ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2008 года по МПК F03D3/06 F03D9/00 

Описание патента на изобретение RU2330989C1

Изобретение относится к области малой энергетики и может быть использовано для создания морской ветроэнергетической установки большой мощности для глубоких участков акватории.

Известна энергетическая установка, содержащая кольцевой понтон-ротор, снабженная ветровоспринимающими рабочими органами (лопастями) и гибкими элементами связи ротора со ступицами преобразователя энергии (см. патент РФ №2119092, БИ №26, 1998 г.).

Недостатком этого решения является наличие стационарного основания, что препятствует его использованию на глубоких участках акватории.

Известна также Ветроэнергетическая установка, содержащая кольцевой понтон-ротор, размещенный с возможностью вращения вокруг центральной неподвижной башни, поворотные лопасти, выполненные с возможностью вращения вокруг вертикальных осей, гибкие тяги, связанные со ступицей преобразователя энергии, установленной с возможностью вращения вокруг продольной оси неподвижной башни (см. патент РФ №2187018, БИ №22, 2002 г.).

Недостатком прототипа является наличие стационарного основания, что препятствует его использованию на глубоких участках акватории.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое решение, выражается в расширении функциональных возможностей ветроэнергетической установки.

Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи, выражается в достижении возможности работать на больших глубинах.

Поставленная задача решается тем, что ветроэнергетическая установка, содержащая преобразователь энергии, кольцевой понтон, размещенный с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, поворотные лопасти, выполненные с возможностью вращения вокруг вертикальных осей, гибкие тяги, связанные с кольцевым понтоном и со ступицей преобразователя энергии, установленной с возможностью вращения соосно с кольцевым понтоном, отличается тем, что преобразователь энергии установлен на поворотной платформе, оснащенной лопастями, размещенными в воде с возможностью поворота вокруг вертикальных осей посредством приводов поворота, установленных на поворотной платформе, причем поворотная платформа установлена на дополнительном понтоне, размещенном на водной поверхности так, что он окружен кольцевым понтоном.

Кроме того, дополнительный понтон снабжен вертикальным подводным рулем, выполненным в виде поворотной лопасти.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствуют о его соответствии критерию «новизна».

При этом признаки отличительной части формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признаки «...преобразователь энергии установлен на поворотной платформе ...» и «...поворотная платформа установлена на дополнительном понтоне, размещенном на водной поверхности так, что он окружен кольцевым понтоном» позволяют отказаться от использования стационарного основания и, таким образом, получить полностью плавучую конструкцию, способную работать на больших глубинах.

Признаки «...оснащенной лопастями, размещенными в воде с возможностью поворота вокруг вертикальных осей посредством приводов поворота, установленных на поворотной платформе...» позволяют получить требуемое направление перемещения за счет энергии ветра, в частности компенсирующее дрейф под действием течений и ветрового напора.

Признаки «...дополнительный понтон снабжен вертикальным подводным рулем, выполненным в виде поворотной лопасти» позволяют стабилизировать угловое положение дополнительного понтона и требуемое направление перемещения.

Сущность предлагаемого решения поясняется чертежом, на котором представлена ветроэнергетическая установка в двух проекциях.

На чертеже обозначено: 1 - центральная башня, 2 - кольцевая палуба, 3 - поворотные лопасти ветротурбины, 4 - гибкие тяги, 5 - ступица преобразователя энергии, 6 - кольцевой понтон, 7 - дополнительный понтон, 8 - подводные лопасти, 9 - приводы поворота подводных лопастей, 10 - электрогенератор, 11 - поворотная платформа, 12 - зубчатая передача, 13 - подводный руль, 14 - привод поворота подводного руля. Точкой О1 обозначен центр поворотной платформы 11, точка O2 - мгновенный центр поворота поворотной платформы 11.

Ветроэнергетическая установка представляет собой крупногабаритный плавучий ротор в виде кольцевого понтона 6, оснащенного поворотными лопастями 3 ветротурбины (приводы поворота лопастей 3 условно не показаны). Преобразователь энергии представляет собой электрогенератор 10, вал которого соединен зубчатой передачей 12 со ступицей 5. Надводная часть кольцевого понтона 6 (кольцевая палуба 2) связана гибкими тягами 4 со ступицей 5 преобразователя энергии. Электрогенератор 10 установлен на поворотной платформе 11, которая, в свою очередь, установлена на дополнительном понтоне 7, размещенном на водной поверхности так, что он окружен кольцевым понтоном 6. На поворотной платформе 11 на одинаковом расстоянии от ее центра O1 размещены несколько подводных лопастей 8 с возможностью поворота вокруг вертикальных осей посредством приводов поворота 9. Кроме того, на дополнительном понтоне 7 установлен вертикальный подводный руль 13 с возможностью поворота посредством привода 14. Центральная башня 1 установлена на дополнительном понтоне 7.

