Устройство для преобразования энергии ветра

Устройство для преобразования энергии ветра предназначено для преобразования энергии ветра в электрическую энергию. Устройство содержит растущую в естественных условиях группу деревьев (1). Деревья (1) попарно соединены тросами (2) с включением в соединение линейных электрических преобразователей (3). Преобразователи (3) состоят из двух частей с возможностью их взаимного линейного перемещения. Каждый трос (2) связан путем встречного соединения с верхней частью одного дерева (1) и нижней частью другого дерева (1) через линейный электрический преобразователь (3) в виде двух полуцилиндров с возможностью частичного вхождения меньшего в больший. Преобразователь (3) содержит один или несколько последовательно соединенных пьезоэлектрических преобразователей либо один или несколько электрических генераторов с поступательным движением намагниченного индуктора (6) относительно статора (7). Упрощение и удешевление устройства для преобразования энергии ветра достигнуты за счет использования в качестве воспринимающей поверхности группы деревьев, попарно соединенных тросами с введением в соединение линейных электрических преобразователей, состоящих из двух частей с возможностью их взаимного линейного перемещения.

1 н.п. ф-лы., 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к области энергетики, в частности, к устройствам для преобразования возобновляемых видов энергии, преимущественно для преобразования энергии ветра в электрическую энергию.

Известна конструкция устройства для преобразования энергии ветра, описанная в патенте Российской Федерации 2391556 на изобретение «Электродинамический ветроэлектрогенератор» по классу F03D 5/06, заявленном 27.10.2008 года и опубликованном 10.06.2010 года.

Указанное устройство для преобразования энергии ветра содержит хвостовые элементы и ветроприемники (воспринимающие поверхности), выполненные в виде упруго натянутых лент, соединенных посредством соединительного звена в виде тяг с подпружиненной подвижной частью линейных электрических преобразователей (электрогенераторов), причем ленты натянуты на вертикальных стойках размещенной на поворотном основании рамы, хвостовые элементы установлены на горизонтальных штангах, прикрепленных к вертикальным стойкам, а ленты соединены с тягами в их средней части.

Недостатками описанного выше устройства являются его сложность и высокая стоимость, обусловленные большими затратами на сооружение конструкции из большого количества взаимосвязанных узлов.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для преобразования энергии ветра, описанное в патенте Российской Федерации 101102 на полезную модель «Устройство для преобразования ветровой энергии» по классу F03D 5/00, заявленном 23.03.2010 года и опубликованном 10.01.2011 года.

Известное устройство для преобразования энергии ветра состоит из воспринимающей поверхности и соединительного звена, при этом на ветроприемной поверхности установлен маятник, частота колебаний которого равна частоте колебаний соединительного звена, а преобразование механической энергии от ветроприемной поверхности осуществляется линейным электрическим или гидравлическим преобразователем.

Недостатками известного устройства являются сложность и высокая стоимость, что обусловлено необходимостью сооружения системы из нескольких шарнирно соединенных звеньев, которые для обеспечения работоспособности устройства должны работать в резонансном режиме.

Задачей заявляемой полезной модели является расширение арсенала технических средств определенного назначения, то есть создание более простого и дешевого устройства для преобразования энергии ветра.

Техническим результатом, на обеспечение получения которого направлена заявляемая полезная модель, является реализация этого назначения.

Указанный результат достигается тем, что:

1. В известном устройстве для преобразования энергии ветра, состоящем из воспринимающей поверхности, соединительного звена и линейного электрического преобразователя, согласно полезной модели, в качестве воспринимающей поверхности использована группа деревьев, попарно соединенных тросами с введением в соединение линейных электрических преобразователей, состоящих из двух частей с возможностью их взаимного линейного перемещения.

2. В устройстве по п.1, согласно полезной модели, каждый трос связан с верхней частью одного дерева и нижней частью другого дерева.

3. В устройстве по п.1, согласно полезной модели, части линейных электрических преобразователей имеют форму полуцилиндров с возможностью частичного вхождения меньшего в больший.

4. В устройстве по пп.1 и 2, согласно полезной модели, введение линейных электрических преобразователей в соединение выполнено путем встречного соединения одной части линейного электрического преобразователя с нижней частью одного дерева, а другой части - с концом троса, связанного другим концом с верхней частью другого дерева.

