Многоступенчатая энергетическая установка

(51) 03 1/04 (2012.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Предлагается ветроэнергетическая установка позволяющая получать электроэнергию в любую погоду и в любое время суток при наличии и отсутствии ветра. Это достигается модульной многоступенчатой конструкцией установки, которая позволяет отбирать мощность у ветрового потока на каждой ступени, уплотняясь и ускоряясь на каждом модуле. В случае отсутствия ветра создается мощный направленный поток воздуха за счет аспирации - засасывания воздуха из окружающей среды вследствие использования в конструкции аэродинамического эффекта Коанда и модифицированных неполных труб Вентури, а также круглой геометрии соосно вставленных друг в друга концентрически расположенных колец. Эти кольца позволяют реализовать эффект Коанда и тягу между соседними скоростными слоями на большой площади. В зависимости от требуемой мощности количество разборных модулей и концентрически расположенных колец между ними может изменяться от одного до нескольких штук.(72) Нусупов Каир Хамзаевич Бейсембетов Искандер Калыбекович Кенжалиев Багдаулет Кенжалиевич(73) Нусупов Каир Хамзаевич Акционерное общество Казахстанско-Британский технический университет(57) Изобретение относится к энергетике и может быть использовано как для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию, так и для получения электрической энергии в отсутствии ветра без использования традиционных, экологически вредных природных энергоносителей Изобретение относится к энергетике и может быть использовано как для преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию, так и для получения электрической энергии в отсутствии ветра без использования традиционных, экологически вредных природных энергоносителей(нефтепродуктов,различных горючих газов и сланцев, торфа, угля, дров и т.д.). В основу изобретения положен открытый в 1910 году аэродинамический эффект Генри Коанда,описанный в Патенте США (2 052 869 оп. 01.09.1936). Этот эффект широко используется во многих отраслях промышленности и, в частности, в аэродинамике летательных аппаратов. Эффективность использования этого явления для создания мощных направленных воздушных потоков продемонстрировала компанияВ(Патент РФ 2 458 254,МПК 04 25/08, оп. 10.08.2012 Патент РФ 2 458 255, МПК 04 25/08, оп. 10.08.2012 Патент РФ 2 460 904, МПК 04 25/08 и 04 29/60, оп. 10.09.2012 Патент РФ 2 463 483, МПК 04 25/08, оп. 10.10.2012). Действующий экземпляр вентилятора без привычных лопастей, работающий на основе эффекта Коанда, был создан этой компанией в октябре 2009 года. Конструктивно вентилятор выполнен в виде кольца, поперечному сечению которого,в целях минимизации аэродинамического сопротивления, придан профиль крыла самолета. По всему периметру этого кольца имеется узкая щель шириной 1,3 мм, расположенная в области наибольшей кривизны профиля,предназначенная для обеспечения обтекания тонкой струей воздуха, выходящей из щели под большим давлением,поверхности Коанда,имеющей оптимальную форму и размеры. Воздух, подаваемый со скоростью 20 литров в секунду, закачивается в кольцо с помощью маломощной (40 вт) турбины, расположенной у основания вентилятора, и движется по внутренней полости этого кольца. При выходе наружу струя воздуха, движущаяся по поверхности Коанда, имеет скорость, приблизительно равную 24 м/сек. Эта ураганной силы струя воздуха, при оптимальных аэродинамических размерах полого кольца, увлекает за собой из окружающей среды воздух объемом в 15 раз больший, чем воздух, засасываемый в кольцо и выходящий из щели. На некотором расстоянии от кольца скорость направленного потока воздуха составляет величину, приблизительно равную 9,7 м/сек. Подобный вентилятор можно использовать для создания ветрогенератора, работающего как при наличии ветра, так и при его отсутствии. Однако на сегодняшний день нет литературных данных на эту тему. Кроме того, площадь и объем направленного потока воздуха, генерируемого вентилятором Джеймса Дайсона недостаточны для создания эффективного ветрогенератора. К этому следует добавить также невозможность получения на такой установке более высоких скоростей и плотностей созданного воздушного потока. Известна ветроустановка содержащая трубы Вентури (Патент РФ 2 265163, МПК 24 2/42, оп. 27.11.2005). Одним из основных достоинств этой