EA 025639B1 20170130

	Патентная документация ЕАПВ
Запрос:	ea000025639b*\id
Результат:	ID\|Номер и дата охранного документа

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

1. Устройство для использования энергии потока текучей среды, в частности энергии ветра, оснащенное элементами (2, 2а, 2b), имеющими поверхности (1) приема набегающего потока, которые выполнены с возможностью приведения в движение на расстоянии друг от друга по замкнутой траектории (3), причем ось (4) вращения, вокруг которой движутся элементы (2, 2а, 2b), расположена поперек направления потока, а также содержащее подвижное параллельно траектории, соединенное с элементами кольцо (5, 5а, 5b, 5с), предназначенное для передачи полученной элементами (2, 2а, 2b) энергии потока при передаче действующих в тангенциальном направлении к траектории (3) сил на генератор (15, 15а, 16), в котором элементы и кольцо установлены отдельно друг от друга в указанном устройстве, при этом элементы (2, 2а, 2b, 2с) и кольцо (5, 5а, 5b, 5с) соединены между собой таким образом, что обеспечивается возможность передачи сил между элементами (2, 2а, 2b, 2с) и кольцом (5, 5а, 5b, 5с) в тангенциальном к траектории (3) направлении, при этом силы в направлениях, отличающихся от тангенциального к траектории (3) направлениях, не передаются кольцу или передаются ослабленными.

2. Устройство по п.1, в котором элементы (2, 2а, 2b, 2с) и кольцо (5, 5а, 5b, 5с) не соединены напрямую друг с другом.

3. Устройство по п.1, в котором кольцо (5, 5а, 5b, 5с) оснащено блоками из ферромагнитного материала, установленными с промежутками друг от друга, и формирует часть генератора.

4. Устройство по п.1, в котором кольцо предназначено для механической передачи сил.

5. Устройство по п.4, в котором кольцо выполнено с возможностью взаимодействия с зубчатым колесом (7) или зубчатой рейкой.

6. Устройство по п.1, в котором элементы (2, 2а, 2b, 2с) и/или кольцо (5, 5а, 5b, 5с) размещено на роликах (8) или на воде.

7. Устройство по п.1, дополнительно содержащее шину, установленную на каркасе, причем шина удерживает элементы.

8. Устройство по п.1, дополнительно содержащее отдельную опору для каждого элемента.

9. Устройство по п.8, в котором каждая опора является тележкой, имеющей по меньшей мере два колеса.

10. Устройство по п.8, в котором соединение (9) выполнено между опорами (10) элементов (2, 2а, 2b, 2с) и кольцом (5, 5а, 5b, 5с).

11. Устройство по п.1, в котором элементы соединены между собой эластично.

12. Устройство по п.1, в котором элементы и/или устройство выполнены модульными.

13. Устройство по п.1, в котором элементы образованы по меньшей мере двумя частями элементов, расположенными в длину друг над другом, причем части элементов соединены и выполнены с возможностью отклонения относительно их продольной оси максимально на 2 °.

Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

2. Устройство по п.1, в котором элементы (2, 2а, 2b, 2с) и кольцо (5, 5а, 5b, 5с) не соединены напрямую друг с другом.

4. Устройство по п.1, в котором кольцо предназначено для механической передачи сил.

6. Устройство по п.1, в котором элементы (2, 2а, 2b, 2с) и/или кольцо (5, 5а, 5b, 5с) размещено на роликах (8) или на воде.

8. Устройство по п.1, дополнительно содержащее отдельную опору для каждого элемента.

9. Устройство по п.8, в котором каждая опора является тележкой, имеющей по меньшей мере два колеса.

11. Устройство по п.1, в котором элементы соединены между собой эластично.

12. Устройство по п.1, в котором элементы и/или устройство выполнены модульными.

