Ветроустановка В.Г.Елескина Советский патент 1993 года по МПК F03D5/02 

Изобретение относится к ветроэнергетике и касается ветроустановок с вертикальными валами и лопастями, устанавливаемыми на замкнутых цепях. Может быть использована для обеспечения электроэнергией различных потребителей, особенно в горных и степных районах.

Известны аналоги-ветроустановки, содержащие по несколько ветродвигателей в одном агрегате многоветряковое с несколькими колесами устройство. Однако эти установки содержат ветроколеса с низким КПД, естественно их общий КПД мал при громоздкой конструкции. Известен также ветроаг- регат с вертикальными валами, содержащий неподвижное основание, с которым соединен вертикальный корпус, передний и задний участки корпуса сужены, причем передний участок корпуса обращен к сторону набегающего потока и имеет в горизонтальном сечении форму стрелки. В боковых

участках корпуса выполнены продольные вертикальные отверстия, расположенные между передним и задним участками корпуса. В корпусе установлены два вертикальных ротора, размещенные в указанных отверстиях. Каждый ротор имеет по крайней мере одну спиральную лопасть, частично выступающую за пределы корпуса, таким образом поток текучей среды омывает корпус, взаимодействует с лопастями и приводит во вращение роторы. Известный агрегат также с низким КПД, обусловленным конструкцией, в которой каждая лопасть находится в работе на 1/3 ее траектории, да и работа его маловероятна по следующему обстоятельству; поток текучей среды, обтекая корпус,ударяется в наклонную лопасть, отражается внутрь корпуса, в окно между кромкой корпуса и валом ротора, ударяется в тыльную часть лопасти соседнего ротора, создавая на ней тормозной момент, далее в

ЦВХЖ&

««Ok

задней части завихряется, создавая турбулентное движение, тормозящее лопасти обоих роторов, такое же состояние происходит и на втором роторе.

Известен прототип - ветроустановка по заявке Франции № 2534636, F 03 D 5/02 опубл. 1984 г., содержащая основание в виде прямоугольной рамы, составленной из двух стоек и установленные в ней подвижные и неподвижные органы:

- поворотные лопасти, расположенные на бесконечных цепях, охватывающих две цепные звёздочки, закрепленные на параллельных валах, размещенных в корпусе и концентратор потока в виде неподвижных внутренних лопастей, закрепленных к распоркам средним и боковым, укрепленным к стойкам;

- два направляющих рельса с канавка ми, закрепленные жестко на стойках пла- етинами, образующими две параллельные округлые фермы;

- генератор, соединенный с валами;

- механизм ориентации лопастей имеет сложную конструкцию из четырех гильз, встроенных в цепь, скрепленных с четырьмя щеками, шарнирно связанными, диаметрально противостоящими винтами, позволяющими варьировать наклон лопастей в зависимости от силы ветра с использовани- ем электромагнитного телеуправления.

Основным недостатком данной ветро- установки является большая сложность конструкции и отсутствие автоматического регулирования мощности.

Целью предложенного технического решения является регулирование мощности ветроустановки, для достижения поставленной цели лопасть снабжена роликами, корпус - подпружиненными направляющи- ми, установленными С возможностью осево- го перемещения и связанными с роликами лопастей, а концентратор потока выполнен . из двух поворотных пластин, кинематически соединенных с направляющими.

Описание поясняется фиг.1-5.

На фиг.1 - ветроустановка, вид в плане; на фиг.2 - то же, вид сзади, на фиг.З - схема ветроустановки.

