Ветроэнергетическая установка Советский патент 1992 года по МПК F03D5/00 

ФигЛ

Изобретение относится к ветроэнергетике и касается ветроэнергетических установок.

Целью изобретения является повышение КПД.

На фиг. 1 схематично изображена ветроэнергетическая установка, вид спереди; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - ветроэнергетическая установка, вид сверху; на фиг.4 - планетарный редуктор.

Ветроэнергетическая установка содержит силовую опору 1, механизм флюгирова- ния с хвостовым элементом 2, потребитель 3 мощности, кинематически связанный с лопастным ротором, имеющим центральное тело .4, установленные в нем две пары взаимно перпендикулярных валов 5 - 8, связанных с лопастями 9, причем кинематическая связь потребителя Зс ротором выполнена в виде планетарного редуктора, расположенного, вокруг центрального тела 4, снабженного, двумя парами взаимно перпендикулярных подвижных конических шестерен 10- 13, установленных на валах 5 - 8, и одной неподвижной конической шестерней 14, расположенной перпендикулярно остальным шестерням, при этом первая пара противоположно расположенных шес терен 10 и 11 входит в зацепление с неподвижной шестерней 14 с передаточным отношением 1:1, а вторая пара шестерен 12 и 13 имеет уменьшенную, высоту зуба и вхо-. дит в зацепление с первой парой. Установка дополнительно содержит расположенную на силовой опоре 1 платформу 15, потребитель 3 мощности, ротор и планетарный редуктор размещены на последней, ротор снабжен двумя дополнительными валами 16 и 17, первый из которых 16 установлен горизонтально с возможностью вращения, соединен с центральным телом 4 и кинематически связан с потребителем 3 мощности, а второй дополнительный вал 17 неподвижно установлен соосно первому и связан с центральным телом 4 при помощи подшипника 18, причем неподвижная шестерня 14 закреплена на конце второго вала 17. Механизм флюгирования выполнен в виде воздушного руля 19, закрепленного на кормовой части хвостового элемента 2, подвижного крыла 20, соединенного при помощи троса 21 с платформой 15 и расположенного под хвостовым элементом 2, опорной перфорированной щеки 22 и за- крепленного на платформе 15 и пропущенного через перфорацию щеки 2.2 винта 23 с пружиной 24 и регулировочной гайкой 25. Каждая лопасть 9 связана с соответствующим валом при помощи закрепленной на нем втулки 26 с подшипником и переходной

стойкой 27, причем втулка 26 имеет наклонный 28 и горизонтальный 29 пазы с размещенными в них соответственно роликом 30 и эксцентриком 31, первый из которых жестко закреплен на лопасти 9, а второй - в переходной стойке 27. Кроме того, лопасти 9 могут быть выполнены в виде пустотелого жесткого каркаса 32 с осью, причем каркас 32 обтянут проминающимся под ветром ма0 териалом, например перкалем.

Установка работает следующим образом.

Перед началом работы установки лопасти 9 должны быть расположены в опреде5 ленной последовательности, а именно две яопасти 9 должны быть расположены друг за другом вертикально вверх, а другие - горизонтально и в противоположные стороны. Под воздействием ветра лопасти 9 опи0 сывают сложные пространственные траектории, напоминающие собой пространственные восьмерки. Пространственное движение лопастей 9, скрепленных посредством втулок 26 и переходных стоек

5 27 с соответствующими валами 5-8 центрального тела 4 ротора, преобразуется в сложное вращательное движение четырех подвижных конических шестерен 10 - 13, плюс простое вращательное движение цен0 трального тела 4 ротора и жестко связанного с последним вала 16. Две противоположно расположенные из четырех подвижных конических шестерен 10 и 11 находятся в зацеплении с неподвижной

5 конической шестерней 14 и обкатываются, вращаясь в противоположные стороны по неподвижной шестерне 14. Две другие подвижные шестерни 12 и 13 имеют уменьшенную высоту зуба и с неподвижной

0 шестерней 14 не взаимодействуют, находятся одновременно в зацеплении с подвижными шестернями 10 и 11, вращаясь, как и первая пара шестерен в противопо- , ложные стороны. Созданный на валу 16 кру5 тящий момент передается .на вал потребителем мощности. Нартройку механизма флюгирования производят с помощью регулировочной пары винт 23 г подпружиненная гайка 25, добиваясь с их

