ВЕТРОУСТАНОВКА Российский патент 2020 года по МПК F03D1/06 F03D7/02 

Описание патента на изобретение RU2721928C1

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветроустановкам.

Известна ветроустановка, имеющая приспособление для регулирования вертикальных ветряных двигателей, с поворотно установленным на хвостовике ветряка рулем (Патент SU №29805, F03D 7/02, 10.04.1932) [1].

Недостатком известного устройства является то, что оно имеет сложную конструкцию.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является ветроколесо, содержащее горизонтальную ось вращения с радиальными махами и установленные на них с возможностью поворота лопасти выполненные в виде полуцилиндра, образующие которого расположены перпендикулярно маху (Патент SU №1150394, F03D 1/06, 15.04.1985) [2].

Недостатками данного устройства являются тихоходность, отсутствие механизма регулирования угла поворота лопастей и громоздкость.

Задачей изобретения является создание ветроустановки для преобразования энергии ветра в механическую или электрическую энергию с улучшенными эксплуатационными свойствами.

Сущность изобретения заключается в следующем. Ветроустановка содержит ветроколесо с горизонтальной осью вращения с радиальными махами и установленные на них с возможностью поворота лопасти, которые размещены на концах махов крестообразно. Кроме того в состав установки входит генератор, который кинематически связан с валом ветроколеса. Каждая лопасть ветроустановки выполнена в виде крыла и снабжена механизмами ее поворота в продольной и поперечной плоскостях. Каждый из названных механизмов содержит сервоприводы, многоканальный контроллер управления, приемник радиосигнала, контроллер заряда, аккумуляторную батарею, солнечную батарею и аксиальный генератор на постоянных магнитах. Названные устройства скоммутированы между собой. Каждый сервопривод механизма поворота лопасти в продольной плоскости жестко соединен с махом и посредством зубчатой передачи скоммутирован с шарниром поворота лопасти в продольной плоскости, а каждый сервопривод механизма поворота лопасти в поперечной плоскости жестко соединен с шарниром поворота лопасти в продольной плоскости и посредством зубчатой передачи скоммутирован с шарниром поворота лопасти в поперечной плоскости. Кроме того, махи соединены между собой посредством растяжек и с валом ветроколеса с помощью тяжей.

В совокупности это позволяет создать ветроустановку с высоким коэффициентом использования энергии ветра. Механизм изменения угла лопастей в продольной и поперечной плоскостях дает возможность для получения максимальной мощности при разных скоростях ветра, а также для регулирования мощности при изменении нагрузки потребителя и штормовом ветре.

На фиг. 1, 2, 3 и 4 изображена ветроустановка. При этом на фиг. 1 показан вид сбоку, на фиг. 2 - вид спереди (вид А), на фиг. 3 - кинематическая схема механизма поворота лопастей, на фиг. 4 - принципиальная схема управления механизмом поворота лопастей.

Ветроустановка содержит фундамент 1, на котором размещена башня 2 с поворачивающейся гондолой 13. Гондола 13 снабжена флюгером 15, генератором 14, постоянными магнитами (не показаны) аксиального генератора 12 и валом ветроколеса 7. На валу ветроколеса 7 расположены электромагнитные катушки (не показаны) аксиального генератора 12, контроллер заряда 11, аккумуляторная батарея 10, многоканальный контроллер управления электродвигателями 9, приемник радиосигнала 8, солнечная батарея 6, махи 4 и тяжи, соединяющие конец вала ветроколеса с махами 5. Махи 5 связаны между собой растяжками 19. На концах махов 5 расположены лопасти 3 с лонжеронами 16 и механизмом поворота лопасти 3, состоящим из шарнира поперечного поворота лопасти 17, шарнира продольного поворота лопасти 18, сервопривода поперечного поворота лопасти 20 и сервопривода продольного поворота лопасти 21.

Ветроустановка работает следующим образом. С помощью флюгера 15 гондола 13 поворачивается в направлении движения воздушного потока. Вал ветроколеса 7 с радиально расположенными махами 4 и расположенными на концах махов лопастями 3 поворачивается вместе с гондолой 13 по направлению к ветру и начинает вращаться, передавая механическую энергию генератору 14 и аксиальному генератору 12, которые преобразуют ее в электрическую энергию. Для увеличения коэффициента использования энергии ветра, лопасти 3 могут изменять свой угол в поперечной и продольной осях с помощью механизма, состоящего из поворотных шарниров 17 и 18, которые приводятся в движение посредством сервоприводов 20 и 21. Управление сервоприводами 20 и 21 осуществляется с помощью многоканального контроллера управления 9, который получает сигнал от приемника радиосигнала 8, а питание через контроллер заряда от аккумуляторной батареи 10, которая заряжается от солнечной батареи 6 и от аксиального генератора на постоянных магнитах 12.

Таким образом, приведенные технические решения в совокупности позволяют создать ветроустановку с высоким коэффициентом использования энергии ветра. Механизм изменения угла лопастей в продольной и поперечной плоскостях дает возможность для получения максимальной мощности при разных скоростях ветра, а также для регулирования мощности при изменении нагрузки потребителя и штормовом ветре.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент SU №29805, F03D 7/02, 10.04.1932.