Евразийское
патентное
ведомство
025639
(13) B1
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2017.01.30
(21) Номер заявки 201200932
(22) Дата подачи заявки
2010.12.19
(51) Int. Cl.
F03D 5/04 (2006.01) F03D 3/06 (2006.01)
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭНЕРГИИ ПОТОКА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ
(31) 10 2009 060 437.5
(32) 2009.12.22
(33) DE
(43) 2013.01.30
(86) PCT/DE2010/001515
(87) WO 2011/076195 2011.06.30
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ИТЕА ЭКОТЕХ ГМБХ (DE)
(72) Изобретатель:
Келайдитис Константин, Келайдитис Алексис, Келайдитис Николас (DE)
(74) Представитель:
Облов Ю.В. (RU)
(56) US-A-2097667 EP-A1-1544459 WO-A1-2007118462 US-A-4178126 US-A-1518022 US-A-4052134
(57) Изобретение относится к устройству для использования энергии потока, в частности энергии ветра, с элементами (2), имеющими поверхности (1) приема набегающего потока, которые являются обегающими по траектории и размещены на расстоянии друг от друга, в которых ось вращения, вокруг которой движутся элементы (2), размещена поперек направлению потока, и с оборудованием (5) для передачи на генератор (15) энергии потока, принятой элементами (2). Оборудование (5) и элементы (2) соединены таким образом между собой, что действующие силы в направлении, тангенциальном траектории (3), передаются, а в других направлениях действующие силы не передаются или передаются только ослабленными.
Изобретение относится к устройству для использования энергии потока, в частности энергии ветра, с элементами, имеющими поверхности приема набегающего потока, которые являются обегающими по траектории и управляемы на расстоянии друг от друга, где ось вращения, вокруг которой движутся элементы, размещена поперек направлению потока, и с оборудованием для передачи на генератор энергии, принятой элементами.
Такое устройство известно из WO 2007/118462 А1. Элементы перемещаются параллельно друг другу и вращаются в отличие от обычной ветряной мельницы не в плоскости, перпендикулярной направлению потока. Они закреплены на круговой опоре, оснащенной зубчатым колесом, с помощью которой принятая энергия потока передается на генератор. Поскольку в особенности при высоких скоростях потока и при больших устройствах с диаметром зубчатого колеса более 50 м возникают большие силы и соответственно сильные колебания, то к механической устойчивости устройств предъявляются высокие требования. Достаточно точное управление элементами для передачи кинетической энергии на генератор достижимо только при больших строительных издержках.
В основу изобретения положена задача сделать возможным использование энергии потока менее зависимым от погодных условий при конструктивно простом построении устройства.
Поставленная задача достигается тем, что элементы и средства так связаны друг с другом, что силы, действующие тангенциально к траектории, передаются, а силы, действующие в других направлениях, не передаются или передаются ослаблено.
Силы тяжести элементов и горизонтальные силы, возникающие за счет потока, действующие на элементы, будут отсоединены от оборудования и, соответственно, возникающие колебания будут передаваться на оборудование только в небольшой степени. Это устройство сможет работать при более высоких скоростях потока по сравнению с известными устройствами.
Поскольку через оборудование на генератор будут передаваться исключительно силы, преобразованные в электрическую энергию, то есть силы, действующие в направлении вращения, это не должно ложиться нагрузками через другие компоненты силы.
Оборудование соединяет, кроме того, элементы между собой. Если один из элементов находится в положении, в котором он не приводится потоком в действие, то он будет посредством оборудования тянуться другими элементами.
В одном из вариантов выполнения изобретения элементы и оборудование размещены отдельно друг от друга и оборудование размещено предпочтительно параллельно относительно траектории.
Целесообразным является то, что соединение выполнено съемным, что позволяет оборудование при монтаже или ремонте полностью отсоединить от элементов и снова подсоединить к элементам.
