ПЕРЕДВИЖНАЯ ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ Российский патент 2000 года по МПК F03D11/04 

Предполагаемое изобретение относится к ветроэнергетике и касается часто перебазируемых ветроэлектрических станций, ориентированных преимущественно на работу в передвижных оленеводческих и промысловых бригадах.

Целью предполагаемого изобретения является снижение времени и трудоемкости работ по подготовке станции к работе после перебазирования на новое место.

Известна передвижная ветроустановка [ИР, 1990, N 4, 4-я обложка "Ветряки на нартах"], включающая трех- или шестилопастное ветроколесо, установленное на горизонтальном валу, закрепленном на вертикальной мачте. В комплект входят генератор, специальные нарты. Установка имеет три разнесенные опоры, одна из которых - это спецнарты, а две другие - выносные, опирающиеся на грунт, а также гибкие тяги, связывающие разнесенные опоры с мачтой.

Это техническое решение обеспечивает малое время по подготовке установки к работе, не требует высокой квалификации обслуживающего персонала, но не пригодно для использования в передвижных оленеводческих и промысловых бригадах из-за недостаточности мощности.

Известна передвижная ветроэнергетическая установка [Патент РФ N 2075643 от 31.01.95 г. , кл. F 03 D 11/04], включающая секционную мачту, гидроподъемное устройство, ветроколесо с лопастями, гондолу, генератор, трансмиссию, гибкие тяги, снабжена регулируемыми опорами, силовой обоймой, рядом опорных групп и периферийными опорами, каждая из опорных групп выполнена в виде последовательно соединенных приобойменной фермы, рычага и периферийной фермы, в опорной группе рычаги выполнены с возможностью поворота и фиксации в положении опирания их периферийными концами на грунт с образованием между грунтом и нижними частями обоймы проема по высоте и ширине определенно больших высоты и ширины транспортной платформы для перевозки ветроэнергетической установки. Периферийные опоры выполнены регулируемыми по высоте и, по крайней мере, одна периферийная опора снабжена штырем, выполненным с возможностью его заглубления в грунт. Ветроколесо установлено на горизонтальном валу. Гибкие тяги связывают секционную мачту с выносными регулируемыми опорами.

Дополнительно на периферийных опорах опорные элементы выполняют в виде емкостей под жидкость или сыпучую среду.

Для гарантии неповреждения при транспортировке и перебазировании установки ее собранную часть опирают на транспортной платформе нижней стороной обоймы с помощью специальных опорных узлов.

Монтаж включает транспортировку к месту монтажа составных частей установки и основания, установку ветроколеса и гондолы, последовательный подъем грузоподъемными средствами составных частей установки, при этом используют собранную на заводе часть, транспортную платформу перемещают на место монтажа до совпадения основания с номинально необходимым положением и временно фиксируют, образовывая арочный проем под силовой обоймой. Затем удаляют из проема транспортную платформу и производят подъем каждой секции мачты грузоподъемным средством.

Недостатком известной установки является то, что она конструктивно сложна и требует при монтаже привлечения специалистов высокой квалификации и специально оборудованную транспортную платформу, поэтому использование ее в передвижных оленеводческих и промысловых бригадах будет ограничено.

Наиболее близкой к предлагаемой является передвижная ветроэлектрическая станция [А. С. СССР N 1546700 от 27.04.88 г., кл. F 03 D 11/04], содержащая опорную мачту, прикрепленную к земле гибкими тягами, установленный на ней роторный ветродвигатель с горизонтальными траверсами и шарнирно закрепленными на них лопастями, электрогенератор, расположенный у основания мачты и кинематически связанный с ветродвигателем при помощи редуктора и трансмиссионного вала, установленного в полости мачты, и передвижную платформу. Трансмиссионный вал и опорная мачта выполнены телескопическими. Последняя шарнирно закреплена на платформе и снабжена механизмами подъема и выдвижения, горизонтальные траверсы установлены с возможностью складывания к мачте, а электрогенератор и редуктор смонтированы на платформе.

Известная станция исключает строительные работы по возведению фундамента, повышает быстроту развертывания и обеспечивает ее монтаж непосредственно на транспортной платформе, используемой в качестве опоры в течение всей работы станции.

Монтаж ее осуществляют вначале в заводских условиях. После чего постоянно соединенную с передвижной (транспортной) платформой станцию транспортируют в сложенном состоянии.

По месту работы поворачивают телескопическую мачту из горизонтального в вертикальное положение механизмом подъема. Опирают транспортную платформу о грунт через пару регулируемых по высоте опор. Соединяют верхнюю часть (секцию) телескопической мачты с гибкими тягами. Выдвигают телескопическую секцию, имеющую меньший диаметр, из нижерасположенной, имеющей больший диаметр секции мачты.

Недостатками известной станции является то, что она хотя и проще конструктивно предыдущей (описанной выше), но требует выполнения специальных работ по закреплению выносных регулируемых опор (грунтозацепов).

Иными словами, для закрепления станции необходимо под грунтозацепы выкопать ямы в замерзшем грунте при сильном морозе и ветре. Кроме того, приведение станции в вертикальное рабочее положение при пониженных температурах трудоемко и требует специальных навыков. Поэтому данная станция также непригодна для передвижных оленеводческих и промысловых бригад.

Цель заявленного нами технического решения достигается тем, что в предлагаемой ветроэлектрической станции, включающей роторный ветродвигатель с вертикальным валом и с закрепленными на нем лопастями, электрогенератор, кинематически связанный с роторным ветродвигателем, передвижную платформу с закрепленным да ней электрогенератором, снабженную выносными регулируемыми опорами, а вал ветродвигателя установлен в подшипниковой обойме, закрепленной неподвижно на передвижной платформе. Сама платформа установлена на полозья и снабжена аутригерами.