Ветроустановка содержит основание 1 с тремя тележками 2 для перемещения по круговому рельсу 3, с закрепленным на основании 1 корпусом 4, с установленными в нем двумя параллельными вертикальными валами 18 и 19 и закрепленными на них по две цепных звездочки 10, охватываемые бесконечными цепями 9 с поворотными лопастями 6, снабженными роликами 7 и 8, контактирующими с подпружиненными направляющими 12. При этом несущие ролики

закреплены к цепи 9 и контактируют с рельсом 11 корпуса 4, а направляющие роики 8 закреплены на конце лопастей 6 и контактируют с направляющей 12 в виде рельса, соединенного с корпусом 4, пружиной 13 и шарнирными звеньями 14, образующими из направляющего и подвижного рельса 12 и корпусного рельса 11 параллеограмм, соединенный гибкой связью 28 с отклоняющимися в виде флюгера конценраторами 15, выполненными в виде двух поворачивающихся пластин, разворачивающих корпус 4 навстречу ветру и изменяющих угол атаки лопастей 6. В конце направляющего подвижного рельса установлена плавно изогнутая направляющая 17 для изменения галса лопастей 6. Ведущие валы ременной или цепной передачей

0 связаны с контрроторным генератором

1 или же генератором обычного исполнения через дифференциальную передачу.

Ветроустановка работает следующим образом.

При возникновению.ветра, направляющие плоскости 27 и концентраторы 15 ориентируют установку на ветер, а сконцентрированный поток ветра воздействует на лопасти 6, заставляя из передвигаться и при этом, концентраторы 15, в зависимости от скорости ветра, отклоняясь, действуют через посредство гибкой связи 28 на подпружиненный параллелограмм, перемещая направляющий подвижной рельс 12 относиельно рельса 11, устанавливают посредством направляющих роликов 8 оптимальный угол атаки лопастей 6, которые катятся по рельсам 11 и 12 на своих роликах 8 и 7, увлекая за собой цепи 9, которые через звездочки 10 вращают валы 18 и 19, один из которых посредством ременной передачи 20 вращает статор 22 контрроторного генератора 21. Лопасти 6 при перекате с одной ветви бесконечной цепи на другую, попадают своими направляющими роликами 8 на плавно изогнутую направляющую 17, которая разворачивает лопасть 6, изменяя ее галс.

При достижении предельной величины скорости ветра, концентратор 15 занимает флюгерное положение и переводит лопасти 6 в положение с наименьшим лобовым сопротивлением и разгружает установку, уменьшая вращающий момент на статоре 22. Аналогично работает находящийся в паре ветровой привод, стой разницей, что его вал через ременную передачу 20 вращает ротор 23 контрроторного генератора 21. При работе с генератором 24 обычного исполнения, валы соединены дифференциальной передачей 25 и оснащены тормозами,

что позволяет вести ремонтные работы раздельно по установкам. В установке использование оптимальных углов атаки на обеих ветвях цепи позволяет получить высокий КПД при сравнительно малых затратах, а использование встречного вращения для контрроторного генератора уменьшает габариты этой установки.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Ветроустановка, содержащая поворотные лопасти, расположенные на бесконеч0

ных цепях, охватывающих две цепные звездочки, закрепленные на параллельных валах, размещенных в корпусе, и концентратор потока, о т личающая ся тем, что, с целью регулирования мощности, лопасть снабжена роликами, корпус-подпружиненными направляющими, установленными с возможностью осевого перемещения и связанными с роликами лопастей, а концентратор потока выполнен из двух поворотных пластин, кинематически соединенных с направляющими.

Использование: преобразование энергии ветра в электрическую. Сущность; поворотные лопасти (Л) расположены на бесконечных цепях, охватывающих две цепные звездочки 10, закрепленные на параллельных валах, размещенных в корпусе. Каждая Л снабжена роликами, корпус - подпружиненными направляющими 12, установленными с возможностью осевого перемещения и связанными с роликами. Перед Л размещен концентратор потока, выполненный из двух поворотных пластин, кинематически соединенных с направляющими. Под действием ветра Л перемещаются по замкнутой траектории, приводя в движение цепи и через кинематические передачи ротор электрогенератора. При усилении ветра пластины занимают флюгерные положение, воздействие потока на Л уменьшается, что регулирует мощность установки. 5 ил. . (Л С

Фиг.1

/

21

Фиг.2

Јh.

Ч

А

Sn

ь

44

fety