Целесообразным является то, что оборудование снабжено соединительньм элементом, который имеет гнездо для звена, преимущественно складывающегося, размещенного на опоре элемента, создающего соединение. В направлениях, перпендикулярных направлению движения элементов, звено может скользить в гнездо.
В одном из вариантов выполнения изобретения предусмотрено оборудование для передачи силы на зубчатое колесо или на зубчатую рейку редуктора генератора или непосредственно на генератор. Оборудование для этого снабжено зубьями для приема зубьев зубчатого колеса или зубчатой рейки. Оборудование может также быть снабжено расположенными на расстоянии друг от друга блоками из ферромагнитного материала, преимущественно из черного металла, которые работают совместно с известным генератором, например, из DE 102009025289 А1.
В одном из вариантов выполнения изобретения элементы и/или оборудование размещено преимущественно на направляющих шинах, катках или на воде.
Целесообразным является то, что указанное соединение создано между опорой элементов и оборудованием.
Для размещения элементов предусмотрена шина, установленная на каркасе. Каркас через шину принимает силы, действующие не в направлении вращения, в особенности силы тяжести и силы, действующие горизонтально на элементы вследствие ветра.
В усовершенствованном варианте выполнения изобретения для каждого элемента предусмотрена своя собственная опора на тележке, имеющей по крайней мере два ролика, на направляющих шинах. Предпочтительным является компактное изготовление опоры в сравнении с оборудованием, известным из уровня техники, при котором все элементы закреплены вместе на одном кольце.
В одном из вариантов выполнения изобретения подвижные опоры соединены друг с другом упруго. Передача вибрации между тележками и, соответственно, также между элементами может быть таким образом уменьшена.
Следует учесть, что элементы вдоль длины можно закрепить исключительно в их середине, в предпочтительном варианте выполнения изобретения они закреплены на их нижней стороне и, при необходимости, дополнительно закреплены на верхней стороне и/или примерно в их середине. Дополнительно или альтернативно, элементы могут быть закреплены в других местах.
Целесообразным является то, чтобы элементы, которые могут быть длиннее 15 м, предпочтительно длиннее чем 25 м, и/или оборудование, чья дуга окружности может иметь длину более 100 м, предпочти
тельно более 300 м, конструировались модульно. Перевозка компонентов, в особенности элементов, на место, на котором оборудование устанавливается, упрощается, поскольку более не требуются специальные транспортные средства для больших компонентов. Также большие сооружения могут транспортироваться с относительно низкими затратами на любое место, доступное с помощью автотранспорта.
Целесообразным является то, что элементы созданы по меньшей мере из двух секций элементов, расположенных продольно друг над другом, между которыми предусмотрено соединение такого типа, чтобы секции элементов относительно их продольной оси для компенсации строительных допусков или теплового расширения как секций элементов, так и оборудования в целом, были отклоняемы друг относительно друга максимально на 2°.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - устройство, согласно изобретению;
фиг. 2 - узел устройства по фиг. 1;
фиг. 3 - другой узел устройства по фиг. 2;
фиг. 4 - узел по фиг. 3 на виде с другой стороны;
фиг. 5 - другой узел устройства по фиг. 1;
фиг. 6 - еще один узел устройства по фиг. 1;
фиг. 7 - дополнительный узел устройства по фиг. 1;
фиг. 8 - узел другого устройства согласно изобретению;
фиг. 9 - узел другого устройства согласно изобретению;
фиг. 10 - вариант выполнения компонента устройства согласно изобретению; фиг. 11 - другой предпочтительный вариант выполнения компонента согласно фиг. 10; фиг. 12 - детальное изображение одного из компонентов устройства, соответствующего изобретению;
фиг. 13 - другое устройство, соответствующее изобретению, фиг. 14-другое устройство, соответствующее изобретению.