установки следует считать размещение турбогенераторов на поверхности Земли и экологическую безопасность предлагаемого устройства. Однако стоимость такой установки достаточно высока, а кпд достаточно низок при использовании ее в качестве ветрогенератора вследствие невозможности улавливания ветрового потока по всей высоте установки. Ветрогенератор, размещенный на поверхности Земли в классической трубе Вентури и поэтому не представляющий экологическую опасность для биологических объектов,описан в работ(, , . //-2013 18311). Недостатком описанного в работе ветрогенератора является неполное использование высоты установки для улавливания ветрового потока, что значительно уменьшает эффективность ветроустановки. Достаточно длинная конфузорная труба установки увеличивает аэродинамическое сопротивление ветровому потоку, что также уменьшает кпд ветрогенератора. Кроме того,описанная в этой работе ветроустановка не позволяет получить электроэнергию в отсутствии ветра, а монолитность установки уменьшает ее энергетическую мобильность и усложняет ее транспортабельность, монтаж и демонтаж. Наиболее близким по техническому решению и достигаемому результату является ветроэнергетическая установка по патенту 2387871, МПК 03 1/04, оп. 27.04.2010,позволяющая вырабатывать электроэнергию при наличии и отсутствии ветра. Установка состоит из подвижной и неподвижной частей. Подвижная часть снабжена флюгером и ветроприемниками. Флюгер ориентирует ветроприемники по направлению ветра. Направленный поток воздуха (ветер),захваченный ветроприемниками, направляется в неподвижную опорную трубу и последовательно проходит через три всасывающе-нагнетательных компрессора, причем каждый компрессор снабжен нагревательной спиралью. Часть направленного воздушного потока, проходя через всасывающую полость первого компрессора, разрежает основной поток воздуха в опорной неподвижной трубе и тем самым ускоряет его. Воздух, захваченный компрессором, сжимается, нагревается спиралью и поступает вновь в опорную трубу, но уже, будучи дополнительно ускоренным. Во втором и третьем компрессорах описанный физический процесс повторяется. Ускоренный таким способом воздушный поток поступает в турбину, которая соединена с ветрогенератором. В отсутствие ветра установка работает за счет эжекции воздуха компрессорами через ветроприемники. К основным недостаткам установки следует отнести отсутствие эжекции по всей высоте опорной трубы, что значительно снижает ее эффективность. Кроме того работа установки сопряжена со значительным расходом электроэнергии для нагревания спиралей и работы компрессоров, что, в конечном счете, существенно снижает кпд установки. Цель изобретения 1 Получить электроэнергию в любую погоду и в любое время суток без использования традиционных, экологически вредных природных энергоносителей(нефтепродуктов,различных горючих газов и сланцев, торфа, угля, дров и т.д.). 2 Максимально минимизировать коммерческую стоимость установки. 3 Максимально упростить конструкцию установки и ее обслуживание. 4 Обеспечить высокую эффективность преобразования кинетической энергии ветра в электрическую энергию. 5 Обеспечить работу установки по всей высоте конструкции независимо от направления ветра. 6 Реализовать установку в модульном варианте для обеспечения потребителя электроэнергией необходимой мощности с адекватной ценой. 7 Облегчить условия транспортировки установки и ее сборки у потребителя. 8 Изготовить установку из дешевых и долговечных искусственных материалов. 9 Обеспечить максимальную экологическую совместимость установки с окружающей средой. Сущность изобретения. Идея, заложенная в основу изобретения,базируется на использовании аэродинамического эффекта Коанда и модифицированных неполных труб Вентури для получения высокоскоростных ветровых потоков значительной массы простыми средствами и минимальными финансовыми затратами. Это позволяет реализовать на практике эффективный и мобильный ветрогенератор способный вырабатывать экологически чистую энергию при наличии и отсутствии ветра. Поставленная цель достигается двумя режимами работы ветрогенератора. При этом конструктивно заложено, что в обоих режимах работы все компоненты ветроустановки используются с максимальной эффективностью. Для реализации первого режима установка выполнена модульной для достижения ее энергетической мобильности,чтобы