ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1994 года по МПК F03D5/02 

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для обеспечения энергией различных автономных потребителей.

Известен ветродвигатель, содержащий каркасные лопасти парусного типа, шарнирно установленные при помощи растяжек на транспортерной ленте, охватывающей шкивы, связанные с горизонтальной рамой, выполненной с возможностью ориентации по ветру (1).

Недостатком этого ветродвигателя является ограниченная мощность одного транспортера, размеры которого не могут быть увеличены вследствие наличия консольной горизонтальной рамы транспортера и затенения смежных лопастей друг другом.

Известен также конвейерный ветродвигатель, у которого лопасти закреплены на бесконечных цепях с валами, один из которых кинематически связан с электрическим генератором, поворотная рама установлена на круговом рельсе и имеются устройства ограничения мощности и поворота рамы на ветер при помощи дополнительного электродвигателя (2). Однако такой ветродвигатель имеет низкий КПД вследствие того, что лопасти расположены под большим углом к потоку и их парусная поверхность полностью не используется.

Известен конвейерный ветродвигатель П. В. Гончаренко, принятый за прототип и содержащий периферийную опору, контактирующую с круговым рельсом, поворотную центральную опору и транспортер, связывающий опоры и включающий шарнирно установленные на бесконечных силовых цепях лопасти с механизмами управления, охватываемые цепями зубчатые колеса, закрепленные на параллельных валах, и электрогенератор, кинематически связанный с одним из валов (3).

Недостатком прототипа является наличие одного транспортера, у которого смежные лопасти находятся в аэродинамической тени друг от друга и не повернуты всей рабочей площадью к потоку. Вследствие этого ветродвигатель П. В. Гончаренко имеет низкие КПД и мощность.

Целью изобретения является повышение КПД ветроэнергетической установки.

Сущностью изобретения является наличие дополнительных транспортеров и двух периферийных опор, причем все опоры выполнены в виде вертикальных стоек, транспортеры установлены на опорах поярусно и симметрично относительно центральной стойки, связанной с двумя периферийными стойками при помощи транспортеров, механизм управления лопастью выполнен в виде тросовой системы и периферийная часть каждой лопасти связана тросами с шарниром одной из соседних лопастей, и каждая лопасть выполнена вогнутой с наветренной стороны, снабженной ребрами. Каждый транспортер имеет свой генератор, но возможно также использование одного общего генератора, кинематически связанного с валами транспортеров.

Механизм управления позволяет устанавливать каждую лопасть под прямым углом к потоку ветра, лопасти таким образом аэродинамически не затенены, и это обстоятельство позволяет повысить энергетическую эффективность и КПД установки. Мощность установки может быть существенно повышена увеличением числа силовых транспортеров.

На фиг. 1 показана конструктивная схема ветроэнергетической установки, вид сверху; на фиг. 2 - то же, вид сбоку.

Ветроэнергетическая установка содержит периферийную опору 1, контактирующую с круговым рельсом 2, поворотную центральную опору 3 и транспортер 4, связывающий опоры 1 и 3 и включающий шарнирно установленные на бесконечных силовых цепях 5 лопасти 6 с механизмами 7 управления, охватываемые цепями 5 зубчатые колеса 8, закрепленные на параллельных валах 9, и электрогенератор 10, кинематически связанный с одним из валов 9.

Установка дополнительно снабжена транспортерами 4 и одной периферийной опорой 1, каждая опора 1 и 3 выполнена в виде вертикальной стойки, все транспортеpы 4 установлены на опорах 1 и 3 поярусно и симметрично относительно центральной стойки 3, а последняя связана с двумя периферийными стойками 1 при помощи транспортеров 4.

Кроме того, механизм 7 управления лопастью 6 выполнен в виде тросовой системы, по которой периферийная часть каждой лопасти 6 связана с шарниром одной из соседних лопастей 6, а каждая лопасть 6 выполнена вогнутой с наветренной стороны, снабженной ребрами 11.

Установка также снабжена устройством 12 принудительной коррекции и стабилизаторами 13 относительно направления потока.

Установка работает следующим образом.

При помощи устройства 12 транспортеры 4 устанавливаются таким образом, что поток направлен перпендикулярно лопастям 6 и лопасти 6 приходят в движение вместе с цепями 5, приводя во вращение электрогенераторы 10. При движении навстречу потоку лопасти 6 складываются при помощи тросовой системы 7, что снижает вентиляторные потери. При изменении направления ветра устройство 12 ориентирует стойки 1, 3 и вместе с транспортерами 4 на направление потока по рельсу 2, что позволяет максимально использовать энергию ветра.

Использование: в ветроэнергетике, в частности для обеспечения энергией автономных потребителей. Сущность: транспортеры, из которых каждый имеет шарнирно установленные на бесконечных силовых цепях лопасти с механизмами управления, охватываемые цепями зубчатые колеса, закрепленные на параллельных валах, и электрогенератор, кинематически связанный с одним из валов, расположены поярусно и симметрично относительно центральной стойки и связывают ее с периферийными стойками. Каждая лопасть выполнена вогнутой с наветренной стороны и снабжена ребрами. Механизм управления и коррекции поворота позволяет устанавливать лопасти под прямым углом к потоку, что повышает КПД установки. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая периферийную опору, контактирующую с круговым рельсом, поворотную центральную опору и транспортер, связывающий опоры и включающий шарнирно установленные на бесконечных силовых цепях лопасти с механизмами управления, охватываемые цепями зубчатые колеса, закрепленные на параллельных валах, и электрогенератор, кинематически связанный с одним из валов, отличающаяся тем, что, с целью повышения КПД, установка снабжена дополнительными транспортерами, каждый из которых имеет шарнирно установленные на бесконечных силовых цепях лопасти с механизмами управления, охватываемые цепями зубчатые колеса, закрепленные на параллельных валах, и электрогенератор, кинематически связанный с одним из валов, и дополнительной периферийной опорой, каждая опора выполнена в виде вертикальной стойки, транспортеры установлены на опорах поярусно и симметрично относительно центральной стойки, а последняя связана с двумя периферийными стойками при помощи транспортеров, а оси лопастей расположены под углом к оси зубчатых колес. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что механизм управления с лопастью выполнен в виде тросовой системы, связывающей периферийную часть каждой лопасти с шарниром одной из соседних лопастей. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что каждая лопасть снабжена ребрами, выполнена вогнутой с наветренной стороны, а ребра размещены на последней.