Ветроэнергетическая установка

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии. Ветроэнергетическая установка содержит барабанные ветроколеса роторного типа, размещенные в цилиндрических кожухах с воздухосборными диффузорами, и генератор. Ветроколеса закреплены на горизонтальном валу и установлены на вертикальных опорах. Горизонтальный вал прикреплен с двух сторон к вертикальным опорам и на концах снабжен фланцами, на которых жестко закреплены внутренние ободы ветроколес, которые расположены с двух сторон поворотной башни, на которой установлен горизонтальный корпус. Ротор генератора закреплен в средней части горизонтального вала, а статор генератора - на внутренней части горизонтального корпуса, установленного на башне. Опоры жестко соединены с поворотной башней и снабжены роликовыми колесами, взаимодействующими с круговым рельсом, уложенным на неподвижное основание. Изобретение обеспечивает повышение коэффициента использования энергии воздушного потока и надежность установки в эксплуатации. 2 ил.

 

Изобретение относится к ветроэнергетике и касается ветроэнергетических установок с направляющими аппаратами и ветряными роторами, предназначенных для выработки электроэнергии.

Известна ветроэнергетическая установка [1], содержащая корпус с входным щелевым конфузором, расположенные за ним два барабанных ветроколеса, установленных с возможностью вращения в противоположные стороны и имеющие лопасти, закрепленные на параллельных валах, и отклоняющий поток обтекатель, размещенный за ветроколесами. Обтекатель, снабженный жестко связанным с ним рассекателем потока, расположен между ветроколесами, имеющими вихреобразующую кромку, размещенную в конфузоре. Выполнение ветроэнергетической установки с двумя параллельными валами, вращающимися в противоположные стороны и совместно работающими на один генератор, их крепление на башне усложняют технологию изготовления.

Известна также ветроэнергетическая установка [2], содержащая ветроколесо с ободом, закрепленное на горизонтальном валу, установленное на двух фермах, жестко соединенных с поворотной башней, имеющей роликовые колеса, взаимодействующие с круговым рельсом, уложенным на неподвижное основание, и обод ветроколеса, связанный с валом электрического генератора. Недостаток установки заключается в возникновении значительного некомпенсированного изгибающего момента, воздействующего на верхнюю часть вертикальной мачты, что создает необходимость увеличения прочности мачты и в то же время приводит к снижению надежности конструкции. Возникновение изгибающего момента объясняется тем, что отбор вращающего момента с ветроколеса осуществляется несимметрично оси его вращения, что приводит к образованию некомпенсированного момента сил, воздействующих на верхнюю часть опоры.

Целью изобретения является повышение надежности ветроэнергетической установки и коэффициента использования энергии воздушного потока.

Указанная цель достигается тем, ветроэнергетическая установка содержит барабанные ветроколеса роторного типа, размещенные в цилиндрических кожухах с воздухосборными диффузорами, закрепленные на горизонтальном валу и установленные на вертикальных опорах, и генератор. Горизонтальный вал прикреплен с двух сторон к вертикальным опорам и на концах снабжен фланцами, на которых жестко закреплены внутренние ободы ветроколес, которые расположены с двух сторон поворотной башни с установленным на ней горизонтальным корпусом. Ротор генератора закреплен в средней части горизонтального вала, а статор генератора - на внутренней части горизонтального корпуса, установленного на башне, при этом опоры жестко соединены с поворотной башней, снабжены роликовыми колесами, взаимодействующими с круговым рельсом, уложенным на неподвижное основание.

Ветроколеса помещены в цилиндрические кожухи с прорезями, к которым непосредственно крепятся воздухосборные диффузоры. При этом между стенкой кожуха и диффузором остается зазор, создающий разность давления в кожухе, позволяющий более эффективно использовать кинетическую энергию воздушного потока. Использование цилиндрических кожухов позволяет ветровому потоку непрерывно взаимодействовать с лопастями на протяжении 240° вращательного движения лопасти по окружности горизонтального вала.

На фиг.1 изображена ветроэнергетическая установка, вид сбоку. На фиг.2 изображен ветряной двигатель, разрез.

Ветроэнергетическая установка (фиг.1) содержит барабанные ветроколеса роторного типа 1 с лопастями 2, закрепленными на ободе 3, который крепится на горизонтальном валу 4. Лопасти 2 расположены последовательно через каждые 60°, по краям они закреплены на ободе 3. Вал установлен на четырех подшипниках скольжения 5, два из которых закреплены на корпусе кожухов, посередине вала, остальные два подшипника крепятся к вертикальным опорам 6 с двух сторон. Вертикальные опоры 6 на роликовых колесах 7 передвигаются по рельсам 8. Барабанное ветроколесо 1 помещено в цилиндрический кожух 9 с прорезями, к которому крепится диффузор 10, состоящий из двух боковых стенок 11, верхней и нижней стенок 12, расположенных под углом друг к другу. Снизу диффузор 10 крепится к поперечным стойкам 13, которые закреплены на башне 14. Внутри горизонтального корпуса 15 (фиг.2) закреплен статор многополюсного тихоходного генератора кольцевого типа 16, ротор которого жестко соединен с горизонтальным валом 4. Использование многополюсного тихоходного генератора 16 кольцевого типа позволяет отказаться от мультипликатора, в котором теряется мощность и который является основным источником шума. Подшипник 17 жестко закреплен по наружному кольцу к горизонтальному корпусу 15.

Источники информации

1. Авторское свидетельство № 1373858, F03D 3/04, С.И.Гарбуз, Е.И.Гарбуз, B.C.Гарбуз и др., 14.08.86 г.;

2. Патент Российской Федерации № 2024783, F03D 7/00, 9/00, 1/00, Фомичев Борис Николаевич, 22.01.91 г.

Ветроэнергетическая установка, содержащая барабанные ветроколеса роторного типа, размещенные в цилиндрических кожухах с воздухосборными диффузорами, закрепленные на горизонтальном валу и установленные на вертикальных опорах, и генератор, отличающаяся тем, что горизонтальный вал прикреплен с двух сторон к вертикальным опорам и на концах снабжен фланцами, на которых жестко закреплены внутренние ободы ветроколес, которые расположены с двух сторон поворотной башни с установленным на ней горизонтальным корпусом, ротор генератора закреплен в средней части горизонтального вала, а статор генератора - на внутренней части горизонтального корпуса, установленного на башне, при этом опоры жестко соединены с поворотной башней, снабжены роликовыми колесами, взаимодействующими с круговым рельсом, уложенным на неподвижное основание.