обеспечить потребителя требуемой мощностью. Это существенно влияет на ценовую политику в каждом конкретном случае. Кроме того мобильность установки значительно облегчит ее транспортировку без использования специальных средств доставки, а также обеспечит возможностью монтажа и демонтажа без использования подъемного крана. Мобильность установки также влияет на ее высоту и занимаемую ею площадь. Установка состоит из двух частей. Верхняя часть установки является подвижной, а нижняя часть неподвижной. Подвижная часть установки представляет собой ветроприемник, который с помощью флюгера ориентируется по ветру и осуществляет захват направленного воздушного потока (ветра). Многоступенчатая неподвижная часть ветроустановки легко собирается и разбирается на ступени без использования подъемных кранов. Первая неподвижная ступень представляет собой системы концентрических колец, удовлетворяющие условиям возникновения эффекта Коанда, и в режиме наличия ветра работают как концентраторы ветрового потока. Все последующие ступени, в данном исполнении,состоят из неполных труб Вентури последовательно соединенных между собой. Только последняя ступень ветроустановки,размещенная у поверхности Земли,представляет собой классическую трубу Вентури с конфузором,горловиной и диффузором. Все элементы труб Вентури имеют оптимальные аэродинамические размеры применительно к воздушному потоку. Модули ветроустановки, размещенные между ступенью с концентрическими кольцами и последней ступенью, состоят из коротких конфузоров и коротких виртуальных горловин без диффузоров. Под виртуальной горловиной подразумевается горловина с минимальным аэродинамическим сопротивлением воздушному потоку, проходящему через нее. Это обеспечивается минимальной площадью стенки горловины. Практически, в предлагаемом изобретении, стенки как таковой не существует, а вместо нее имеются несколько тонких линий, образованных вершинами боковых концентраторов (см. фиг.4). Горловина,образованная таким способом,позволяет осуществить соединение предыдущего конфузора с последующим конфузором. Расчет этой горловины производится также как и расчет горловины классических труб Вентури для воздушного потока. С внешней стороны горловины по всему периметру на равных расстояниях друг от друга расположены концентраторы, которые образуют периферийные конфузоры виртуальных горловин. Радиальная длина каждого концентратора простирается от внешнего кожуха до конца радиуса виртуальной горловины каждой ступени. Через периферийные конфузоры происходит всасывание воздуха из окружающего пространства, его уплотнение и ускорение. Всасывание воздуха происходит как за счет основного воздушного потока, проходящего по оси установки, так и направленным воздушным потоком (ветром), захваченным одним или несколькими периферийными конфузорами данной ступени. Таким образом, отбор мощности ветрогенератором происходит как у основного воздушного потока, движущегося по вертикальной оси сверху вниз,от ветроприемника к ветрогенератору,ускоряясь,уплотняясь и лавинообразно увеличиваясь по массе, так и у воздушных потоков, вызванных процессом эжекции,а также захваченного ветрового потока на разных ступенях установки. Периферийные конфузоры (см. фиг.4) осуществляют захват, уплотнение и ускорение направленного воздушного потока(ветра) из любого направления по всей высоте 3 установки. Короткие конфузоры установки выполнены с небольшим углом раствора предпочтительно в пределах 21-25 градусов, чтобы минимизировать аэродинамическое сопротивление. В предлагаемом изобретении сохранены основные достоинства аналогов и прототипа (размещение у поверхности Земли ветротурбины и ветрогенератора). Приоритетным было также не только высокая эффективность преобразования энергии ветра в электрическую энергию, но и доступность цены установки населению. Поэтому почти все узлы ветроустановки можно изготовить из относительно дешевого и долговечного пластика,способного работать при температурах от - 60 до 60 С. От количества ступеней установки зависит и количество вырабатываемой ею электроэнергии. Это позволяет использовать установку, как в частном хозяйстве, так и в промышленности. В случае отсутствия ветра установка переходит на второй режим работы без изменения конструкции. Для этого в установку встроены, в одной или нескольких ступенях,соосно вставленные друг