СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПУСКА И ПОВЫШЕНИЯ МОЩНОСТИ ВЕТРОЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Российский патент 2002 года по МПК F03D1/00 

Изобретение относится к области энергетики, а именно к ветроэнергетике.

Известен способ повышения мощности ветроэлектростанции по авторскому свидетельству СССР 55996 (1), где происходит воздействие на поток воздуха путем его сжатия за счет центробежной силы на концах полых лопастей пропеллера при его вращении, причем набегающий поток воздуха подают внутрь лопастей через центральный диффузор и выпускают наружу.

Недостатком такой и других (2) ветроэлектростанций является невозможность их запуска под нагрузкой.

Ближайшим прототипом следует считать патент России 2136958 (3), предлагающий ветроэнергетическое устройство, содержащее пропеллер с полыми лопастями, входной центральный диффузор и генератор электрического тока, в котором способ повышения мощности и запуска ветроэлектростанции осуществляется путем всасывания набегающего потока воздуха внутрь полых лопастей пропеллера через центральный диффузор, сжатия воздуха за счет центробежной силы и выпуска наружу через сопла.

Задача изобретения реализуется путем получения и хранения дополнительной пневматической энергии сжатого воздуха для запуска ветроэлектростанции и использования тех же выпускных реактивных сопел, расположенных тангенциально на концах лопастей.

Изобретение поясняется чертежом.

Ветроэлектростанция состоит из трех-четырехлопастного полого пропеллера 1, на концах которого тангенциально расположены сопла 2. В центре пропеллера установлен регулируемый диффузор 4 с предохранительной сеткой 3, внутри которого помещена катушка электромагнита, управляющая входным клапаном 5, которой в открытом состоянии обеспечивает штатную работу, а в закрытом состоянии - запуск станции.

При штатной работе клапан 5 открыт под воздействием пружины 6. Внутри каждой лопасти размещены трубки 7 отбора части сжатого воздуха с концов лопастей через управляющий клапан 8 в емкость 9 сжатого воздуха для запуска. На емкости установлен датчик давления 10, свидетельствующий о том, что станция готова к запуску. Все эти управляющие агрегаты станции заключены в конический обтекатель 11, который вместе с пропеллером 1 образует вращающуюся часть ветроэлектростанции, связанную с валом электрогенератора 13.

На донышке корпуса 14 расположен токосъемник 12, обеспечивающий подачу электрического напряжения на катушку электромагнита, расположенного внутри диффузора 4, управляющий клапан 8 и выход управляющего сигнала с датчика давления 10.

Электрогенератор 13 установлен в коническом обтекателе 14, имеющем возможность поворачиваться вокруг оси опоры 15 с помощью управляющего двигателя 16 и зубчатой рейки 17.

В вершине конуса этого обтекателя установлена мигающая красная лампа безопасности 18.

Ветроэлектростанция работает следующим образом.

Набегающий поток воздуха через предохранительную сетку 3 и через открытый управляемый электромагнитный клапан 5 и диффузор 4 всасывают в полости пропеллера к реактивным соплам 2. Под действием центробежной силы повышают давление воздуха к концу лопасти и выпускают его наружу через тангенциально расположенные реактивные сопла 2 и создают дополнительную силу для вращения пропеллера. Часть сжатого воздуха нагнетают через встроенные в лопасть трубки 7 и управляющий клапан 8 в емкость сжатого газа 9 для запуска станции, который осуществляют путем закрытия диффузорного клапана 5, при этом сжатый воздух направляют в те же тангенциально расположенные реактивные сопла 2, а клапан 8 нагнетания воздуха в емкость 9 открывают.

Крутящий момент вращения пропеллера 1 и конусного обтекателя передают на вал электрогенератора 13, вырабатывающего электрический ток.

Электрические цепи управления агрегатами вращающегося блока через токосъемник 12 связывают по кабелю с автоматикой ветроэлектростанции.

Запуск ветроэлектростанции осуществляют следующим образом: при помощи катушки 3, расположенной внутри диффузора 4, закрывают клапан 5, а затем открывают клапан 8, в результате чего перепускают воздух в ставшие замкнутыми полости пропеллера и выпускают его через те же рабочие сопла 2, установленные тангенциально на концах лопастей, и создают реактивное усилие для прокрутки пропеллера под нагрузкой.

Для обеспечения заданного направления ветроэлектростанции на набегающий поток воздуха поворачивают ее относительно оси опоры 15 с помощью электродвигателя 16 и зубчатой рейки 17.

Источники
1. Авторское свидетельство СССР 55996 (F 03 D 1/00) с приоритетом 16 сентября 1937 года.

2. Мак-Вейг. "Применение солнечной энергии", Энергоиздат, 1981 г., стр. 156 и 158.

3. Патент России 2136958, F 03 D 1/00, 10.09.1999 г.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Технический результат, заключающийся в повышении мощности ветроэлектростанции и запуске ее под нагрузкой, обеспечивается за счет того, что в способе повышения мощности и запуска ветроэлектростанции путем всасывания набегающего потока воздуха внутрь полых лопастей пропеллера через центральный диффузор, сжатия воздуха за счет центробежной силы и выпуска наружу через сопла, согласно изобретению воздух засасывают через предохранительную сетку и управляемый электромагнитный клапан, встроенный в конструкцию диффузора, который при штатной работе ветроэлектростанции открывают, обеспечивая проход воздуха к реактивным соплам, причем часть сжатого воздуха нагнетают через встроенные в лопасти трубки и через управляющий клапан в емкость сжатого газа, после наполнения которой управляющий клапан закрывают, запуск станции осуществляют путем закрытия диффузорного клапана, а сжатый воздух для запуска направляют в те же тангенциально расположенные реактивные сопла, при этом управляющий клапан открывают. Указанный способ реализуется в соответствующей ветроэлектростанции. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ повышения мощности и запуска ветроэлектростанции путем всасывания набегающего потока воздуха внутрь полых лопастей пропеллера через центральный диффузор, сжатия воздуха за счет центробежной силы и выпуска наружу через сопла, отличающийся тем, что воздух засасывают через предохранительную сетку и управляемый электромагнитный клапан, встроенный в конструкцию диффузора, который при штатной работе ветроэлектростанции открывают, обеспечивая проход воздуха к реактивным соплам, причем часть сжатого воздуха нагнетают через встроенные в лопасти трубки и через управляющий клапан в емкость сжатого газа, после наполнения которой управляющий клапан закрывают, запуск станции осуществляют путем закрытия диффузорного клапана, а сжатый воздух для запуска направляют в те же тангенциально расположенные реактивные сопла, при этом управляющий клапан открывают. 2. Ветроэлектростанция, состоящая из пропеллера с полыми лопастями, входного центрального диффузора и генератора электрического тока, отличающаяся тем, что на концах полых лопастей установлены реактивные сопла, а входной диффузор имеет предохранительную сетку, причем внутри диффузора расположена катушка электромагнитного клапана, который в открытом состоянии имеет возможность обеспечивать штатную работу, а в закрытом состоянии - запуск станции, внутри каждой лопасти размещены трубки отбора части сжатого воздуха с концов лопастей, имеющие возможность направлять его через управляющий клапан в емкость сжатого воздуха для запуска, на которой установлен датчик давления, имеющий возможность свидетельствовать о том, что станция готова к запуску, при этом все управляющие агрегаты станции и емкость запуска размещены в единой вращающейся конструкции, связанной с валом электрогенератора.