ПЛАНЕТАРНЫЙ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АГРЕГАТ Российский патент 2001 года по МПК F03D5/00 

Изобретение относится к экологически чистым энергетическим устройствам, в частности к установкам, использующим энергию ветра.

Известно устройство, преобразующее энергию ветра во вращение приводного вала, включающее основание с вертикальной осью, на которой установлена с возможностью поворота в горизонтальной плоскости рама с приводным валом, на котором закреплено ветроколесо (Политехнический словарь, М., Советская энциклопедия, 1976 г., стр.74).

К недостаткам известного устройства следует отнести громоздкость и высокую материалоемкость конструкции, а также низкий коэффициент использования энергии ветра.

Известен ветроэнергетический агрегат, включающий основание с осью, на которой установлена рама с поворотным статором и ветроколесом в виде закрепленного на приводном валу репеллера (Политехнический словарь, М., Советская энциклопедия, 1976 г., стр. 74).

Недостатком такой конструкции являются низкий коэффициент использования энергии ветра и высокая материалоемкость на единицу вырабатываемой энергии.

Наиболее близким техническим решением к изобретению служит ветроэнергетический агрегат, включающий приводной вал, связанный с ротором, и ветродвигатель с центральным ветроколесом и сателлитами (SU 1188365 МКИ F 03 D 3/02, 30.10.1985).

К недостаткам известного устройства следует отнести высокую сложность, громоздкость и материалоемкость конструкции, а также низкий коэффициент полезного действия.

Задачей настоящего изобретения служит повышение коэффициента использования энергии ветра и улучшение удельных характеристик установки, таких как материалоемкость и габаритные размеры на единицу вырабатываемой энергии.

Поставленная задача решается тем, что ветроколесо ветроэнергетического агрегата выполнено в виде планетарного механизма с устройством принудительного вращения сателлитов, которые имеют цилиндрическую и/или коническую форму, причем оси вращения сателлитов расположены под углом к оси вращения ротора ветроколеса.

Указанные отличительные признаки существенны.

Выполнение ветроколеса в виде планетарного механизма с вращающимися вокруг своей оси цилиндрическими и/или коническими сателлитами позволяет использовать аэродинамический эффект Магнуса для вращения ветроколеса. Использование эффекта Магнуса позволяет существенно увеличить коэффициент использования энергии ветра.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема агрегата.

На фиг. 2 - схема планетарного механизма.

Планетарный ветроэнергетический агрегат состоит из опоры 1 с вертикальной поворотной осью 2, на которой смонтирована рама 3 с поворотным статором 4 и электрогенератором 5. На валу 6 последнего закреплено ветроколесо в виде планетарного механизма 7, сателлиты 8 которого имеют вид цилиндра и/или конуса. Сателлиты 8 имеют устройства их принудительного вращения в виде электродвигателей 9, корпуса 10 которых соединены с ротором 11, закрепленным на валу 6. Перед сателлитами 8 установлен направляющий аппарат 12. Оси вращения 13 сателлитов 8 расположены под острым или тупым углом к оси вращения 14 ротора 11.

Агрегат работает следующим образом.

Поворотный статор 4 устанавливает ветроколесо против направления ветра. Включают электродвигатели 9, приводящие во вращение сателлиты 8. Потоки воздуха, проходя через направляющий аппарат 12, отклоняются и обтекают вращающиеся сателлиты 8. Создаваемое эффектом Магнуса боковое давление на сателлиты 8 заставляет вращаться ветроколесо. Крутящий момент через ротор 11 и вал 6 передается электрогенератору 5, который вырабатывает электроэнергию.

Такое устройство делает конструкцию агрегата компактной, а использование эффекта Магнуса повышает коэффициент использования энергии ветра.

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к экологически чистым энергетическим устройствам, использующим энергию ветра. Технический результат, заключающийся в повышении коэффициента использования энергии ветра и улучшении удельных характеристик установки, достигается за счет того, что в планетарном ветроэнергетическом агрегате, включающем приводной вал, связанный с ротором, и ветроколесо с сателлитами, согласно изобретению ветроколесо выполнено в виде планетарного механизма с устройством принудительного вращения сателлитов. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Планетарный ветроэнергетический агрегат, включающий приводной вал, связанный с ротором и ветроколесо с сателлитами, отличающийся тем, что ветроколесо выполнено в виде планетарного механизма с устройством принудительного вращения сателлитов. 2. Планетарный ветроэнергетический агрегат по п.1, отличающийся тем, что сателлиты имеют цилиндрическую и/или коническую форму. 3. Планетарный ветроэнергетический агрегат по п.1, отличающийся тем, что оси вращения сателлитов расположены под углом к оси вращения ротора.