в друга концентрические кольца,удовлетворяющие условиям возникновения аэродинамического эффекта Коанда с оптимальной формой поверхности Коанда и ее оптимальными размерами. Эти кольца в случае работы установки в первом режиме играют роль концентраторов ветра и не мешают работе установки в целом. Кольца отстоят друг от друга на равных расстояниях,удовлетворяющих оптимальным условиям возникновения максимального всасывания воздуха между кольцами. Количество колец таково, чтобы площадь, охваченная эжекцией, равнялась бы входной площади ветроприемника. Такая система колец размещается между ветроприемником и неподвижной частью установки. Именно такое размещение системы колец наиболее эффективно,так как позволяет получить наибольшую скорость и наибольшую массу ветрового потока на лопасти,значительно превышающих входные значения ветрового потока, созданного концентрическими кольцами. Высокоскоростной первоначальный поток воздуха, созданный концентрическими кольцами, в десятки раз увеличивается по массе, за счет аэродинамического эффекта Коанда, аспирации и геометрической симметрии конструкции в целом,позволяющей образовать тягу между соседними скоростными слоями на большой площади. Этот ураганной силы ветер поступает на первый короткий конфузор, где он дополнительно ускоряется и уплотняется. Далее этот поток поступает на первую короткую виртуальную горловину, где он за счет аспирации приобретает дополнительную массу воздуха и поступает на второй короткий конфузор, вновь дополнительно ускоряется и уплотняется и т.д. Этот лавинообразный физический процесс ускорения,уплотнения и набора массы направленным воздушным потоком повторяется от ступени к ступени,пока не достигнет лопасти ветрогенератора. При необходимости на пути следования воздушного потока можно поставить 4 второй или несколько подобных систем концентрических колец с целью многократного усиления вышеописанного процесса. Для создания первоначального направленного потока воздуха(ветра) необходимо использовать малогабаритный компрессор, например, компрессор типа Торнадо весом 2,2 кг для накачки колес автомобилей,потребляющего максимум 150 ватт от автомобильного аккумулятора и позволяющего получить в системе концентрических колец давление от 3 до 10 атмосфер. В принципе, при оптимальных аэродинамических размерах систем колец можно использовать компрессоры и на меньшие мощности и давления, а то и вовсе маломощные вентиляторы. Работа аккумулятора кратковременна и поэтому, можно использовать любые промышленно выпускаемые аккумуляторы без дополнительных требований к его емкости. Как только ветрогенератор выйдет на заданную мощность, аккумулятор можно отключить и питать компрессор (вентилятор) от ветрогенератора. Таким образом,система позволяет обеспечивать электроэнергией не только саму себя, но и вырабатывать значительное количество дополнительной электроэнергии за счет эффекта Коанда, аспирации и конфузоров. На первый взгляд может показаться, что происходит нарушение закона сохранения энергии для работы системы затрачивается небольшая энергия, а вырабатывается системой большая энергия. Однако нарушение фундаментального закона природы не происходит. Как известно кинетическая энергия,вырабатываемая ветрогенератором,дается выражением Е 2/2. Отсюда следует, что для увеличения кинетической энергии необходимо увеличить массу и скорость воздушного потока,падающего на лопасти. Масса воздуха увеличивается за счет эжекции, тогда как стартовая масса генерированного ветра существенно меньше и,следовательно,существенно меньше затрачиваемая энергия на ее генерацию. Скорость этого потока увеличивается за счет эффекта Коанда и конфузоров, расположенных как по вертикальной оси ветроустановки, так и в периферийной части виртуальных горловин. Таким образом, система не является изолированной системой, для которой должен соблюдаться закон сохранения энергии. Сочетание этих эффектов в одной системе позволяет увеличить скорость вращения лопастей и получать экологически чистую энергию без использования природных энергоносителей. Перечень фигур. На фиг.1 показан чертеж предлагаемой многоступенчатой энергетической установки. На данном рисунке представлена пятиступенчатая установка. Однако ступеней может быть как больше, так и меньше. Подвижная часть установки -я ступень - представляет собой ветроприемник 43,которая посредством флюгера 47 ориентируется по направлению ветра. Флюгер выполнен в виде крыльев летящего лебедя, хотя может иметь и другую форму. Для придания конструкции, в целом,минимального аэродинамического сопротивления все узлы установки, кроме некоторых, размещены внутри цилиндрических кожухов 11-13,21,22,31,4042. Чтобы предотвратить попадание различных биологических объектов (птиц, летучих мышей и т.