Роторная энергетическая установка с регулируемой площадью парусов Российский патент 2024 года по МПК F03D3/06 

Предполагаемое изобретение относится к установкам вырабатывающим механическую энергию из возобновляемых источников энергии: движущися воды и ветра, а именно к энергетическим установкам с регулируемой мощностью.

Известны гидравлические и ветровые энергетические установки с радиальными лопастями на ободе колеса.

http/patiah.ru «Энциклопедия технологий и методик», Статья «Водяная мельница».

Недостаток известных гидроэнергетических устройств низкая величина вырабатываемой энергии в следствии конструктивной сложности из-за дополнительных механизмов излишне усложняющие конструкцию, метало/материалоемкости и техническое обслуживание.

Наиболее близким техническим решением является роторная ветроэнергетическая установка для обеспечения постоянной мощности имеющая цилиндрический ротор с валом, связанный через цепную передачу с электрогенератором, в прорези цилиндра ротора свободно вставлены плоские лопасти свободно вращающиеся на валу установленного параллельно ведущему валу ротора закрепленном на механизме его перемещения что регулирует выдвижение соответственно увеличение площади парусов, увеличением длины рычага и одновременно уменьшение площади сопротивления увеличивающее мощность.

Патент Украины №98675 «Роторная ветроэнергетическая установка «МИРО» с постоянной максимальной мощностью», 2015 г..

Недостатками известной ветроэнергетической установки является сложность конструкции приводящая к высоким затратам при изготовлении и эксплуатации.

Цель предполагаемого изобретения является повышение мощности и экономических показателей.

Указанная цель достигается тем, что ротор состоит: из ведущего вала с радиально-лучевыми неподвижно прикрепленными пневмоцилиндрами со штоками с торцевыми радиальными плоскими гофрированными парусами с цилиндрическими возвратными пружинами и сообщающимися через радиально-осевое отверстия штоков с полостью пневмоцилиндров; первые полости сообщаются с распределителем сжатого воздуха и вторая полость - через радиально-осевое отверстие с полостью паруса, а парус имеет торцевые внешние пластины нижняя закрепленную к торцу штока и верхнюю соединенные по краям паруса телескопическими стержнями и цилиндрическими пружинами установленными в полости паруса.

Предполагаемое изобретение устроено следующим образом.

Из рамы 1 с поворотно-подъемным механизмом 2: с ведущим валом 3 с радиально закрепленными пневмоцилиндрами 4 с поршнями 5 разделяющим внутренний объем пневмоцилиндров 4 на полости 6 - нагнетающей и 7 - рабочий.

Полость 6 воздуховодом 8 соединен с системой управления 9 компрессора 10.

Полость 7 сообщается через радиально-осевое отверстие 11 штока 12 с полостью 13 резиновой гофрированной емкости - паруса 14.

Ведущий вал 3 имеет звездочку 15 связанной цепной передачей 16 с валом ротора электрогенератора 17.

В полости 6 пневмоцилиндров 4 установлены цилиндрические пружины 18 концами закрепленные к днищу пневмоцилиндров 4 и торцу поршней 5.

На торцы парусов 14 установлены торцевые пластины нижние 19, закрепленные к штокам 12 пневмоцилиндра 4 и верхняя пластины 20 соединенные двумя (2) боковыми телескопическими стержнями 21 с нижними пластинами 19.

В полости 13 гофрированной паруса 14 установлена пружина 22 с концами закрепленными к торцевым пластинам 19 и 20.

На:Фиг.1 Режим работы под воздействием ветровой нагрузки; Фиг. 2 Сечение А-А;

Предполагаемое изобретение работает следующим образом.:

Рама 1 установлена на поверхности земли. Поворотный механизм 2 обеспечивает перпендикулярное ориентирование оси ведущего вала 3 ротора к направлению ветра.

