БЛОК ВЕТРОГЕНЕРАТОРНОЙ ЛОКАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Российский патент 1999 года по МПК F03D9/00 

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к нетрадиционным способам и источникам получения энергии, как, например, создание экологически чистого блока ветроэлектростанций (ВЭС).

В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбран блок ветрогенераторной локальной электростанции, содержащий элементы вращения вала ротора электрогенератора с помощью энергии ветра (см. Я.И.Шефтер, И.В.Рождественский "Изобретения о ветродвигателях и ветроустановках", М.: Министерство сельского хозяйства СССР, 1957, с. 104, 105).

К недостаткам прототипа относятся усложнение конструкции, например, вала и его опор, а также уменьшение мощности двигателя (или ее колебание) в зависимости от частоты ВЭС.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении коэффициента полезного действия.

Технический результат заключается в создании экологически чистой конструкции блока ветрогенераторной локальной электростанции, позволяющей вырабатывать электроэнергию для потребителя, а также для осуществления подзарядки резервных аккумуляторов-накопителей.

Поставленная задача и указанный технический результат обеспечивается тем, что ветровой генератор состоит из четырех роторов, вращающихся относительно четырех неподвижных блоков статоров, причем в отверстиях каждого статора размещены токонесущие щетки, соединенные последовательно, а цилиндры роторов соединены и закреплены в один блок диском, в котором выполнены отверстия для вентиляции и охлаждения обмоток роторов и статоров, блок статоров жестко закреплен нижней крестовиной, ниже которой размещены крепежная площадка и стойка, при этом вал блока роторов закреплен жестко в центре турбины, вращение блока роторов осуществляется посредством опорных подшипников, один из которых кольцевого вида, причем опорные подшипники размещаются на площадке, на которой жестко закреплены трубки, их оси расположены перпендикулярно к каждой рабочей плоскости углублений турбины. Кроме того, для удобства замены щеток роторов в статорах выполнены отверстия, а для них схемные вкладыши, закрепленные винтами. Блок электростанции выполнен переносным размещением его на крышах зданий, на палубах кораблей, на автомобилях.

На фиг. 1 изображен разрез общего вида устройства ветрогенератора, как блока электростанции.

На фиг. 2 - разрез по А-А фиг 1.

На фиг. 3 - фрагмент замены токонесущих щеток, посредством отвинчивания винтов (шурупов) 22 крепящих щетки вкладышами 21 (повернуто на 90^o).

Блок электростанции состоит из роторов 1, 2, 3, 4, выполненных в виде цилиндров с коллекторами, обмотками и их последовательным соединением. Материалом служит ферромагнит статоров 5, 6, 7, 8, выполненных в виде цилиндров из ферромагнита с обмотками и их последовательным соединением; токонесущих щеток 9, которые могут быть сдвоенными и размещенными в отверстиях статоров (см. фиг. 3); диэлектрических трубок 10 с токопроводами, размещенными в них; верхнего диска 11 с отверстиями для вентиляции воздуха и охлаждения обмоток роторов и статоров, который крепит жестко в единый блок цилиндры роторов 1, 2, 3, 4; нижней крестовины 12, крепящей жестко в единый блок цилиндры статоров 5, 6, 7, 8; площадки 13, которая через крестовину 12 крепит ветрогенераторный блок с помощью болтов; стойки (столба) 14 для установки устройства в зоне ветров на определенной высоте; вала 15 блока роторов, крепящего жестко турбину для одновременного вращения блока роторов и турбины; турбины 16 с углублениями и с размещением рабочей плоскости углублений перпендикулярно к оси каждой конусной трубки; вспомогательной площадки 17 для размещения упорных подшипников и крепления конусных трубок и защитного зонта; подшипников 18, в том числе упорных, причем один из них кольцевого исполнения; конусных трубок 19, оси которых расположены перпендикулярно к каждой рабочей плоскости выемок турбины; зонта 20 защитного от воды и снега; вкладышей держателей 21 щеток 9 в отверстиях статоров 5, 6, 7, 8; винтов 22 (шурупов).

