ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1995 года по МПК F03D5/06 

Изобретение относится к ветроэнергетике и касается ветроэнергетических установок.

Известна ветроэнергетическая установка (см. патент США N 4084102, кл. 290-55, 1976), однако из-за недостаточной устойчивости рабочего органа установка не обладает необходимой надежностью при эксплуатации.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является ветроэнергетическая установка, содержащая подвешенный на подъемном устройстве ветровоспринимающий рабочий орган и связанный с ним при помощи гибкого вала генератор, установленный на наземном основании, в которой рабочий орган выполнен в виде эластичного ячеистого полотнища, изогнутого по винтовой поверхности, и строп, подсоединенных к углам его ячеек, а гибкий вал выполнен в виде двух тросов, соединенных между собой при помощи равномерно расположенных поперечных стержней, нижний из которых соединен с генератором, а верхний - со стропами (см. а.с. СССР N 1302011, 1987).

Недостатками описанного выше технического решения являются невысокий КПД, большая стоимость в связи с необходимостью использования подъемных устройств.

Целью изобретения является повышение КПД и надежности установки.

Цель достигается тем, что в ветроэнергетической установке, содержащей шарнирно установленный в корпусе рабочий орган с двуплечим рычагом, связанным трансмиссией, включающей основные горизонтальный вал и храповый механизм, с генератором, двуплечий рычаг снабжен куполом, установленным в верхней его части и выполненным в виде дисков и расположенных между ними пенопластовых прокладок, диаметр которых больше диаметра дисков, трансмиссия снабжена направляющими, подпружиненным противовесом, расположенным в последних с возможностью перемещения, двумя барабанами, один из которых связан с рычагом, а другой - с противовесом, дополнительными храповым механизмом и тремя горизонтальными валами, последние и основной установлены попарно и связаны между собой посредством зубчатой передачи, при этом каждая пара валов установлена параллельно друг другу, валы каждой пары соосно, барабаны и храповые механизмы размещены на концах соответствующих валов каждой пары, а свободный конец одного из валов связан с генератором. Кроме того, ветроэнергетическая установка снабжена дополнительным генератором, связанным со свободным концом одного из горизонтальных валов.

На фиг. 1 изображена ветроэнергетическая установка, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - два соосных вала, соединенных между собой посредством малого рычага и храпового колеса с собачкой, и генератор, т. е. передача от рабочего органа к генератору.

Ветроэнергетическая установка состоит из корпуса 1, на котором шарнирно установлен рабочий орган, состоящий из двуплечего рычага 2 и купола, набранного из металлических дисков 3, например из дюраля, и пенопластовых прокладок 4 большего диаметра. Двуплечий рычаг 2 выполнен с большим рычагом, составленным из отдельных секций для достижения необходимой высоты рабочего органа, а также для удобства монтажа. Рабочий орган посредством каната 5 через блок направляющих роликов 6 соединен с барабаном 7, сидящим на валу 8, на котором закреплены шестерня 9 и малый рычаг 10 с храповой собачкой 11. С валом 8 соосно соединен вал 12 с храповым колесом 13 и шестерней 14, конец которого соединен с двигателем 15. Шестерня 9 связана с шестерней 16, которая сидит на валу 17 и связана с шестерней 18, сидящей на валу 19 с барабаном 20 на одном конце, канат 21 которого связан с подпружиненным противовесом 22, и малым рычагом 23 с храповой собачкой 24. С валом 19 соосно соединен вал 25, на котором сидит храповое колесо 26 и шестерня 27, связанная с шестерней 14.

Для возможности поворота рабочего органа служат поворотная рама 28 и находящаяся внутри нее ось 29 рабочего органа. Нижний конец короткого плеча двуплечего рычага снабжен резиновым кольцом 30 для амортизации ударов рабочего органа о корпус.

Под давлением ветра купол (выполняющий функцию паруса) поворачивает длинное плечо 2 двуплечего рычага рабочего органа, например, слева направо. Так как ось 29 находится в поворотной раме 28, короткое плечо двуплечего рычага повернется справа налево.

Канат 5 рабочего органа, один конец которого привязан к концу короткого плеча двуплечего рычага 2, потянет его за собой через направляющие ролики 6. Второй конец каната 5, который намотан на барабан 7, повернет его справа налево. Так как барабан 7 и малая шестерня 9 сидят на общем валу 8, и шестерня 9 повернется справа налево. В эту же сторону повернется и шестерня 18, соединенная с шестерней 9 через ведомую шестерню 16
В это же время на барабан 20 начинает наматываться канат 21, при этом противовес 22, прикрепленный к другому концу каната 21, поднимается вверх по направляющей.

К концу рабочего хода резиновое кольцо 30 самортизирует удар. Противовес 22, находящийся в верхнем положении, под действием своей тяжести опустится вниз, разматывая канат 21 барабана 20. В это время канат 5 будет наматываться на барабан 7. При этом храповая собачка 24 будет делать рабочий ход, поворачивая храповое колесо 26 слева направо, а храповая собачка 11 будет вхолостую перескакивать по зубьям храпового колеса 13, делая второй рабочий ход.

Если канат одного барабана разматывается, рабочий ход делается от силы тяжести противовеса, а на другой барабан в это время наматывается канат, и так повторяется, пока имеется колебание воздуха в каком-либо направлении.

Длинное плечо двуплечего рычага может быть больше короткого плеча в 10-15 раз. Вал генератора вращается в одном направлении.

Использование предлагаемого изобретения по сравнению с существующими позволит получать электроэнергию практически постоянно, так как установка реагирует даже на малые колебания воздуха. Устройство может быть собрано в течение нескольких минут и работать в любой зоне, даже с малыми ветрами.

Использование: в ветроэнергетике. Сущность изобретения: в ветроэнергетической установке двуплечий рычаг снабжен куполом, установленным в верхней его части и выполненным в виде дисков и расположенных между ними пенопластовых прокладок, диаметр которых больше диаметра дисков. Трансмиссия снабжена направляющими, подпружиненным противовесом, расположенным в последних с возможностью перемещения, двумя барабанами, один из которых связан с рычагом, а другой - с противовесом, дополнительным храповым механизмом и тремя горизонтальными валами, последние и основной установлены попарно и связаны между собой посредством зубчатой передачи, при этом каждая пара валов установлена параллельно друг друг, валы каждой пары-соосно, барабаны и храповые механизмы размещены на концах соответствующих валов каждой пары, а свободный конец одного из валов связан с генератором. Установка снабжена доподнительным генератором, связанным со свободным концом одного из горизонтальных валов. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА, содержащая шарнирно установленный в корпусе рабочий орган с двуплечим рычагом, связанным трансмиссией, включающей основные горизонтальный вал и храповый механизм, с генератором, отличающаяся тем, что, с целью увеличения КПД и повышения надежности, двуплечий рычаг снабжен куполом, установленным в верхней его части и выполненным в виде дисков и расположенных между ними пенопластовых прокладок, диаметр которых больше диаметра дисков, трансмиссия снабжена направляющими, подпружиненным противовесом, расположенным в последних с возможностью перемещения, двумя барабанами, один из которых связан с рычагом, а другой - с противовесом, дополнительными храповым механизмом и тремя горизонтальными валами, последние и основной установлены попарно и связаны между собой посредством зубчатой передачи, при этом каждая пара валов установлена параллельно друг другу, валы каждой пары соосно, барабаны и храповые механизмы размещены на концах соответствующих валов каждой пары, а свободный конец одного из валов связан с генератором. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что установка снабжена дополнительным генератором, связанным со свободным концом одного из горизонтальных валов.