Ветроэнергетическая установка работает следующим образом. За счет взаимодействия лопастей 3 ветротурбины с ветровыми потоками кольцевой понтон 6 приводится во вращение с угловой скоростью ω1. При этом через систему гибких тяг 4 с такой же скоростью будет вращаться ступица 5 преобразователя энергии. Под действием крутящего момента, передающегося на поворотную платформу 11 через преобразователь энергии, поворотная платформа приводится во вращение с угловой скоростью ω2. По мере вращения поворотной платформы 7 поворачивают подводные лопасти 8 посредством приводов 9 вокруг вертикальных осей так, чтобы плоскости подводных лопастей располагались перпендикулярно к линиям, соединяющим их с точкой О2 - мгновенным центром поворота. Вертикальный подводный руль 13 помогает поддержать требуемое направление перемещения ветроэнергетической установки и одновременно стабилизирует угловое положение дополнительного понтона 7, удерживающего наплаву центральную башню 1 и поворотную платформу 11. Таким образом, происходит непрерывное линейное перемещение ветроэнергетической установки в требуемом направлении из-за поворота вокруг динамически изменяющегося центра поворота О2, смещенного относительно центра поворотной платформы 7 (точки O1) по перпендикуляру к требуемому направлению перемещения. При необходимости изменяют момент нагрузки преобразователя энергии, что приводит к изменению угловой скорости ω2 и, следовательно, изменению скорости перемещения ветроэнергетической установки.

В результате реализации предлагаемого изобретения появляется возможность получать энергию ветра на глубоководных участках морей с компенсацией дрейфа плавучей ветроэнергетической установки за счет ее активного перемещения без применения дополнительных буксировочных судов.

Похожие патенты RU2330989C1

название год авторы номер документа
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2012
  • Чебоксаров Виктор Валерьевич
  • Бобошко Сергей Владимирович
RU2490514C1
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2018
  • Чебоксаров Виктор Валериевич
RU2692682C1
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2018
  • Чебоксаров Виктор Валериевич
RU2691865C1
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2006
  • Чебоксаров Валерий Викулович
  • Чебоксаров Виктор Валерьевич
RU2334121C2
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2008
  • Чебоксаров Валерий Викулович
  • Чебоксаров Виктор Валериевич
RU2381381C1
СПОСОБ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНОГО ОБЪЕКТА НА ПЛАВУЧЕМ ОСНОВАНИИ 2006
  • Чебоксаров Валерий Викулович
  • Чебоксаров Виктор Валерьевич
RU2330786C1
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА НА ВОДНОЙ ПОВЕРХНОСТИ 2009
  • Чебоксаров Валерий Викулович
  • Чебоксаров Виктор Валерьевич
RU2405969C1
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2011
  • Чебоксаров Виктор Валерьевич
RU2479749C1
ГИРЛЯНДНАЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ 2011
  • Занегин Леонид Александрович
  • Петров Юрий Леонтьевич
  • Бурашников Владимир Ростеславович
  • Марков Иван Львович
RU2466296C1
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2008
  • Занегин Леонид Александрович
  • Петров Юрий Леонтьевич
  • Шухинкова Екатерина Геннадьевна
RU2387871C1

Реферат патента 2008 года ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к области малой энергетики и может быть использовано для создания морской ветроэнергетической установки большой мощности для глубоких участков акватории. Ветроэнергетическая установка содержит преобразователь энергии, кольцевой понтон, поворотные лопасти, гибкие тяги. Кольцевой понтон размещен с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Поворотные лопасти выполнены с возможностью вращения вокруг вертикальных осей. Гибкие тяги связаны с кольцевым понтоном и со ступицей преобразователя энергии, установленной с возможностью вращения соосно с кольцевым понтоном. Преобразователь энергии установлен на поворотной платформе. Поворотная платформа оснащена лопастями, размещенными в воде с возможностью поворота вокруг вертикальных осей посредством приводов поворота, установленных на поворотной платформе. Поворотная платформа установлена на дополнительном понтоне, размещенном на водной поверхности так, что он окружен кольцевым понтоном. Дополнительный понтон снабжен вертикальным подводным рулем, выполненным в виде поворотной лопасти. Техническим результатом является достижение возможности работать на больших глубинах. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения RU 2 330 989 C1

1. Ветроэнергетическая установка, содержащая преобразователь энергии, кольцевой понтон, размещенный с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, поворотные лопасти, выполненные с возможностью вращения вокруг вертикальных осей, гибкие тяги, связанные с кольцевым понтоном и со ступицей преобразователя энергии, установленной с возможностью вращения соосно с кольцевым понтоном, отличающаяся тем, что преобразователь энергии установлен на поворотной платформе, оснащенной лопастями, размещенными в воде с возможностью поворота вокруг вертикальных осей посредством приводов поворота, установленных на поворотной платформе, причем поворотная платформа установлена на дополнительном понтоне, размещенном на водной поверхности так, что он окружен кольцевым понтоном.2. Ветроэнергетическая установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительный понтон снабжен вертикальным подводным рулем, выполненным в виде поворотной лопасти.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2330989C1

ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2001
  • Чебоксаров В.В.
  • Чебоксаров В.В.
  • Беккер А.Т.
  • Змеу К.В.
RU2187018C1
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 1996
  • Чебоксаров В.В.
  • Змеу К.В.
RU2119092C1
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО С ДИФФУЗОРОМ (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ПРЕДОХРАНЕНИЯ ЕГО ОТ РАЗРУШАЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ АТМОСФЕРНЫХ ЯВЛЕНИЙ И СПОСОБ РАЗВЕРТЫВАНИЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ СЖАТОГО ВОЗДУХА 1999
  • Малышкин В.М.
  • Калашников С.П.
RU2173790C2
US 4050246 А, 27.09.1977
DE 202005013124 U1, 22.12.2005
JP 57160795 A, 04.10.1982.

RU 2 330 989 C1

Авторы

Чебоксаров Валерий Викулович

Чебоксаров Виктор Валерьевич

Даты

2008-08-10Публикация

2006-12-21Подача