Рабочий сектор начинается с 290 (двухсот девяносто) градусов до 70 (семидесяти градусов поворота ведущего вала 3 ротора и равна 140 (ста сорока) град., в котором воздух при достижении 290 градусах оборота ведущего вала 3 из компрессора 10 через систему управления 9 по воздуховодам 8 подается в полость 6 пневмоцилиндра 4 и перемещение поршня 5 выталкивает воздух из полости 7через радиально-осевое отверстие штока 12 в полость 13 гофрированного паруса 14, которая раздвигает торцы с нижней 19 и верхней 21 пластинами гофрированного паруса 14 с прикрепленными друг другу через телескопические стержни 21 и пружину 22.

Размер длин рычагов приложения давления ветра в рабочем секторе (Д рр) равны:

Д рр = Д пц +Д ш.+ ½ Д п.max (1)

где Д ш. -, выдвигаемая длина штока и Д п максимальная длина паруса

При достижении70 градусов оборота ведущего вала 3 ротора сжатый воздух из полости 6 пневмоцилиндра 4 выпускается в атмосферу через воздуховоды 8 системы 9 управления и при втягивании поршня под воздействием пружины 18 и складывании гофрированного паруса 14 под воздействием пружины 22 установленной полости 13 и воздух из полости 13 перемещается в полость 7 пневмоцилиндра 4 через радиально-осевое отверстие 11 штока 12.

Пассивный сектор начинается с 70 (семидесяти) градусов до 290 (двухсот девяносто) градусов оборота ведущего вала 3 и равна 220 (двести двадцать) градусов.

Величина длин рычагов приложения сил сопротивления в пассивном секторе (Д рс) равны:

Д рс = Д пц + ½ Д п.min (2) где Дп. min - минимальная длина паруса.

Длина паруса 14 Д п регулируется выдвижением штока 12 пневмоцилиндра 4 объемом воздуха подаваемого от компрессора 10 системой управления 9 через воздуховоды 8 в нагнетательную полость 7 пневмоцилиндров 4.

Крутящий момент от звездочки 15 ведущего вала 3 через цепную16 передачу передается к валу электрогенератора 17.

Предполагаемое изобретение обеспечивает повышение мощности и экономических показателей за счет упрощение конструкции и регулирования площади парусов.

Изобретение относится к возобновляемым источникам энергии, а именно к ветроэнергетическим установкам. Роторная энергетическая установка с регулируемой площадью парусов имеет цилиндрический ротор с валом, связанным через цепную передачу с электрогенератором. В прорези цилиндра ротора свободно вставлены плоские лопасти, свободно вращающиеся на валу, установленном параллельно ведущему валу ротора, закрепленном на механизме его перемещения. Ротор состоит из ведущего вала с радиально-лучевыми неподвижно прикрепленными пневмоцилиндрами со штоками с торцевыми радиальными плоскими гофрированными парусами с цилиндрическими возвратными пружинами и сообщающимися через радиально-осевое отверстия штоков с полостью пневмоцилиндров. Первая полость сообщается с распределителем сжатого воздуха. Вторая полость – через радиально-осевое отверстие с полостью паруса. Парус имеет торцевые внешние пластины нижнюю, закрепленную к торцу штока и верхнюю, соединенные по краям паруса телескопическими стержнями и цилиндрическими пружинами, установленными в полости паруса. Техническим результатом является повышение мощности за счет увеличения величины регулирования длины рычага точки приложения ветровой нагрузки. 2 ил.

Роторная энергетическая установка с регулируемой площадью парусов, имеющая цилиндрический ротор с валом, связанный через цепную передачу с электрогенератором, в прорези цилиндра ротора свободно вставлены плоские лопасти, свободно вращающиеся на валу, установленном параллельно ведущему валу ротора, закрепленному на механизме его перемещения, отличающаяся тем, что ротор состоит из ведущего вала с радиально-лучевыми неподвижно прикрепленными пневмоцилиндрами со штоками с торцевыми радиальными плоскими гофрированными парусами с цилиндрическими возвратными пружинами и сообщающимися через радиально-осевые отверстия штоков с полостями пневмоцилиндров; первая полость сообщается с распределителем сжатого воздуха и вторая полость через радиально-осевое отверстие с полостью паруса, а парус имеет торцевые внешние пластины, нижнюю, закрепленную к торцу штока, и верхнюю, соединенные по краям паруса телескопическими стержнями и цилиндрическими пружинами, установленными в полости паруса.