д.), мусора, снега и т.д., ветроприемник снабжен защитной сеткой 44. Для защиты установки от непогоды (снег, дождь и т.д.) установка снабжена крышей 45. Громоотвод 46 выполнен в виде королевской короны для дизайна. Подвижная часть установки,состоящая из ветроприемника,цилиндрического кожуха 41 и 42, флюгера и громоотвода составляет единое целое и может вращаться как по часовой стрелке, так и против часовой стрелки. Вращательное движение этих узлов установки обеспечивается подшипниками 37 и 38 (фиг.1), заключенными в коробке. Подшипники отделяют неподвижные ступени установки от подвижной части. В неподвижной ступенипо разрезу С - С (см. фиг.2) размещены три системы поверхности Коанда 32, 33 и 34, каждая из которых представляет 1/3 часть целого кольца. Каждое кольцо через 120 соединено системой полых труб 50, 51 и 52, по которым поступает сжатый воздух давлением в несколько атмосфер к поверхностям Коанда. На этой же ступени размещен малогабаритный компрессор(вентилятор) соединен диффузорами 48, 49 и 66 с газораспределительными колонками 36, 53 и 65. Неподвижные ступении(см. фиг.1) состоят из коротких конфузоров 19 и 27 и коротких виртуальных горловин 18 и 23 с минимальными аэродинамическими сопротивлениями направленному воздушному потоку, которые представляют собой неполные трубы Вентури без диффузоров. Диаметр виртуальных горловин и средний диаметр конфузоров, также как и их высоты, постепенно уменьшаются от выше расположенных модулей к нижележащим модулям. Периферийные концентраторы типа 14, 15 (см. фиг.1 и 4), 26 и 29 (фиг.1), радиально расположенные снаружи горловин совместно с верхними 20 и 28 и нижними 16 и 24 воронками(фиг.1), образуют боковые конфузоры типа 14 К и 15 К (см. фиг.4). Вершины этих концентраторов в виде вертикальных линий и образуют виртуальную горловину. Ветер, дующий из любого направления,проходит через один или несколько боковых конфузоров,дополнительно ускоряется,уплотняется и попадает в виртуальную горловину. Кроме того, этот же ветер производит всасывание воздуха из окружающей среды в другие боковые конфузоры каждой ступени за счет эжекции. Скорость всасываемого воздуха и его плотность приблизительно такая же, как и у ветра,породившего эту эжекцию. Горловины этих ступеней, включающие по наружному диаметру радиальные концентраторы, снабжены защитными сетками 17 и 25 (см. фиг.1 и 4).-я неподвижная ступень содержит классическую трубу Вентури с конфузором 7, горловиной 6 и диффузором 5 (см. фиг.1, фиг.5,фиг.6). Все перечисленные составляющие этой трубы обычно имеют оптимальные аэродинамические размеры для минимизации сопротивления стенок движущемуся воздушному потоку. Для вывода отработанного воздушного потока в окружающую среду хвостовая часть диффузора 5 плавно переходит в кольцевую направляющую 4. Кольцевая направляющая снабжена круговой защитной сеткой 10 от проникновения внутрь ветроустановки посторонних объектов. Эта сетка закреплена на опорных колоннах 8 и 11 (фиг.1). Внутри горловины 6 размещены лопасти 3 и генератор 2. Ветрогенератор 2 крепится на стойке 1, размещенной внутри диффузора. Опорные балки 9 и 30 размещаются внутри кожухов,выполненных в виде концентраторов (см. фиг.2 и фиг.4). На фиг.2 показан вид сверху по стрелке А-А (см. фиг.1) на кольцевую систему вентилятора. Каждое кольцо вентилятора через 120 градусов разделяется на три части глухими тонкими перегородками 55, 56 и 57 (см. фиг.1 и 2) для достижения лучшего напора воздуха в каждой системе колец. Каждая система колец 32, 33 и 34 (см. фиг.1, 2) соединена системой полых труб 50, 51 (см. также фиг.1 и 2) и 52. Другой конец этих труб соединен с маломощным компрессором (вентилятором) 35 (см. также фиг.1). Аккумулятор 58 с электронным переключателем 59 размещен на этой же ступени. Однако их можно размещать у поверхности Земли, также как и сам компрессор, для удобства обслуживания. Показаны также опорные колонны системы 9, 30 и 61 - 64(фиг.1 и 2) для