Достоинствами предлагаемой станции является то, что в ней нет телескопической мачты с гибкими тягами, т.е. роторный ветродвигатель установлен непосредственно на передвижной платформе. Таким образом снижается влияние парусного эффекта на опрокидывающий момент и как следствие на устойчивость станции.

Закрепление подшипниковой обоймы с помещенным в ней вертикальным валом роторного ветродвигателя на передвижной платформе упрощает конструкцию, а главное снижает время на подготовку станции к работе и упрощает ее обслуживание.

Использование полозьев облегчает передислокацию станции в зимнее время.

Применение в качестве выносных регулируемых опор аутригеров упрощает подготовку станции к работе, снижая время на монтаж.

Таким образом, кроме известных общих признаков (а именно: роторный ветродвигатель с вертикальным валом, закрепленные на нем лопасти, электрогенератор, кинематически связанный с роторным ветродвигателем, передвижная платформа с закрепленным на ней электрогенератором, выносные регулируемые опоры), приведенных в описании прототипа, предлагаемая станция содержит отличительные признаки, а именно: вал ветродвигателя установлен в подшипниковой обойме, закрепленной неподвижно на передвижной платформе, передвижная платформа установлена на полозья и выносные регулируемые опоры в виде аутригеров.

Нами не найдены технические решения, в которых используются все описанные выше признаки в единой конструкции для достижения аналогичной цели.

Поэтому считаем, что предлагаемая передвижная ветроэлектрическая станция обладает всеми признаками изобретения, соответствуя его критериям.

На фигурах и в материалах заявки обозначено: лопасти 1, вертикальный вал 2, махи 3, подшипники 4 и 5, подшипниковая обойма 6, ребра 7, платформа 8, узел отбора мощности 9, электрогенератор 10, аутригеры 11, полозья 12, буксирная тяга 13.

На фиг. 1 представлен вид станции сбоку; на фиг. 2 - вид станции сзади.

Предлагаемая станция имеет лопасти 1, закрепленные на вертикальном валу 2 с помощью махов 3. Вал 2 подшипниками 4 и 5 закреплен в подшипниковой обойме 6, ребрами 7 соединенной с платформой 8. К нижнему концу вала 2 присоединен узел отбора мощности 9 от ветроколеса, кинематически связанного с электрогенератором 10, установленным на платформе 8, оборудованной аутригерами 11, полозьями 12 и буксирной тягой 13.

Для транспортировки станции необходимо аутригеры 11 перевести в транспортное положение 11 (вверх) (см. фиг. 2) и буксирную тягу 13 соединить с крюком транспортирующего средства.

Для приведения станции в рабочее положение после передислокации необходимо перевести аутригеры 11 в положение 1 и опереться ими на грунт.

Работает станция следующим образом: ветер, воздействия на лопасти 1, вращает вертикальный вал 2. Усилие через узел отбора мощности 9 передается на генератор 10.

Боковая нагрузка от ветра на лопасти и вал передается с них на подшипники 4 и 5 подшипниковой обоймы 6, ребра 7, платформу 8 и опоры аутригеров 11.

Применение в качестве рабочего органа ветроколеса роторного типа с вертикальной осью вращения позволяет снизить высоту станции и как следствие опрокидывающий момент от боковой ветровой нагрузки, что позволяет использовать эту станцию без гибких тяг, заякоренных за грунт при сравнительно высоких мощностях (до 10 кВт), достаточных для обеспечения электроэнергией передвижных оленеводческих или промысловых бригад.

Малая высота ветроколеса обеспечивает устойчивость станции от опрокидывания при транспортировке ее на собственных полозьях с поднятыми аутригерами при скоростях ветра до 10-12 м/с, не предпринимая дополнительных мер по повышению устойчивости (частичная разборка, установка противовеса и др.). Члены передвижной бригады могут без посторонней помощи, пройдя инструктаж и получив навыки, самостоятельно эксплуатировать предлагаемую передвижную ветроэлектрическую станцию.

Изобретение относится к ветроэнергетике и касается часто перебазируемых ветроэлектрических станций, ориентированных преимущественно на работу в передвижных оленеводческих и промысловых бригадах. Технический результат, заключающийся в снижении времени трудоемкости работ по подготовке станции к работе после перебазирования на новое место, обеспечивается за счет того, что передвижная ветроэлектрическая станция содержит роторный ветродвигатель с вертикальным валом и с закрепленными на нем лопастями, электрогенератор, кинематически связанный с ветродвигателем, передвижную платформу с закрепленным на ней электрогенератором, снабженную регулируемыми опорами, согласно изобретению, вал ветродвигателя установлен в подшипниковой обойме, закрепленной неподвижно на передвижной платформе, последняя установлена на полозья и снабжена аутригерами. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Передвижная ветроэлектрическая станция, содержащая роторный ветродвигатель с вертикальным валом и с закрепленными на нем лопастями, электрогенератор, кинематически связанный с ветродвигателем, передвижную платформу с закрепленным на ней электрогенератором, снабженную регулируемыми опорами, отличающаяся тем, что вал ветродвигателя установлен в подшипниковой обойме, закрепленной неподвижно на передвижной платформе. 2. Станция по п.1, отличающаяся тем, что платформа установлена на полозья. 3. Станция по п.1, отличающаяся тем, что платформа снабжена аутригерами.