АДАПТИВНОЕ ВЕТРОКОЛЕСО Российский патент 2013 года по МПК F03D7/02 

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к регулируемым ветроколесам.

Известны различные регулируемые ветроколеса [1], такие, например, как выводящиеся из-под ветра с воздушными тормозами. Однако наибольшее распространение получили ветроколеса с поворотными лопастями. Применяются схемы со стабилизаторами, с инерционными (центробежными) регуляторами, с поворотом лопасти под давлением ветра.

Наиболее распространены центробежные регуляторы [2, 3, 4], однако им присущи серьезные недостатки, связанные, например, с возникновением автоколебаний (под действием порывов ветра), недостаточной диссипацией энергии в системе, а также с необходимостью наличия грузов, что утяжеляет подвижную лопасть, негативно влияя на массогабаритные показатели ветроколеса.

Наиболее близким к заявленному является адаптивное ветроколесо [5] с электрическим приводом поворота лопастей, при этом двигатель с передачей устанавливается в ступице, ветроколесо закреплено на основании, которое может быть поворотным, соответственно, имеются лопасти с механизмом поворота, редуктор, основание, подшипники.

Существенным недостатком данного устройства является необходимость наличия вращающихся токосъемников со щетками, что усложняет конструкцию и понижает надежность из-за необходимости периодического обслуживания.

Изобретение направлено на устранение вращающегося токосъема, на обеспечение бесконтактности, т.е. повышение надежности, а также на обеспечение возможности наклона лопастей к горизонтальной оси ветроколеса.

Это достигается тем, что адаптивное ветроколесо, содержащее основание, подшипники, ступицу, основной вал, лопасти, роторы, имеющие магнитный контакт со статорами, установленными на основании, согласно изобретению имеет роторы, установленные на одних валах с червяками, которые связаны с червячными колесами, при этом сами червячные колеса установлены на одних валах с лопастями ветроколес, с возможностью наклона к горизонтальной оси ветроколеса.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено ветроколесо, вид сбоку в разложенном состоянии (разрез в боковой плоскости), на фиг.2 - в сложенном, фиг.3 - вид спереди на кинематическую схему.

Адаптивное ветроколесо содержит лопасти 1, основной горизонтальный вал 2, роторы 3 механизма поворота лопастей, червячные колеса 4, червяки 5 с валами 6, внутренний статор 7, внешний статор 8 системы наклона лопастей, статор 9 основного генератора, подшипники 10 вала червяка, ротор 11 основного генератора, башню 12 с поворотным устройством, шарниры 13, в которых вращаются валы червячных колес с закрепленными на них лопастями, поворотное устройство 14, несущее корпус 15.

Ветроколесо работает следующим образом: набегающий поток воздуха (на схеме направлен слева - направо), взаимодействуя с лопастями, приводит их во вращение, поскольку ветроколесо установлено за башней, направляющего устройства не требуется; при увеличении скорости ветра, а также возникновении аварийной ситуации на статоры 7 и 8 подается напряжение, обеспечивающее бегущее магнитное поле разной направленности, которое приводит к вращению роторов 3 и валов с червяками 5, которые в свою очередь взаимодействуют с червячными колесами 4, на валу которых в шарнире 13 установлены лопасти 1, которые в результате придают ветроколесу коническую форму, уменьшая при этом мидель поперечного сечения ветровому потоку, при этом скорость вращения уменьшается и повышаются бурезащитные свойства.

Технико-экономическим преимуществом заявленного адаптивного ветроколеса является отсутствие вращающегося токосъема, обеспечение бесконтактности, что обеспечивает возможность прохождения буревых порывов без существенного воздействия на силовые конструкции.

Источники информации

1. Фатеев Е.М. Ветродвигатели. - ГНТИ, Москва, 1962, с.67.

2. Патент РФ №2211366 / А.М.Литвиненко - Ветроколесо / Опубл. Б.И. №24 27.08.2003.

3. Патент РФ №2249720 / А.М.Литвиненко - Ветроколесо / Опубл. Б.И. №10 10.04.2005.

4. Ветроэнергетика / Под ред. Д. де Рензо, пер. с англ. Под ред. Я.И.Шефтера. - М.; Энергоатомиздат, 1982. - с.113, 3.10.

5. Александров В.Л. Воздушные винты. - Оборонгиз, Москва, 1951, с.59, ориг.37.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к регулируемым ветроколесам. Адаптивное ветроколесо содержит основание, подшипники, ступицу, основной вал, лопасти, роторы, имеющие магнитный контакт со статорами, установленными на основании. Роторы, установленные на одних валах с червяками, которые связаны с червячными колесами, установленными на одних валах с лопастями ветроколес. При возникновении аварийной ситуации на статоры подается напряжение, приводящее во вращение роторы и валы с червяками, взаимодействующими с червячными колесами, которые обеспечивают наклон лопастей к горизонтальной оси ветроколеса, придавая ему коническую форму. Достоинством данного адаптивного ветроколеса является отсутствие вращающегося токосъема, обеспечение бесконтактности, т.е. повышение надежности, а также реализация возможности прохождения буревых порывов без существенного воздействия на силовые конструкции. 3 ил.

Адаптивное ветроколесо, содержащее основание, подшипники, ступицу, основной вал, лопасти, роторы, имеющие магнитный контакт со статорами, установленными на основании, отличающееся тем, что роторы установлены на одних валах с червяками, которые связаны с червячными колесами, при этом сами червячные колеса установлены на одних валах с лопастями ветроколес, с возможностью их наклона к горизонтальной оси ветроколеса.