1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) B (11) 29335
(51) F03D 9/00 (2006.01)
F03B 1/00 (2006.01)
F03B 3/10 (2006.01)
F03B 3/00 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
(21) 2013/1058.1
(22) 06.08.2013
(45) 15.12.2014, бюл. №12
(76) Сложеникин Александр Александрович
(56) RU 2011120601 A, 27.11.2012
SU 1178933 A1, 15.09.1985
RU 2168058 C2, 27.05.2001
(54) ЦЕНТРОБЕЖНО-ВЕТРОВАЯ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ №2
(57) Изобретение относится к возобновляемым
источникам энергии. Использует силу ветра и
центробежную силу вращающихся дисков.
Рабочие диски состоят из двух частей, внутри
которых находятся два канала расположенных в
спиралевидной форме от центра к краю. С плавным
сужением диаметров канала. На конце обоих
каналов находятся рабочие сопла, находящиеся под
180 градусов друг от друга. Расположение сопла
идет под наклоном в 45 градусов. Оба диска жестко
посажены на едином центральном валу.
Расположение всех четырех рабочих сопл обоих
дисков находится под 90 градусов друг от друга. В
нижней части вала имеется отверстии большого
диаметра для поступления масла из картера внутрь
дисков. На верхней части вала находится
вертикальный ветродвигатель с лопастями. Внуфи
отверстия нижней части вала находится
спиралевидный шнек, который при вращении
дисков начинает поднимать масло из картера вверх
по валу внутрь дисков. На стенках блока вокруг
вращающихся дисков расположены коромысла, на
которых закреплены маслоулавливающие ковши.
Коромысла через штоки соединены с маятниковыми
генераторами. Данная центробежно-ветровая
электростанция может использоваться практически
повсеместно и работать при низкой скорости ветра.
(19)KZ(13)B(11)29335
2. 29335
2
Изобретение относится к возобновляемым
источникам энергии. Использует силу ветра и
центробежную силу вращающихся дисков. Данная
электростанция использует принцип центробежной
силы образующейся при вращении дисков.
В мире имеется большое количество ветряных
электростанций, в которых ветродвигатель
напрямую или через коробку соединен с
генератором. В моей же станции сила ветра
раскручивает центробежные диски, которые жестко
посажены на одном валу, в результате чёго
возникает центробежная сила. Многие в детстве
делали такой эксперимент: брали ведро с водой и на
вытянутой руке начинали вращать его снизу вверх.
В результате этого вращения образовывалась
центробежная сила, которая удерживала воду в
перевернутом вверх дном ведре. Эта сила
превышала силу притяжения Земли. А ведь скорость
вращение было всего 50-60 об/мин. Из этого
следует, что мои диски расположенные в
горизонтальном положении, а следовательно
центробежная сила не должна преодолевать силу
притяжения Земли. Их диаметр более 5 метров.
Скорость вращения от 200 до 500 об/мин.
Следовательно, на краях дисков будет такая
центробежная сила, которая в десятки, а возможно и
в сотни раз превысит ту силу, которая удерживала
воду в перевернутом вверх дном ведре.
Задача изобретения: данная электростанция
предназначена для превращения силы ветра сначала
в гидравлическую, а затем в электрическую
электроэнергию, с наиболее высоким КПД, по
сравнению ныне существующими
ветроэлектростанциями.
Принцип работы: на фиг.1 показан вертикальный
разрез электростанции.
Обозначены: 1-блок станции, 2-картер блока, 3-
центробежный диск №1, 4-подшипники
центрального вала, 5-канал внутри центрального
вала для подачи масла из картера внутрь дисков, 6-
центробежный диск №2, 7-маятниковые
электрогенераторы, 8-коромысло, на котором
закреплены ковшы, 9-генератор центробежных
дисков, 10-моторгенератор ветродвигателя, 11-
односторонний привод, 12-лопасти вертикального
ветродвигателя, 13-ковш, улавливающий струю
масла.
На фиг.2 показан вертикальный разрез блока
станции. Обозначены: 1/1 -центробежный диск №1,
1/2-центробежный диск №2, 1/3-блок станции, 1/4-
картер блока станции, 1/5-рабочее сопло диска №1,
1/6-маслоулавливающий ковш диска №1, 1/7-
маслоулавливающий ковш диска №2, 1/8-
коромысло, на котором закреплены ковшы, 1/9-
штоки, соединяющие коромысло с роторами
генераторов, 1/10-маятниковый генератор диска №1,
1/11- маятниковый генератор диска №2, 1/12-
подвижный ротор диска №1, 1/13- подвижный ротор
диска №2.
Рабочий диск №1 под №3 на фиг.1 состоит из
двух частей, внутри которого находится два канала
распложенных в спиралевидной форме от центра к
краю. С плавным сужением диаметров канала. На
конце обоих каналов находятся рабочие сопла,
находящиеся под 180 градусов друг от друга.