0 помощью перпендикулярности хвостового элемента 2 по отношению к платформе 15, Ориентация на ветер осуществляется с помощью вертикального воздушного руля. Перевод установки при шквальном ветре в

55 положение, когда ее лопасти оказывают наименьшее аэродинамическое сопротивление ветру, производится с помощью подвижного крыла 20. Крыло 20, поворачиваясь под напором ветра назад, тянет за

собой трос 21 хвостового оперения, а последний, будучи скрепленным с платформой 15, разворачивает ее против часовой стрелки. Пружина 24 при этом растягивается. При ослабевании ветра установка с помощью воздушного рула 19 и пружины 24 вновь устанавливается в положение по ветРУ.

Формула изобретения 1. Ветроэнергетическая установка, содержащая силовую опору, механизм флюги- рования с хвостовым элементом, потребитель мощности, кинематически связанный с лопастным ротором, -имеющим . центральное тело, установленные в нем две пары взаимно перпендикулярных валов, связанных с лопастями, причем кинематическая связь потребителя с ротором выполнена в виде планетарного редуктора, расположенного вокруг центрального тела, снабженного двумя парами взаимно пер- пендикулярных подвижных конических шестерен, установленных на валах, и одной неподвижной конической шестерней, расположенной перпендикулярно остальным шестерням, при этом первая пара противо- положно расположенных шестерен входит в зацепление с неподвижной шестерней с передаточным отношением 1:1, а вторая пара шестерен имеет уменьшенную высоту зуба и входит в зацепление с первой парой, от- ли чающаяся тем, что, с целью повышения КПД. установка дополнительно содержит расположенную на силовой опоре

платформу, потребитель мощности, ротор и планетарный редуктор размещены на последней, ротор снабжен двумя дополнительными валами, первый из которых установлен горизонтально с возможностью вращения, соединен с центральным телом и кинематически связан с потребителем мощности, а второй дополнительный вал неподвижно установлен соосно с первым и связан с центральным телом при помощи подшипника, причем неподвижная шестерня закреплена на конце второго вала.

2.Установка по п.1, от л и ч а ю ща я с я тем, что механизм флюгирования выполнен в виде воздушного руля, закрепленного на кормовой части хвостового элемента, подвижного крыла, соединенного при помощи троса с платформой и расположенного под хвостовым элементом, опорной перфорированной щеки и закрепленного на платформе и пропущенного через перфорацию щеки винта с подпружиненной регулировочной гайкой.

3.Установка по п.1,отличающаяся тем, что каждая лопасть связана с соответствующим валом при помощи закрепленной на нем втулки с подшипником и переходной стойкой, причем втулка имеет наклонный и горизонтальный пазы с размещенными в них соответственно роликом и эксцентриком, первый из которых жестко закреплен на лопасти, а второй - в переходной стойке.

Изобретение позволяет повысить КПД ветроэнергетической установки, содержащей силовую опору, размещенную на ней платформу, на которой размещены потреби, тель мощности (ПМ), лопастной ротор с цен- тральным телом 4, вокруг которого расположен планетарный редуктор, причем ротор кинематически связан с ПМ. Ротор выполнен шестивальным, два вала из которых (16 и 17) расположены горизонтально и 4. Iff 5 соосно друг другу, один из них (16) установлен с возможностью вращения, а другой (17) закреплен неподвижно и связан с центральным телом 4 ротора посредством подшипника 18, при этом на конце неподвижного вала закреплена неподвижная коническая шестерня 14, четыре других вала 5-8 перпендикулярны вадам 16 и 17 и на их концах закреплены конические шестерни 10 - 13, причем две из этих шестерен (10 и 11) входят в зацепление с неподвижной шестерней 14, а две другие (12 и 13) входят в зацепление с двумя подвижными шестернями 10и 11. Под действием ветра лопасти начинают описывать сложные пространственные траектории, напоминающие пространственные восьмерки. Моменте вала 16 передается на вал ПМ. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. fe ю х| а N

J

Вид А

/7777777/

фие.2

22

24 25

J Я.

Ate/

Г Л

21

. Т

фиг. 3

20

-/

19

в