ВЕТРОАГРЕГАТ Российский патент 1997 года по МПК F03D3/02 

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветродвигателям, преобразующим энергию ветра в полезную работу.

Известен ветроагрегат (патент России N 1225912 кл. F 03 D 5/00, автор И. И. Смульский, опубл. 23/04.86 г. Бюл. N 15), содержащий наклонный к горизонтальной плоскости ротор, который состоит из ступицы и закрепленных на ней винтовых лопастей и опирается на две опоры верхнюю и нижнюю. Недостатками такой конструкции являются необходимость ее ориентирования по направлению ветра, наличие силовой конструкции в виде башни или мачты для верхней опоры, необходимость специальной подъемной техники при установке ротора на верхнюю опору, сложность наращивания мощности за счет увеличения количества роторов.

Целью изобретения является увеличение мощности, упрощение конструкции и монтажа.

Для осуществления этой цели в ветроагрегат объединяются два и более роторов и по центру устанавливается подставка с устройством подъема для монтажа. Роторы установлены под углом к горизонтальной плоскости и вверху опираются друг на друга через общий узел, к которому шарнирно прикреплены корпуса подшипников каждого ротора. С верхней частью нижней опоры каждого ротора шарнирно соединен корпус нижнего подшипника ротора, нижняя часть опоры шарнирно соединена с опорной плиткой и застопорена в рабочем положении, а при монтаже верхняя часть опоры соединена тяговым устройством подъема с центральной подставкой.

На фиг. 1 схематически представлен ветроагрегат в виде разреза А-А, на фиг. 2 вид сверху на трехроторный ветроагрегат, на фиг. 3 на двухроторный.

Ветроагрегат содержит несколько роторов 1, каждый из которых состоит из ступицы и закрепленных на ней винтовых лопастей 2. Роторы установлены под углом к горизонтальной плоскости. Они вверху опираются друг на друга через общий узел 3, к которому на шарнирах 4 крепятся корпуса подшипников каждого ротора. С верхней частью нижней опоры 5 каждого ротора шарнирно соединен корпус нижнего подшипника ротора 6. Нижняя часть опоры 5 соединена шарниром 7 с опорной плитой 8, но в рабочем положении застопорена от проворачивания с помощью тяги 9 или подкоса (не показанного на схеме). В центре установлена подставка 10 с устройством подъема, которое может состоять из винта 11 и талрепов 12. Вместо талрепов может использоваться лебедка, закрепленная на подставке 10 и соединенная тросами с опорами 5. Поз. 13 показан ротор в нижнем положении. Нижние концы ротора через муфту 14 и редуктор 15 кинематически связаны с электрогенератором 16, которые крепятся на нижнем подшипниковом узле 6. В случае двухроторного ветроагрегата (фиг. 3) он фиксируется в рабочем положении двумя растяжками.

Ветроагрегат работает следующим образом. При монтаже на винт устройства подъема 11 устанавливается общий узел 3, к которому, а также к нижней опоре 5 подсоединяется ротор 13. После сборки всех роторов вращением винта 11 поднимается ветроагрегат за общий узел 3. Затем верхние части опор 5 соединяются тягами 9 с подставкой 10. Уменьшением длины тяг с помощью талрепов 12 или лебедки происходит дальнейший подъем ветроагрегата в рабочее положение. Затем нижние опоры 5 стопорятся и устройство подъема вместе с подставкой 10 может быть демонтировано.

Ветровой поток V₁ воздействует несимметрично на винтовые лопасти наклонного к ветру ротора 1 и приводит его во вращение. Ротор вращается в подшипниках (поз. 4 и 6). Крутящий момент через муфту 14, редуктор 15 передается на электрогенератор 16 и вырабатывается электроэнергия. Крутящий момент отсутствует, если ветер направлен перпендикулярно ротору, например, V₂. В этом случае при трехроторном ветроагрегате (фиг. 2) работают два других ротора и вырабатывается наименьшая мощность. Наиболее эффективное направление ветра V₁ или V₃. В этом случае работают три ротора. При промежуточных направлениях ветра суммарная мощность ветроагрегата будет находиться между этими двумя пределами.

Использование: применяется в ветроэнергетике. Сущность изобретения: ветроагрегат составляется из двух и более наклонных винтовых роторов. Роторы вверху опираются друг на друга через общий узел. Каждый ротор имеет нижнюю опору, которая шарнирно соединена с опорной плитой. Каждый ротор также шарнирно соединен со своими опорами, что обеспечивает возможность подъема ветроагрегата из нижнего положения в верхнее. В предложенной конструкции ветроприемные роторы одновременно являются несущими конструкциями. Башня или мачта для верхней опоры ротора здесь не используется. Конструкция неориентируемая и работает при любом направлении ветра. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Ветроагрегат, содержащий наклонный к горизонтальной плоскости ротор, который состоит из ступицы и закрепленных на ней винтовых лопастей, опирающийся на нижнюю и верхнюю опоры, отличающийся тем, что ветроагрегат состоит из двух и более роторов и центральной подставки с устройством подъема для монтажа, роторы вверху опираются друг на друга через общий узел, к которому шарнирно прикреплены корпуса подшипников каждого ротора. 2. Ветроагрегат по п. 1, отличающийся тем, что с верхней частью нижней опоры каждого ротора шарнирно соединен корпус нижнего подшипника ротора, а нижняя часть опоры шарнирно соединена с опорной плитой и застопорена в рабочем положении, а при монтаже верхняя часть опоры соединена тяговым устройством подъема с центральной подставкой.