Ветроэлектрогенератор сегментного типа
Владельцы патента RU 2345249:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)
Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Ветроэлектрогенератор сегментного типа содержит неподвижное основание, поворотное основание, ветроколесо с роторными элементами, дуговой статор, хвостовой элемент, амортизирующий элемент и шарниры. Ветроэлектрогенератор снабжен двумя башенными стержнями, на первом из которых укреплен дуговой статор генератора и подшипниковый узел ветроколеса, а на втором - опора шарнира пружинно-амортизирующего элемента. Первые шарниры башенных элементов и второй шарнир пружинно-амортизирующего элемента укреплены на поворотном основании, а вторые шарниры башенных элементов соединены с верхней перекладиной, снабженной хвостовым элементом. Изобретение обеспечит возможность прохождения буревых порывов без существенного воздействия на силовые конструкции. 2 ил.
Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии.
Известна конструкция генератора с расположением на башне поворотного ветроколеса, снабженного устройством установки на ветер [1], которая содержит поворотное и неподвижное основания, ветроколесо и хвостовой элемент.
Его недостатком является повышенные массогабаритные показатели.
Данный ветрогенератор имеет башню традиционного типа.
Известен также ветрогенератор [2], который содержит башню, две соединенные под углом рамы, связанные с опорой в местах соединения с центральным опорным узлом, ветроколеса с горизонтальной осью, установленные на стойках (башнях) рам, поддерживающие тележки, мультипликаторы, генераторы и поворотные основания, отличающийся тем, что рамы снабжены шарнирами, установленными в центральном опорном узле, и имеют направляющие механизмы и синхронизирующее устройство.
Недостатком данного устройства является наличие ветроколесных стоек с генераторами традиционного классического типа, не обеспечивающими высокие линейные скорости относительно перемещения ротора и статора.
Из известных аналогов наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ветрогенератор [3] сегментного типа, который включает в себя: башню, выполненную в виде пространственной фигуры, которая составлена из стержней, являющихся катетами двух прямоугольных треугольников с общим катетом (стрежнем) и гипотенузами (стержнями), при этом дугообразный стержень соединяет вершины данных треугольников. Продолжением верхнего стержня является подшипниковый узел, в котором вращается ступица ветроколеса, имеющего лопасти, которые соединены ферромагнитной роторной пластиной, являющейся одновременно концевой аэродинамической шайбой. Роторные пластины входят в периодический магнитный контакт со статорным элементом, укрепленным на криволинейном стержне. Стержни имеют в левой части перемычку, на которой укреплен руль, который также скреплен со стержнем. Дугообразные стержни соединены с опорой, установленной в шарнире, закрепленном на опорной плите.
Недостатком устройства являются большие массогабаритные показатели и отсутствие буревой защиты. Изобретение направлено на уменьшение зависимости от буревых порывов.
Это достигается тем, что ветроэлектрогенератор сегментного типа содержит неподвижное основание, поворотное основание, ветроколесо с роторными элементами, дуговой статор, хвостовой элемент, амортизирующий элемент и шарниры, причем согласно изобретению ветроэлектрогенератор снабжен двумя башенными стержнями, на первом из которых укреплен дуговой статор генератора и подшипниковый узел ветроколеса, а на втором - опора шарнира пружинно-амортизирующего элемента, при этом первые шарниры башенных элементов и второй шарнир пружинно-амортизирующего элемента укреплены на поворотном основании, а вторые шарниры башенных элементов соединены с верхней перекладиной, снабженной хвостовым элементом.
Достижение технического результата обусловлено наличием как минимум двух башенных стержней, образующих совместно с основанием и с верхней перекладиной механизм параллелограмма.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 схематично показан ветроэлектрогенератор, положение при спокойном ветре, на фиг.2 - положение при буревом порыве.
Ветроэлектрогенератор содержит неподвижное основание 1, поворотное основание 2 с шарнирами 3 и 4, к которым присоединены башенные стержни, на башенном стержне 5 укреплен дуговой статор 6 генератора, а также подшипниковый узел 7 ветроколеса с лопастями 8 и роторными элементами 9. Башенный стержень 5 также снабжен шарниром 10, соединенным с верхней перекладиной 11, к которой присоединен также шарнир 12 и хвостовой элемент 13. Шарниры 3 и 12 соединены вторым башенным стержнем 14, который несет опору 15 шарнира 16 пружинно-амортизирующего элемента 17, который соединен с поворотным основанием с помощью шарнира 18. Неподвижное основание 1 и поворотное основание 2 соединены вращательным шарниром 19.
Работа устройства. При слабых порывах усилия пружинно-амортизирующего элемента 17 оказывается достаточным, чтобы через опору 15 воздействовать на стержень 14, удерживая его практически в вертикальном положении. При увеличении ветрового напора он через лопасти 8 и подшипниковый узел 7 передается на башенный стержень 5 и через шарниры 10 и 11 на башенный стержень 14 с опорой 15 и сжимает пружинно-амортизирующий элемент 17, позволяя стержням 5 и 14 наклоняться, как показано на фиг.2, и пропускать воздушную массу.
Достоинством данного ветроэлектрогенератора является реализация возможности прохождения буревых порывов без существенного воздействия на силовые конструкции.
Источники информации
1. Шефтер Я.И. Использование энергии ветра. М.: Энергоатомиздат, 1983, стр.109-110, рис.5.28; 5.29.
2. Патент РФ №2187019 /A.M.Литвиненко - Ветроэнергетическая установка/ Опубл. БИ №22, 2002, F03D 5/04, заявка №2001101581/06 от 16.01.2001.
3. Патент РФ №2286478 /A.M.Литвиненко - Ветроэлектроагрегат сегментного типа/ Опубл. БИ №30 от 10.07.2006, F03D 9/100, заявка №2005102247/06 от 31.01.2005.
Ветроэлектрогенератор сегментного типа, содержащий неподвижное основание, поворотное основание, ветроколесо с роторными элементами, дуговой статор, хвостовой элемент, амортизирующий элемент и шарниры, отличающийся тем, что ветроэлектрогенератор снабжен двумя башенными стержнями, на первом из которых укреплен дуговой статор генератора и подшипниковый узел ветроколеса, а на втором - опора шарнира пружинно-амортизирующего элемента, при этом первые шарниры башенных элементов и второй шарнир пружинно-амортизирующего элемента укреплены на поворотном основании, а вторые шарниры башенных элементов соединены с верхней перекладиной.