Устройство, соответствующее изобретению, согласно фиг. 1 имеет десять элементов 2 с принимающими поток поверхностями 1 для приема энергии ветра, вращаемых относительно оси 4, показанной заштрихованной линией, которые установлены на имеющих круглую форму шинах 19, 23, 30, размещенных параллельно друг над другом вдоль траектории 3. Устройство оснащено каркасом 39, которое принимает передаваемые силы от элементов 2 на шины 19, 23, 30.
Элементы 2, общей длиной 50 м, сконструированы модульно из четырех 12,5 метровых частей, установленных друг над другом.
Как показано на фиг. 2, элементы 2 на нижней стороне устройства установлены вращаемыми в круглом шарикоподшипнике 20 на тележке 17, размещенной на шинах 19, которая несет вес элементов 2. Тележка 17 имеет четыре ролика 18, из которых два соответственно перемещаются по одной из обеих шин 19. На тележке 17 закрепляются далее тросы 22, которые соединены со средней и верхней опорами элементов 2 (здесь не показано).
На шарнирах 21 тележки 17 закреплены штанги 40, которые имеют определенную эластичность и создают горизонтальное соединение с соседними тележками 17.
На фиг. 3 показано, как элементы 2 закреплены в их середине. Для управления элементами 2 предусмотрена шина 23, которая с роликами 24, закрепленными на опоре 10, служит для горизонтальной подпорки элементов 2 на опоре 10. Опора 10 соединена через соединяющее звено 9 с кольцом 5, передвигаемым параллельно шине 23, которое на его внешней стороне оснащено зубъями, не показанными здесь, и предназначено для передачи на генератор 15 вращающегося движения элементов 2, которое инициируется ветром. Кольцо 5 перемещается горизонтально с помощью роликов 28 и, как, в частности, следует из фиг. 4, вертикально - с помощью роликов 27.
Кольцо 5 изготовлено из алюминиевого листа, на котором закреплен зубчатый ремень.
Соединительное звено 9, точнее различимое на фиг. 4, входит в зацепление один в один в гнездо сопрягаемого элемента 11, расположенного на кольце 5, в котором сопрягаемый элемент 11 может скользить в радиальном направлении, однако передавая силы, возникающие в направлении движения элементов. Элементы 2 могут быть отсоединены от кольца 5, в то время, как соединительное звено 9 будет откинуто из сопрягаемого элемента 11.
Фиг. 5 иллюстрирует верхнюю опору 29 элементов 2, которая в значительной степени таким же образом образует упор в горизонтальном направлении, как и средний опорный узел с роликами 24а на шине 30.
Как следует из фиг. 6, кольцо 5 создано из нескольких отдельных частей, которые между собой соединены шарнирами 31.
На фиг. 7 показано, как посредством кольца 5 движение, возникающее с помощью элементов 2, передается на генератор 15. Кольцо 5 прижимается с помощью роликов 41 на обегающий ремень 32, проходящий вокруг двух цилиндров, который на его внешней стороне оснащен здесь не показанными зубьями, входящими в зацепление в зубья кольца 5. Движение одного из цилиндров, таким образом приведенного во вращение, передается через вал на генератор 15. На нижней стороне вала предусмотрено сце
пление 51, которое имеет положение, в котором момент вращения вала передается на генератор, и имеет другое положение, при котором сила не передается.
С другим цилиндром ремень 32 соединен через другой вал и сцепление 52 с мотором 53, с помощью которого приводится в движение кольцо 5 и возможна установка кольца и элементов в определенное положение, например, для ремонтных работ.
При работе устройства мотор 53 будет отсоединен и движение кольца через сопряжение 51 будет передано на генератор. Аналогично, для движения кольца мотором 53 сцепление 51 будет таким образом установлено, что никакая сила не будет передаваться.
На фиг. 8-13 такие же или подобно-действующие детали обозначены одинаковыми ссылочными позициями, как на фиг. 1-7 и соответствующим ссылочным позициям соответственно присвоен соответствующий символ.
В варианте выполнения, показанном на фиг. 8, для передачи энергии движения элементов 2а кольцо 5а в виде цепи оснащено цепным приводом. Оно оснащено несколькими звеньями 6, размещенными на расстоянии друг от другу, которые функционируют совместно с зубчатыми колесами 7. При движении кольца 5а будут приводить во вращение зубчатые колеса 7 и будет приводиться в движение генератор