предохранения установки от разрушения при больших ветровых нагрузках, и узел 67 для крепления (см. также фиг.1, 2) модулей друг с другом. Опорные колонны выполнены в виде концентраторов воздушного потока. Раздаточные узлы воздушного потока 53, 36 (см. также фиг.1, 2) и 65 соединены через диффузоры 48, 49 (см. также фиг.1, 2) и 66 и шлангов 39 (см. также фиг.1, 2) и 54 с компрессором (вентилятором) 35 (см. также фиг.1,2). На фиг.3 в увеличенном масштабе, по разрезу(м. фиг.1), представлена кольцевая система вентилятора с оптимальными аэродинамическими формами и размерами поверхности Коанда,позволяющая получить стартовый искусственный ветер с большой скоростью и на большой площади. Ширина щели между поверхностямиилежит в пределах 1-2 мм. Сжатый воздух от компрессора(вентилятора) 35 (см. фиг.1, 2) по трубам 50, 51 (см. фиг.1, 2) и 52 (см. фиг.1, 2) попадает в конфузоры Е,дополнительно ускоряясь и уплотняясь, проходит через щели, образованные поверхностямии . Согласно законам аэродинамики сжатый воздух,проходя через щель, приобретает большую скорость и начинает скользить по поверхности ,достигает направляющую поверхность Н и срывается в направлении первого короткого конфузора 27 (см. фиг.1, 2) установки. Профиль АВСА по форме в определенной степени соответствует профилю крыла самолета. Размеры 5 поверхности АВСН и угол ВСА должны удовлетворять условиям возникновения эффекта Коанда. Кривизна поверхностидолжна повторять кривизну поверхности . Кроме того, размеры поверхностидолжны быть таковы, чтобы задать направление выходящего потока воздуха из щели по направлению поверхности АВ. Внутренняя часть поверхностии поверхностьполируются. На фиг.4 показан разрез ветроустановки по В-В(см. фиг.1). Виртуальные горловины других ступеней аналогичны горловине, представленной на данной фигуре. Снаружи этих виртуальных горловин расположены концентраторы воздушного потока типа 14 и 15, пара из которых образуют периферийные конфузоры типа 14 К и 15 К. Ветровые потоки любого направления, проходя через эти конфузоры к центральной части горловин,уплотняются и ускоряются. То же самое происходит с воздушными потоками, вызванными эжекцией как потоком, движущимся по вертикальной оси установки, так и ветровым потоком, принятым боковыми конфузорами этой ступени. К вершинам концентраторов виртуальных горловин типа 14 и 15 примыкают концентраторы типа 9 и 30 (см. фиг.1 и 4),образованные опорными балками ветроустановки. Детали под номерами 3,7, 17,18 и 21 совпадают с аналогичными деталями фиг.1, 4 и имеют то же назначение. На фиг.5 представлена энергетическая установка для использования ее в автомобилях с целью перевода их к экологически чистой энергетике. На фиг.6, представлена энергетическая установка для частного дома, использующая электроэнергию,вырабатываемую как за счет работы компрессора(вентилятора), так и за счет направленного воздушного потока(ветра),принятого ветроприемником. Работа энергетической установки ПРОМЕТЕЙ. Сначала рассмотрим работу установки при наличии ветра. Подвижная ступень установки с помощью флюгера 47 ориентируется по ветру. Аэродинамическая полость ветроприемника 43 направляет захваченный воздушный поток на вторую ступень. На этой ступени размещена система аэродинамических колец, выполняющих, в данном случае, роль концентраторов ветрового потока и практически не влияющих на объем поступающего воздуха. На этой ступени ветровой поток дополнительно ускоряется и поступает на третью ступень установки, содержащую короткий конфузор 27 и короткую виртуальную горловину 23. Ветровой поток ускоряется и уплотняется на участке 27 и поступает в виртуальную горловину 23. На участке 23 ветровой поток не испытывает сопротивления из-за отсутствия у виртуальной горловины стенок в традиционном понимании. Направленный вниз воздушный поток всасывает дополнительную воздушную массу из окружающего пространства через периферийные конфузоры,образованные концентраторами типа 26 и 29 по всему периметру горловины данной ступени. Этот воздушный поток, ускоренный и уплотненный 6 этими периферийными конфузорами, поступает в горловину. Кроме того, ветер любого направления улавливается,ускоряется,уплотняется и направляется этими конфузорами также в горловину. Этот направленный поток воздуха(ветра), в свою очередь, дает вклад в эжекцию воздуха из окружающей среды. В работе