Ветроагрегат Советский патент 1981 года по МПК F03D9/00 

(54) ВЕТРОАГРЕГАТ

Изобретение относится к ветроэнергетике. Известен ветроагрегат, содержащий ротор с лопастями, кинематически связанный с валом насоса объемного типа, к выходу которого подсоединен перепускной канал с расположенным в нем запорным органом, взаимодействующим с управляющим элементом 1. Однако такой ветроагрегат не может быть использован для применения в щироком диапазоне скоростей, так как наличие этого диапазона требует поворота лопастей в больших пределах для регулирования скорости вращения, тем самым исключая возможность использования поворота лопастей для управления запорным органом. Кроме того, быстрая заскрутка ветроагрегата на холостом ходу и резкое перекрытие запорным органом перепускного канала приводит к дополнительным нагрузкам на конструктивные элементы, снижая их надежность. Цель изобретения - повыщение экономичности и надежности работы ветроагрегата в щироком диапазоне скоростей набегающего потока. Поставленная цель достигается тем, что перепускной канал подсоединен к выходу насоса и в нем установлен дроссель, а управляющий элемент выполнен в виде центробежного датчика, связанного с валом насоса и запорный орган выполнен в виде золотника. На чертеже изображен предлагаемый ветроагрегат, общий вид. Ветроагрегат содержит ротор 1 с лопастями 2, кинематически связанный с валом 3 насоса 4 объемного типа, к входу которого подсоединен перепускной клапан 5 с расположенным в нем запорным органом, взаимодействующим с управляющим элементом. Перепускной канал 5 подсоединен к выходу насоса 4 и в нем установлен дроссель 6, а управляющий элемент выполнен в виде центробежного датчика 7, связанного с валом 3 насоса 4. Запорный орган выполнен в виде золотника 8. В центробежном датчике 7 на осях 9 расположены центробежные грузы 10, которые через иглу 11 воздействуют на золотник 8, который поджат пружиной 12. Выход насоса 4 каналом 13 соединен с рабочей системой (не показана). Ветроагрегат работает следующим образом.

После вывода ветроагрегата в рабочее положение набегающий поток воздуха воздействует на лопасти 2, заставляя ротор 1 вращаться. Однако пусковой момент ветроагрегата много меньше рабочего момента насоса 4 и в случае запуска ветроагрегата на рабочую систему, находящуюся под противодавлением, его усилия оказывается явно недостаточно для раскрутки насоса 4. Для обеспечения раскрутки ветроагрегата рабочая жидкость из выхода насоса 4 по каналу 5 через дроссель 6, золотник 8 подается вновь на вход насоса 4. По мере раскрутки ветроагрегата и набора оборотов подача рабочей жидкости насосом 4 возрастает, пропорционально квадрату подачи растет перепад давления на дросселе 8, а следовательно растет момент, потребляемый насосом 4. Одновременно растет момент, развиваемый ветроагрегатом. Небольшой избыток мощности ветроагрегата над потребляемой при наборе оборотов обеспечивает плавную раскрутку, исключая большие забросы оборотов. После набора ротором 1 необходимых оборотов, центробежные грузы 10 поворачиваясь под действием центробежных сил вокруг осей 9 через иглу 11 воздействуют на золотник 8, который перекрывает движение рабочей жидкости по перепускному каналу 5. Так как в это время ветроагрегат раскрутился до оборотов, при которых момент развиваемый им превышает момент необходимый для работы насоса 4, то рабочая жидкость поступает в рабочую систему. Ветроагрегат продолжает раскручиваться до номинальных оборотов, тем самым обеспечивается вывод ветроагрегата на рабочий режим, обороты которого автоматически поддерживаются за счет поворота лопастей 2.

В случае снижения скоростей потока ниже необходимых для работы агрегата с полной мощностью, или перегрузки его обороты падают и центробежная сила грузов 10 падает и пружина 12, перемещая золотник 8 вправо, открывает перепускной канал 5, давление на выходе из насоса 4 снижается и устанавливаются обороты ветроагрегата, при которых обеспечивается равенство мощностей развиваемой ветроагрегатом и потребляемой насосом 4. Тем самым предотвращается полный останов ветроагрегата и обеспечивается его работа на рабочую систему в случае снижения величины давления в последней.

Таким образом, такое выполнение ветроагрегата, имеющего малое количество лопастей, обеспечивает его плавный запуск без потерь рабочей жидкости из системы и повышает надежность работы во всем диапазоне оборотов ротора.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 164568, кл. F 03 D 9/00, 1962.