15а.
В варианте выполнения по фиг. 9, на круге 5b для передачи энергии движения на расстоянии друг от друга расположены железные блоки 8, которые управляются через генератор, известный из DE 10 2009 025 298 А1. Если железные блоки 8 будут двигаться над катушками генератора 16, то на катушке, по причине меняющейся по времени магнитной проницаемости пространства, будет индуцироваться напряжение.
Только на фиг. 3, 10 и 11 принята сноска, в которой представлены различные приспособления для юстировки элементов 2. Приспособление согласно фиг. 3 имеет зубчатое колесо 35, которое один в один входит в зацепление с другим зубчатым колесом, соединенным с электромотором 26. Посредством вращения зубчатого колеса, соединенного с электромотором, имеется возможность вращать элемент 2 вокруг его продольной оси.
В варианте выполнения изобретения, приведенном на фиг. 10, элементы 2 соединены с тарелкой 37, которая имеет боковой паз, в который закреплен держатель. Держатель 36 оснащен тросом или пластинчатой пружиной. Посредством электромотора имеется возможность устанавливать радиус движения тарелки 37 и таким образом устанавливать возможный радиус вращения элемента 2. В зависимости от направления ветра, действующего на элементы 2, элементы могут устанавливаться в положение левее, соответственно правее относительно держателя 36.
Посредством механизма управления 38, показанного на фиг. 11, предусмотрена возможность точного управления положением элементов 2. Выступ 44, входящий один в один в паз на тарелке 37, установлен вдоль штанги 45 с возможностью сдвигания. Посредством сдвигания выступа 44 на штанге 45 будут повернуты тарелка 37а и с ней элементы 2.
Фиг. 12 показывает соединения между собой частей элементов 2, в модульном исполнении, которое допускает отклонение элементов относительно друг друга не более 1°. На фиг. 12 представлены введенные друг в друга две жестяные детали 46, оснащенные шлицами. На фиг. 12b представлена штанга 47 из эластичного изменяемой формы материала.
Как следует из фиг. 12с и 12d, элементы 2 могут быть также соединены двумя, вставляемыми друг в друга, трубами 48 и 49. Они закреплены друг относительно друга против поворота и проскальзывания в аксиальном направлении с помощью выступа 50 внутренней трубы 48, входящего в выемку внешней трубы 49.
При работе устройства элементы 2 будут приводиться в движение за счет воздействия ветра и бегут вдоль шин 19, 23 и 30 по круговой траектории.
Юстировка элементов 2 относительно направления ветра и в зависимости от их произвольного положения может осуществляться с помощью управляющего механизма 35, 36 или 38. Юстировку к тому же возможно осуществлять компьютерной программой в зависимости от направления ветра и силы ветра.
При движении вдоль шин 19, 23 и 30 элементы 2 захватывают кольцо 5. С этой целью они соединены с кольцом 5 соответственно через соединительное звено 9, которое передает кольцу 5 только силы в тангенциальном направлении и в противном случае, в особенности в радиальном и вертикальном направлении передвигаема пренебрежительно минимальная передача силы в элемент сопряжения 10. Передаются только силы в направлении вращения элементов 2 на кольце 5. Силы, возникающие при работе устройства, в особенности вызванные также колебаниями, которые не действуют в направлении вращения, будут приняты шинам 19, 23 и 30, соответственно несущей рамой, на которой шины 19, 23 и 30 закреплены, но не будут переданы или только в минимальной мере будут переданы на кольцо 5.
Движение кольца 5, согласно фиг. 7 или 8 будет передано на генератор 15, 15а посредством зубчатого колеса и там преобразовано в электрическую энергию или посредством железных блоков 8 пронесено над генератором 16 и там, как известно из DE 102009025298 А1, индуцировано электрическое напряжение.