2. Патент SU №1150394, F03D 1/06, 15.04.1985 - прототип.

Похожие патенты RU2721928C1

название год авторы номер документа
Энергоэффективная солнечно-ветровая энергетическая установка 2015
  • Голощапов Владлен Михайлович
  • Баклин Андрей Александрович
  • Бурлов Владимир Васильевич
  • Асанина Дарья Андреевна
  • Фёдорова Алёна Геннадьевна
  • Абрамов Сергей Сергеевич
RU2611923C1
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2013
  • Мясников Виктор Васильевич
  • Ильин Александр Валентинович
RU2543905C2
ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ 2011
  • Муфтахов Рузиль Ришатович
  • Хасанов Самат Мухаметович
  • Кандра Рулит
  • Афанасьев Юрий Викторович
  • Исмагилов Флюр Рашитович
  • Пашали Диана Юрьевна
RU2464444C1
Ветроэнергетическая установка 2020
  • Ревякин Владислав Анатольевич
  • Мусатов Вячеслав Юрьевич
  • Пчелинцева Светлана Вячеславовна
  • Егоров Игорь Владимирович
RU2745840C1
Ветроэнергетическая установка 2020
  • Криулин Юрий Валентинович
  • Жуйков Евгений Владимирович
  • Сурин Кирилл Викторович
  • Табунов Дмитрий Владимирович
RU2754977C1
Система автономного электроснабжения 2023
  • Никитенко Геннадий Владимирович
  • Коноплев Евгений Викторович
  • Сергиенко Александр Сергеевич
  • Сергиенко Екатерина Геннадьевна
RU2802054C1
КАРУСЕЛЬНЫЙ ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ 2005
  • Мозговой Александр Иванович
RU2380567C2
Защищенная от внешних воздействий энергоустановка автономного электроснабжения 2021
  • Бобрышев Андрей Владимирович
  • Никитенко Геннадий Владимирович
  • Коноплев Евгений Викторович
  • Коноплев Павел Викторович
  • Пермяков Анатолий Викторович
RU2773678C1
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ 2016
  • Козубенко Иван Дмитриевич
  • Криулин Юрий Валентинович
  • Беглюк Вячеслав Евгеньевич
  • Взяткин Геннадий Алексеевич
  • Касаткин Артем Александрович
RU2661567C2
ВЕТРО-ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС С ПНЕВМАТИЧЕСКИМ СОЛНЕЧНЫМ ТРЕКЕРОМ 2023
  • Лаврик Александр Юрьевич
RU2792492C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 721 928 C1

Реферат патента 2020 года ВЕТРОУСТАНОВКА

Изобретение относится к ветроустановкам. Ветроустановка содержит ветроколесо с горизонтальной осью вращения с радиальными махами и установленные на них с возможностью поворота лопасти, которые размещены на концах махов крестообразно. Каждая лопасть ветроустановки выполнена в виде крыла и снабжена механизмами ее поворота в продольной и поперечной плоскостях. Каждый из названных механизмов содержит сервоприводы, многоканальный контроллер управления, приемник радиосигнала, контроллер заряда, аккумуляторную батарею, солнечную батарею и аксиальный генератор. Изобретение направлено на повышение коэффициента использования энергии ветра. 4 ил.

Формула изобретения RU 2 721 928 C1

Ветроустановка, содержащая ветроколесо с горизонтальной осью вращения с радиальными махами и установленные на них с возможностью поворота лопасти, которые размещены на концах махов крестообразно, кроме того, в состав установки входит генератор, который кинематически связан с валом ветроколеса, отличающаяся тем, что каждая лопасть выполнена в виде крыла и снабжена механизмами ее поворота в продольной и поперечной плоскостях, каждый из названных механизмов содержит сервоприводы, многоканальный контроллер управления, приемник радиосигнала, контроллер заряда, аккумуляторную батарею, солнечную батарею и аксиальный генератор на постоянных магнитах, названные устройства скоммутированы между собой, при этом каждый сервопривод механизма поворота лопасти в продольной плоскости жестко соединен с махом и посредством зубчатой передачи скоммутирован с шарниром поворота лопасти в продольной плоскости, а каждый сервопривод механизма поворота лопасти в поперечной плоскости жестко соединен с шарниром поворота лопасти в продольной плоскости и посредством зубчатой передачи также скоммутирован с шарниром поворота лопасти в поперечной плоскости, кроме того, махи соединены между собой посредством растяжек и с валом ветроколеса с помощью тяжей.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2020 года RU2721928C1

KR 1020120120540 A, 02.11.2012
КРЫЛЬЧАТО-ПАРУСНАЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА 2011
  • Якимов Вадим Иванович
  • Якимов Александр Иванович
  • Якимов Юрий Александрович
  • Якимов Иван Тимофеевич
RU2463473C1
Просеивающая машина 1929
  • Липецкий И.А.
SU19896A1
Регулирующее устройство для ветродвигателей 1934
  • Дзюба А.П.
SU43845A1
Ротор ветродвигателя 1987
  • Конов Алексей Филиппович
SU1502877A1

RU 2 721 928 C1

Авторы

Герьятович Максим Владимирович

Хабардин Василий Николаевич

Кузнецов Борис Фёдорович

Даты

2020-05-25Публикация

2019-10-08Подача