Ветроэнергетическая установка Советский патент 1992 года по МПК F03D7/06 

Изобретение относится к ветроэнергетике и касается ветроэнергетических установок.

Известна ветроэнергетическая установка, содержащая опору, установленный на ней вертикальный вал. На верхнем конце вала расположены стрелы, к которым с помощью шарниров прикреплены лопатки аэродинамического профиля. Лопатки вращаются в вертикальном положении с по- мощью тросов и рычагов, соединенных с общей пружиной.

Недостатком данного агрегата является наличие высокого вертикального вала, утяжеляющего конструкцию и возбуждающего нежелательные аэродинамические возмущения, повышенная опасность работы вразнос из-за того, что при сильном ветре сброс мощности будет происходить лишь за счет уменьшения сметаемой поверхности ветроколеса,

Наиболее близким к предлагаемому является установка, которая содержит опору, установленный на ней вертикальный вал с поворотными лопастями, размещенными на консолях и взаимодействующими с устройством управления с флюгером, и генератор, кинематически связанный с валом.

Недостатком является невысокая надежность работы установки из-за вытягива- ния цепей в цепных передачах поворота лопастей и наличия скользящего механизма регулирования оборотов двигателя при перегрузках. Степень надежности особенно понижается с увеличением мощности двига- теля за счет увеличения длины консолей и площади лопастей, когда необходима цепь большой длины.

Целью изобретения является повышение надежности в работе ветроэнергетиче- ской установки.

На фиг, 1 представлен общий вид установки; на фиг. 2 - установка в рабочем положении, вид сверху; на фиг. 3 - установка в положении торможения, вид сверху.

Ветроэнергетическая установка содержит опору 1, установленный на ней вертикальный вал 2 с поворотными лопастями 3, размещенными на консолях 4 и взаимодействующими с устройством управления с флюгером 5, и генератором 6, кинематически связанный с валом 2. Устройство управления выполнено в виде жестко связанных с лопастями 3 шатунов 7, шарнирно соединенных с последними тяг 8, центрального кривошипа 9, соединенного с тягами 8, установленного с возможностью поворота относительно вала 2 и имеющего радиус поворота вдвое меньший радиуса поворота шатунов 7, поворотной подпружиненной

пластины 10, размещенной на флюгере 5, и двухзвенного шарнирного механизма, одно звено 11 которого жестко связано с пластиной 10, а другое звено 12 шарнирно связано с кривошипом 9. В крайнем положении пластина 10 контактирует с упором 13. К пластине 1U прикреплен трос 14 с кольцом 15 для прекращения работы установки. Фиксатор 16 путем зацепления пластины 10 обеспечивает нерабочее положение установки, а прикрепленный к фиксатору 16 трос 17 с кольцом 18 служит для ее пуска.

В нижней части вала 2 жестко закреплено коническое зубчатое колесо 19, входящее в зацепление с конической шестерней 20, закрепленной по валу мультиплексора 21. Последний через муфту 22 соединен с генератором 16.

Ветроэнергетическая установка работает следующим образом.

Путзм натяжения троса 17 за кольцо 18 пластина 10 за счет пружины и упора 13 устанавливается в рабочее положение. При наличии ветра флюгер 5 через звенья 11 и 12, кривошип 9, тяги 8 и шатуны 7 поворачивает одну из лопастей 3 перпендикулярно, а противоположную - параллельно направлению ветра. В результате разности ветрового давления на лопасти вал 2 поворачивается, а кривошип 9 за счет флюгера Б остается неподвижным, что приводит к развороту лопастей 3 вокруг своей оси на 90° при повороте вала 2 на 180° Таким образом, по одну сторону вала 2 давление ветрового потока постоянно на много больше, чем по другую. Это вызывает вращение. При скорости ветра выше максимальной рабочей величины пластина 10 поворачивается в сторону натяжения пружины и через звенья 11 и 12 поворачивает кривошип 9, который через тяги 8 и шатуны 7 изменяет соотношение давления на лопасти 3. При этом лопасть 3, движущаяся по направлению ветра, воспринимает давление ветрового потока меньшей площадью, а лопьсть 3, движущаяся против ьетра, работает в режиме торможения. Так происходит автоматическое регулирование частоты вращения вала 2. При ураганном ветре пластина 10 достигает фиксатора 16 и фиксируется последним, поворачивая кривошип 9 на 90° от рабочего положения. Давление вет ;а на лопасти 3, движущиеся по ветру и против, при этом выравнивается и вращение прекращается. Торможение и прекращение вращения зала 2 при необходимости осуществляется фиксацией пластины 10 иксатором 16 путыл ,1. штргса 14 за кольцо 15.

Формула изобретения Ветроэнергетическая установка, содержащая опору, установленный на ней вертикальный вал с поворотными лопастями, размещенными на консолях и взаимодействующими с устройством управления с флюгером, и генератор, кинематически связанный с валом, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе, устройство управления выполнено в виде жестко связанных с лопастями шату0

нов, шарнирно соединенных с последними тяг, центрального кривошипа, соединенного с тягами, установленного с возможностью поворота относительно вала и имеющего радиус поворота, вдвое меньший радиуса поворота шатунов, поворотной подпружиненной пластины, размещенной на флюгере, и двухзвенного шарнирного механизма, одно звено которого жестко связано с пластиной, а другое шарнирно - с кривошипом.

Изобретение позволяет повысить надежность работы ветроэнергетической установки, на опоре 1 которой установлен вертикальный вал 2 с поворотными лопастями 3, размещенными на консолях 4. Поворот лопастей осуществляется устройством уп///77///////////////////////////////////// Фиг равления с флюгером 5, а привод генератора 6 - от вертикального вала. При превышении скоростью ветра рабочей величины пластины 10 отклоняется и через звенья 11 и 12 двухзвенного шарнирного механизма поворачивает кривошип 9, который через тяги 8 и шатуны 7 изменяет давление потока на лопасти, уменьшая давление на лопасти, движущиеся по ветру, и увеличивая давление на лопасти, движущиеся против ветра. В результате автоматически регулируется частота вращения вала и генератора. При урагане пластина достигает фиксатора 16 и стопорится им, повернув кривошип на 90° а лопасти в нерабочее положение, при ко j- ром вращение вала прекращается. 3 ил. (Л С х| 4 )4 iCJ О 4

У и г. г

fcj