Принцип действия блока ветрогенераторной локальной электростанции:
блок роторов 1, 2, 3, 4 вращается относительно неподвижного блока статоров 5, 6, 7, 8, при этом в отверстиях каждого статора размещено не менее трех токонесущих щеток 9, которые соединены последовательно. Энергия поступает к потребителю через трубки 10 и токопровода. Диск 11 соединяет в один блок цилиндры роторов 1, 2, 3, 4. Для вентиляции и охлаждения обмоток роторов и статоров 5, 6, 7, 8 в диске 11 предусмотрены отверстия. Крестовина 12 закрепляет в один блок роторы и статоры, а ниже крестовины 12 размещаются крепежная площадка 13 и стойка (столб) 14, при этом вал блока роторов 15 закреплен жестко в центре турбины 16, а на площадке 17 с размещенными на ней опорными подшипниками 18 жестко закреплены конусные трубки 19, а сверху закреплен защищающий от снега и дождя зонт 20. Для удобства замены щеток роторов в статорах выполнены отверстия, а для них - съемные вкладыши 21, закрепленные винтами 22 (см. фиг. 3). Полученная энергия подается потребителю и параллельно используется для подзарядки резервных аккумуляторов-накопителей.

Блок ветрогенераторной локальной электростанции относится к области ветроэнергетики. Достигаемый технический результат заключается в создании экологически чистой конструкции блока ветрогенераторной локальной электростанции, позволяющей вырабатывать электроэнергию для потребителя, а также для осуществления подзарядки резервных аккумуляторов-накопителей. Ветровой генератор состоит из четырех роторов, вращающихся относительно четырех неподвижных блоков статоров, причем в отверстиях каждого статора размещены токонесущие щетки, соединенные последовательно, а цилиндры роторов соединены и закреплены в один блок диском, в котором выполнены отверстия для вентиляции и охлаждения обмоток роторов и статоров, блок статоров жестко закреплен нижней крестовиной, ниже которой размещены крепежная площадка и стойка, при этом вал блока роторов закреплен жестко в центре турбины, вращение блока роторов осуществляется посредством опорных подшипников, один из которых кольцевого вида, причем опорные подшипники размещаются на площадке, к которой жестко закреплены конусные трубки, их оси расположены перпендикулярно к каждой рабочей плоскости углублений турбины. Кроме того, для удобства замены щеток роторов в статорах выполнены отверстия, а для них съемные вкладыши, закрепленные винтами. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Блок ветрогенераторной локальной электростанции, содержащий элементы вращения вала ротора электрогенератора с помощью энергии ветра, отличающийся тем, что ветровой генератор состоит из четырех роторов, вращающихся относительно четырех неподвижных блоков статоров, причем в отверстиях каждого статора размещены токонесущие щетки, соединенные последовательно, а цилиндры роторов соединены и закреплены в один блок диском, в котором выполнены отверстия для вентиляции и охлаждения обмоток роторов и статоров, блок статоров жестко закреплен нижней крестовиной, ниже которой размещены крепежная площадка и стойка, при этом вал блока роторов закреплен жестко в центре турбины, вращение блока роторов осуществляется посредством опорных подшипников, один из которых кольцевого вида, причем опорные подшипники размещаются на площадке, к которой жестко закреплены конусные трубки, их оси расположены перпендикулярно к каждой рабочей плоскости углублений турбины. 2. Блок электростанции по п.1, отличающийся тем, что для удобства замены щеток роторов в статорах выполнены отверстия, а для них - съемные вкладыши, закрепленные винтами. 3. Блок электростанции по п.1, отличающийся тем, что он выполнен переносным с размещением его на крышах зданий, на палубах кораблей, на автомобилях.