5. В устройстве по пп.1 и 2, согласно полезной модели, введение линейных электрических преобразователей в соединение выполнено путем встречного соединения одной части линейного электрического преобразователя с нижней частью троса, а другой части - с верхней частью троса, соединяющего деревья.

6. В устройстве по п.1, согласно полезной модели, части линейных электрических преобразователей подпружинены друг относительно друга.

7. В устройстве по п.1, согласно полезной модели, линейный электрический преобразователь содержит по меньшей мере один пьезоэлектрический преобразователь.

8. В устройстве по п.1, согласно полезной модели, линейный электрический преобразователь содержит по меньшей мере один электрический генератор с поступательным движением индуктора относительно статора.

Решение задачи заявляемой полезной модели и достижение технического результата при ее реализации обеспечивается использованием в качестве воспринимающей поверхности группы деревьев, попарно соединенных тросами с введением в соединение линейных электрических преобразователей, состоящих из двух частей с возможностью их взаимного линейного перемещения, что позволяет сделать устройство для преобразования энергии ветра более простым и дешевым.

При этом каждый трос может быть связан с верхней частью одного дерева и нижней частью другого дерева, а части линейных электрических преобразователей могут иметь имеют форму полуцилиндров с возможностью частичного вхождения меньшего в больший.

При этом введение линейных электрических преобразователей в соединение может быть выполнено путем встречного соединения одной части линейного электрического преобразователя с нижней частью одного дерева, а другой части - с концом троса, связанного другим концом с верхней частью другого дерева или путем встречного соединения одной части линейного электрического преобразователя с нижней частью троса, а другой части - с верхней частью троса, соединяющего деревья.

При этом части линейных электрических преобразователей могут быть подпружинены друг относительно друга.

При этом линейный электрический преобразователь может содержать по меньшей мере один пьезоэлектрический преобразователь или по меньшей мере один электрический генератор с поступательным движением индуктора относительно статора.

Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому устройству для преобразования энергии ветра новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.

Заявляемое устройство для преобразования энергии ветра обладает новизной по сравнению с прототипом, отличаясь от него тем, что:

1. в качестве воспринимающей поверхности использована группа деревьев, попарно соединенных тросами с введением в соединение линейных электрических преобразователей, состоящих из двух частей с возможностью их взаимного линейного перемещения,

2. каждый трос связан с верхней частью одного дерева и нижней частью другого дерева,

3. части линейных электрических преобразователей имеют форму полуцилиндров с возможностью частичного вхождения меньшего в больший,

4. что введение линейных электрических преобразователей в соединение выполнено путем встречного соединения одной части линейного электрического преобразователя с нижней частью одного дерева, а другой части - с концом троса, связанного другим концом с верхней частью другого дерева,

5. введение линейных электрических преобразователей в соединение выполнено путем встречного соединения одной части линейного электрического преобразователя с нижней частью троса, а другой части - с верхней частью троса, соединяющего деревья,

6. части линейных электрических преобразователей подпружинены друг относительно друга,

7. линейный электрический преобразователь содержит по меньшей мере один пьезоэлектрический преобразователь,

8. линейный электрический преобразователь содержит по меньшей мере один электрический генератор с поступательным движением индуктора относительно статора.

Заявляемая полезная модель может найти широкое применение в области энергетики, в частности, в устройствах для преобразования энергии ветра в электрическую энергию, поэтому заявляемая полезная модель соответствует критерию «промышленная применимость».

Заявляемое устройство для преобразования энергии ветра иллюстрируется чертежами, где представлены на:

Фиг.1. Общая схема устройства.

Фиг.2. Вид линейного электрического преобразователя в разрезе.

Устройство, представленное на чертежах (см. фиг.1 и 2), содержит растущую в естественных условиях группу деревьев 1. Деревья 1 попарно соединены тросами 2 с включением в соединение линейных электрических преобразователей 3, состоящих из двух частей с возможностью их взаимного линейного перемещения (возвратно-поступательного движения).

