем режиме
энерговетроагрегат не вызывает появления инфракрасных и электромагнитных волн, а
уровень шума не превышает 3 децибел. При размещении энерговетроагрегата на крыше
здания, согласно требованиям по технике безопасности, сверху устанавливается шпиль
молниеотвода.
Энерговетроагрегат промышленно применим, поскольку предлагаемая конструкция
позволяет осуществлять его изготовление даже на небольших заводах металлоконструк-
ций. Монтажно-установочные условия обеспечивают упрощенный доступ ко всем техни-
ческим узлам агрегата, что облегчает выполнение ремонтно-профилактических работ при
его дальнейшей эксплуатации и, следовательно, значительно повышает эксплуатационные
характеристики предлагаемого энерговетроагрегата.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.