установки также активное участие принимают опорные балки типа 9 и 30, позволяющие предотвратить разрушение установки при больших ветровых нагрузках. Они выполнены в виде концентраторов и являются продолжением концентраторов типа 14 и 15 (см. фиг.1 и 4). Это позволяет направить в горловину больший объем воздуха. На всех последующих модулях, кроме последней ступени,физический процесс, описанный выше, повторяется. На последней ступени, многократно усиленный воздушный поток ускоряется и уплотняется еще раз конфузором этой ступени и поступает на лопасти 3 ветрогенератора 2. С помощью диффузора 5,соединенного с кольцевой направляющей 4,отработанный воздушный поток через цилиндрическую сетку 10 выводится в окружающую среду. Принимаемый лопастями ветровой поток,вследствие значительных динамических нагрузок, может вызвать разрушение лопастей. Поэтому для ветрогенераторов большой мощности может потребоваться ветровая турбина. Рассмотрим работу установки в отсутствии ветра. В этом режиме работы нет необходимости что-либо изменять в конструкции установки. Благодаря наличию встроенных в установку концентрических колец, соосно вставленных друг в друга, можно получить мощный направленный воздушный поток на большой площади с достаточно большой скоростью (искусственный ветер). Для этого от автомобильного аккумулятора,потребляющего не более 150 ватт, подается питание на мощный мини-компрессор типа Торнадо,позволяющий получить внутри системы концентрических колец давление воздуха от 3 до 10 атмосфер. Система концентрических колец для выхода воздуха наружу имеет щели шириной в пределах 1-2 мм. При этом, согласно закону Бернулли, выходящая из щели струя воздуха,приобретает большую скорость, движется по поверхности Коанда и увлекает за собой дополнительно большой объем воздуха,значительно превышающий объем выходящего из щелей воздуха. Расстояния между кольцами выбираются оптимальными, чтобы удовлетворить максимальному количеству всасываемого воздуха. Кольца, имеющие оптимальные размеры и форму поверхности Коанда, имеют щели с обеих сторон для достижения более эффективной эжекции между кольцами. Кроме того, геометрическая симметрия конструкции также способствует беспрепятственной тяге воздуха между соседними скоростными слоями вблизи поверхностей Коанда. В дальнейшем этот поток воздуха попадает в систему последовательно расположенных коротких конфузоров и виртуальных горловин - многократно ускоряется,уплотняется и увеличивается в массе согласно физическим процессам, описанным в разделе работы установки при наличии ветра. Возможны различные применения предлагаемой установки в различных отраслях народного хозяйства с небольшими изменениями и модернизацией с сохранением базовой идеи. Например, на фиг.5 представлен вариант перевода автомобиля на электрическую тягу (экологически чистое топливо) без существенной переделки уже находящихся в эксплуатации автомобилей. Для этого на крышу автомобиля (см. фиг.5) с помощью штанг 10 крепятся неподвижные модули (напримери ), состоящие из системы соосно вставленных друг в друга концентрических колец 33),удовлетворяющих оптимальным размерам для получения максимальной эжекции воздуха. Снизу этого модуля размещается миникомпрессор 35. Модульпредставляет собой классическую трубу Вентури с оптимальными аэродинамическими размерами конфузора 7,горловины 6 и диффузора 5. В центре горловины размещены лопасти 3 и ветрогенератор 2. Для старта автомобиля необходимо от аккумулятора подать питание мини-компрессору 35, который создаст искусственный ветер с большой скоростью и массой. Этот поток воздуха благодаря конфузору 27 уплотняется и еще больше увеличивает скорость этого воздушного потока. Воздушный поток,проходя виртуальную горловину 23, за счет эжекции увеличивает массу воздушного потока и вновь дополнительно ускоряется и уплотняется конфузором 7. Этот ураганной скорости искусственный ветер, достигая лопасти 3, начинает вращать ее. Ток,вырабатываемый ветрогенератором,поступает на двигатель автомобиля. После набора автомобилем необходимой скорости аккумулятор можно отключить, а дальнейшее движение автомобиля осуществляется встречным потоком ветра. Во многих случаях для старта автомобиля может оказаться достаточным совместная работа модуляи модуля . В этом случая необходимость использования модуляотпадает, что делает энергетическую