Как следует из фиг. 13, элементы 2 могут быть закреплены также всего лишь вдоль их длины в середине на тележке 17. Тележки 17 установлены с помощью радиально отюстированных штанг 13 на стойке 12, установленной вращаемой в оси вращения вращательного движения элементов 2. Передача на генератор 15а происходит согласно варианту выполнения изобретения, показанному на фиг. 8. Альтернативно движение элементов 2 может приниматься посредством установленного на опору 12 генератора, на который движение элементов 2 передается через штанги 13.
В другом, не показанном здесь варианте выполнения изобретения, шина 23 по сравнению с вариантом выполнения по фиг. 12 может быть также установлена радиально внутрь, в особенности на центр тяжести элемента 2 и штанг 13.
На фиг. 14 показано другое, соответствующее изобретению устройство, в котором элементы 2с, а также шины 19с, 23с и 30с и кольцо 5с размещены на внешней стороне каркаса 39. При этом расположении каркас 39с расположен на стороне устройства, воспринимающей ветер, по направлению ветра, не перед элементами 2с. Завихрения ветра перед попаданием на элементы 2с при этом будут предотвращены.
Возможно также, что некоторые из показанных на фиг. 1, 13 и 14 и описанных устройств могут быть размещены друг над другом. Таким образом может быть создана башня с несколькими группами вращающихся элементов, оборудования и соответствующих размещений, от которых полученный ток может приниматься отдельно.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для использования энергии потока текучей среды, в частности энергии ветра, оснащенное элементами (2, 2а, 2b), имеющими поверхности (1) приема набегающего потока, которые выполнены с возможностью приведения в движение на расстоянии друг от друга по замкнутой траектории (3), причем ось (4) вращения, вокруг которой движутся элементы (2, 2а, 2b), расположена поперек направления потока, а также содержащее подвижное параллельно траектории, соединенное с элементами кольцо (5, 5а, 5b, 5с), предназначенное для передачи полученной элементами (2, 2а, 2b) энергии потока при передаче действующих в тангенциальном направлении к траектории (3) сил на генератор (15, 15а, 16), в котором элементы и кольцо установлены отдельно друг от друга в указанном устройстве, при этом элементы (2, 2а, 2b, 2с) и кольцо (5, 5а, 5b, 5с) соединены между собой таким образом, что обеспечивается возможность передачи сил между элементами (2, 2а, 2b, 2с) и кольцом (5, 5а, 5b, 5с) в тангенциальном к траектории (3) направлении, при этом силы в направлениях, отличающихся от тангенциального к траектории (3) направлениях, не передаются кольцу или передаются ослабленными.
2. Устройство по п.1, в котором элементы (2, 2а, 2b, 2с) и кольцо (5, 5а, 5b, 5с) не соединены напрямую друг с другом.
3. Устройство по п.1, в котором кольцо (5, 5а, 5b, 5с) оснащено блоками из ферромагнитного материала, установленными с промежутками друг от друга, и формирует часть генератора.
4. Устройство по п.1, в котором кольцо предназначено для механической передачи сил.
5. Устройство по п.4, в котором кольцо выполнено с возможностью взаимодействия с зубчатым колесом (7) или зубчатой рейкой.
6. Устройство по п.1, в котором элементы (2, 2а, 2b, 2с) и/или кольцо (5, 5а, 5b, 5с) размещено на роликах (8) или на воде.
7. Устройство по п.1, дополнительно содержащее шину, установленную на каркасе, причем шина удерживает элементы.
8. Устройство по п.1, дополнительно содержащее отдельную опору для каждого элемента.
9. Устройство по п.8, в котором каждая опора является тележкой, имеющей по меньшей мере два колеса.
10. Устройство по п.8, в котором соединение (9) выполнено между опорами (10) элементов (2, 2а, 2b, 2с) и кольцом (5, 5а, 5b, 5с).
11. Устройство по п.1, в котором элементы соединены между собой эластично.
12. Устройство по п.1, в котором элементы и/или устройство выполнены модульными.
13. Устройство по п.1, в котором элементы образованы по меньшей мере двумя частями элементов, расположенными в длину друг над другом, причем части элементов соединены и выполнены с возможностью отклонения относительно их продольной оси максимально на 2°.
10.
10.
Фиг. 6
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
025639
025639
- 1 -
- 1 -
025639
025639
- 1 -
- 1 -
025639
025639
- 1 -
- 1 -
025639
025639
- 1 -
- 1 -
025639
025639
- 4 -
- 3 -
025639
025639
- 4 -
025639
025639
- 4 -