Расположение сопла идет под наклоном в 45
градусов. Диск находится на центральном валу. В
нижней части вала имеется отверстии под №5
большого диаметра для поступления масла из
картера под №2 внутрь диска. Под диском №1
расположен диск №2 под №6. В диске №2 также
имеются два канала распложенных в спиралевидной
форме от центра к краю. С плавным сужением
диаметров канала. На конце обоих каналов
находятся рабочие сопла, находящиеся под 180
градусов друг от друга. Все четыре сопла обоих
дисков расположены друг к другу под 90 градусов.
На верхней части вала находится вертикальный
ветродвигатель с лопастями под №12. Также может
использоваться ветродвигатель с горизонтальным
расположением вала. При раскручивании ветром
ветряного двигателя, энергия ветра передается через
вал на диски. Диски начинают вращаться. Внутри
отверстия нижней части вала находится
спиралевидный шнек, который при вращении
дисков начинает поднимать масло из картера вверх
по валу внутрь дисков. Масло попав внутрь дисков
под действием центробежной силы начинает
двигаться по спиралевидным каналам от центра к
краям дисков. Так как спиралевидный канал имеет
сужение, давление масла за счет это увеличивается в
несколько раз. Дойдя до края диска масло попадает
в рабочее сопло. И вылетая из него, действует как
реактивный двигатель, увеличивая скорость
вращения дисков. На стенках блока вокруг
вращающихся дисков расположены 600 коромысел,
на которых закреплены ковши, те которые
используются в ковшовых турбинах, и улавливают
энергию струи, выходящую из рабочего сопла.
Ковши закреплены по краям коромысел. При
попадании струи масла с диска №1 на верхний ковш
коромысла, ковш под давлением этой струи давит на
шток маятникового генератора.
Тем самым продвигая подвижный ротор через
электрообмотки. В это время с помощью коромысла
нижний шток маятникового генератора наоборот
вытягивает подвижный ротор из электрообмотки.
Затем подходит рабочее сопло диска №2 и струя
масла уже давит на нижний ковш коромысла. В этот
момент нижний шток вдавливает подвижный ротор
нижнего генератора в электрообмотку. А с
помощью коромысла верхний шток вытягивает
подвижный ротор из электрообмотки. За один
оборот дисков подвижные роторы четыре раза
входят и выходят из электрообмотки. При
постоянном вращении циклы движения подвижных
роторов внутри обмотки происходят постоянно. А
следовательно и выработка электроэнергии
маятниковыми генераторами происходит постоянно.
Коромысла с закрепленными ковшами установлены
под 45 градусов и расположены ступенчато. В
данной электростанции возможна замена
маятниковых генераторов на поршневые
гидронасосы. В этом случае коромысла будут
соединены со штоками поршневых насосов.
3. 29335
3
Так как на рабочих дисках находятся 4 рабочих
сопла, в результате одного оборота диска каждый
поршневой насос, а их 1200 штук, делает четыре
качка. Чем быстрее будет вращаться диск, тем
давление масла, вылетающего из рабочего сопла,
будет выше. А следовательно и энергия
поступающая на штоки поршневых насосов будет
выше. Все масло которое качают поршневые
гидронасосы по трубопроводу поступает на
гидромотор низкого давления, который специально
разработан для этой системы, который в свою
очередь вращает генератор и вырабатывает
основную электроэнергию.
Также еще существуют два дополнительных
генератора. Это генератор под №9, который
включается при раскручивании диска свыше
500об/мин. Чем притормаживает обороты дисков и
вырабатывает дополнительную электроэнергию. И
мотор-генератор под №10, который служит для
запуска ветродвигателя при малом ветре и
раскручивания центробежных дисков. В случае
сильного ветра, а именно более 9м/сек, и набора
свыше 500об/мин, данный мотор-генератор также
переходит в режим генерации и вырабатывает
дополнительную электроэнергию. Тем самым
притормаживая обороты ветродвигателя. Данная
конструкция позволяет работать ветродвигателю
даже при 30 метровой скорости ветра. Под №11
находится односторонний привод, который
позволяет ветродвигателю вращать центробежные
диски, а центробежным дискам не позволяет
вращать ветродвигатель.
Чем отличается данная электростанция от
простого ветрогенератора: при вращении дисков
используется центробежная сила. Которая создает
давление масла, а масло в свою очередь вылетая из
рабочего сопла работает как реактивный двигатель,
тем самым увеличивая скорость вращения дисков в
несколько раз. В результате КПД данной
электростанции будет в несколько раз выше чем у
обычного вертикального или горизонтального
ветродвигателя. Технический результат данного
изобретения достигается тем, что ветровая
электроэнергия не сразу вращает генератор, а
сначала с помощью центробежной силы
преобразуется в гидравлическую энергию. А уже из
гидравлической преобразуется в электрическую.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Центробежно-ветровая электростанция №2,
состоящая из ветродвигателя, блока станции,
картера станции, генератора центробежных дисков,
моторгенератора, отличающаяся тем, что состоит
из двух центробежных дисков, в каждом из которых
внутри находится два канала распложенных в
спиралевидной форме от центра к краю, на конце
каждого канала имеется рабочее сопло, 600
коромысел, на которых закреплены
маслоулавливающие ковшы, 1200 маятниковых
генераторов, соединенных с коромыслами.