часть автомобиля более компактным и более легким. Для придания устройству аэродинамической обтекаемости вся конструкция размещается в кожухе 11. Другой пример применения предлагаемой энергетической установки для полного обеспечения частного дома электроэнергией показан на фиг.6. Помимо энергетической установки, изображенной на фиг.1, на фиг.6 представлен другой вариант установки,размещенной на крыше дома. Подвижный модуль установки, состоящий из ветроприемника 43, корпуса 42, защитной сетки 44,крыши 45, громоотвода 46, флюгера 47 размещается вне крыши для улавливания ветра любого направления. Система подшипников 37 размещается под крышей. Неподвижная часть установки,состоящая из кольцевых поверхностей Коанда 33,короткого конфузора 27, короткой виртуальной горловины 18, конфузора 7, горловины 6, лопасти 3,генератора 2,диффузора 5,конфузоров(концентраторов) 15 и 16, правой и левой воронок 20, кровли 68, солнечных батарей 73, стоек крепления 11,размещается под крышей. Отличительная особенность этой установки состоит в том, что между подвижной частью и системой концентрических колец имеется колено для направления ветра всегда в один и тот же канал при любом его направлении снаружи крыши. Кроме того, для эффективной аспирации воздуха из окружающей среды между крышей и стенами дома 70 по периметру может быть предусмотрено пространство с декоративной решеткой 71,обтянутое защитной сеткой. Через эти решетки происходит всасывание воздуха в виртуальную горловину 18. В отличие от установки по фиг.1, в данном варианте, установка не может принимать направленный ветровой поток в неподвижных ступенях и тем самым ее эффективность ниже, чем установки по фиг.1. Однако в режиме работы установки в отсутствии ветра этот недостаток не имеет значения. Во всем остальном, работа установки полностью соответствует физическим принципам, описанным в разделе сущность изобретения. К крыше дома штангами 72 прикреплен воздухораспределитель 73, имеющий двойное назначение. Во-первых, он позволяет направить отработанный воздух для очистки крыши от мусора и для охлаждения солнечных батарей с целью повышения их кпд. Другая часть отработанного воздуха по трубе 74 направляется вниз для различного применения (например,очистка приусадебного участка, компрессор для водяного насоса и т.д.). Во-вторых,воздухораспределитель предохраняет лопасти генератора от запирания потоком ветра, дующего внутрь диффузора. В этом случае, нежелательный поток ветра направляется на крышу здания и в трубу 75. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Многоступенчатая энергетическая установка,содержащая неподвижный ветропровод с поворотным ветроприемником, защитной сеткой,громоотводом,флюгером,горловиной,конфузорами,диффузором и лопастями,соединенными с генератором, отличающаяся тем,что за поворотным ветроприемником размещается система концентрических колец, удовлетворяющих условиям возникновения эффекта Коанда, и неподвижный ветропровод, состоящий, кроме последней ступени, из нескольких последовательно соединенных модулей, которые включают в себя неполные трубы Вентури, состоящие из коротких конфузоров и коротких виртуальных горловин без диффузоров, причем диаметры виртуальных горловин, средние диаметры конфузоров и их высоты, с оптимальными аэродинамическими размерами, постепенно уменьшаются сверху вниз,от модуля к модулю,в направлении ветрогенератора, закрепленного на поверхности земли. 2. Многоступенчатая энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что система концентрических колец,удовлетворяющих условиям возникновения эффекта Коанда,дополнительно размещена перед, по меньшей мере,несколькими последующими модулями ветропровода, и может размещаться одновременно в нескольких модулях. 3. Многоступенчатая энергетическая установка по п.п.1, 2, отличающаяся тем, что наружная часть каждой виртуальной горловины по всему периметру с помощью концентраторов разделена на секции,которые совместно с верхними и нижними воронками образуют боковые конфузоры виртуальных горловин, причем длина каждого концентратора простирается от внешнего кожуха до радиуса виртуальной горловины каждого модуля. 4. Многоступенчатая энергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что к вершинам концентраторов виртуальных горловин примыкают концентраторы, образованные опорными балками ветроустановки.