Каждый трос 2 соединен с верхней частью одного дерева 1 и нижней частью другого дерева 1 через линейный электрический преобразователь 3 в виде двух полуцилиндров с возможностью частичного вхождения меньшего в больший. Части линейных электрических преобразователей 3 подпружинены друг относительно друга.

При этом одна часть линейного электрического преобразователя 3 соединена с нижней частью одного дерева 1, а другой часть - с концом троса 2, связанного другим концом с верхней частью другого дерева 1 (см. фиг.1 а), либо одна часть линейного электрического преобразователя 3 соединена с нижней частью троса 2, а другой часть - с верхней частью троса 2, соединяющего деревья 1 (см. фиг.1 б).

Соединение выполнено встречным (см. фиг.2), так что каждая часть преобразователя 3 связана с деревом 1, расположенным со стороны другой части этого преобразователя 3, поэтому при натяжении троса 2 одна часть линейного электрического преобразователя 3 больше входит в другую, а при его ослаблении - выходит обратно.

Для соединения с частями линейного электрического преобразователя 3 концы троса 2 разделены по 4 нити 4, первые из них присоединены к одной части преобразователя 3 с разнесением по окружности на 90°, а вторые присоединены к другой части преобразователя 3 с разнесением по окружности на 90° и со смещением на 45° относительно нитей 4 первой группы. Чтобы нити 4 не задевали друг друга и не перепутывались, они пропущены через дополнительные роликовые крепления 5.

Линейный электрический преобразователь 3 в одном из вариантов выполнения содержит один или несколько последовательно соединенных пьезоэлектрических преобразователей, в другом варианте он содержит один (см. фиг.2) или несколько электрических генераторов с поступательным движением намагниченного индуктора 6 относительно статора 7. Обмотки статоров 7 электрических генераторов объединены в единую электрическую цепь (не чертеже не показано).

Работает заявляемое устройство для преобразования энергии ветра следующим образом.

Ветровой поток, воздействуя на кроны деревьев 1, практически постоянно раскачивает их. Вследствие того, что тросами 2 связаны верхние, более подвижные, и нижние, менее подвижные, части разных деревьев 1, тросы постоянно 2 испытывают натяжение, то сильнее, то слабее. Части линейных электрических преобразователей 3 при этом перемещаются навстречу друг другу, то больше входя одна в другую, то меньше.

При максимальном сближении частей преобразователей 3 входящие в них пьезоэлектрические преобразователи вырабатывают электрические импульсы, которые поступают в объединяющую их электрическую цепь.

В другом варианте выполнения взаимное перемещение частей преобразователей 3 вызывает возвратно-поступательное перемещение намагниченного индуктора 6 внутри статора 7 с обмоткой. В обмотках статоров 7 появляется электрический ток, поступающий в общую электрическую цепь.

Получаемая таким образом электрическая энергия может быть использована для различных бытовых и хозяйственных нужд.

Заявляемое устройство для преобразования энергии ветра по сравнению с прототипом является более простым и дешевым.

1. Устройство для преобразования энергии ветра, состоящее из воспринимающей поверхности, соединительного звена и линейного электрического преобразователя, отличающееся тем, что в качестве воспринимающей поверхности использована группа деревьев, попарно соединенных тросами с введением в соединение линейных электрических преобразователей, состоящих из двух частей с возможностью их взаимного линейного перемещения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый трос связан с верхней частью одного дерева и нижней частью другого дерева.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что части линейных электрических преобразователей имеют форму полуцилиндров с возможностью частичного вхождения меньшего в больший.

4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что введение линейных электрических преобразователей в соединение выполнено путем встречного соединения одной части линейного электрического преобразователя с нижней частью одного дерева, а другой части - с концом троса, связанного другим концом с верхней частью другого дерева.

5. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что введение линейных электрических преобразователей в соединение выполнено путем встречного соединения одной части линейного электрического преобразователя с нижней частью троса, а другой части - с верхней частью троса, соединяющего деревья.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что части линейных электрических преобразователей подпружинены относительно друг друга.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что линейный электрический преобразователь содержит по меньшей мере один пьезоэлектрический преобразователь.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что линейный электрический преобразователь содержит по меньшей мере один электрический генератор с поступательным движением индуктора относительно статора.