Ветроколесо



Ветроколесо
Ветроколесо
Ветроколесо
Ветроколесо
Ветроколесо
Ветроколесо
Ветроколесо
Ветроколесо

 


Владельцы патента RU 2494283:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к регулируемым ветроколесам. Ветроколесо содержит основание с подшипниками, горизонтальный вал, лопасти, роторы, имеющие магнитный контакт со статорами, установленными на основании, редукторы. Роторы соединены с входными валами редукторов, на выходных валах которых установлены дополнительные лопасти, выполненные с возможностью вращения относительно главной оси. Профили основных и дополнительных лопастей выполнены с возможностью наложения друг на друга при повороте дополнительных лопастей. При увеличении ветра на статоры подается напряжение, приводящее к вращению роторов, выходных валов редукторов и, соответственно, повороту дополнительных лопастей. Конструкция ветроколеса обеспечивает возможность изменения количества лопастей в зависимости от скорости ветра, а также повышение надежности из-за отсутствия вращающегося токосъема, обеспечения бесконтактности. 7 ил.

 

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности, к регулируемым ветроколесам.

Известны различные регулируемые ветроколеса [1], такие, например, как выводящиеся из-под ветра с воздушными тормозами. Однако наибольшее распространение получили ветроколеса с поворотными лопастями. Применяются схемы со стабилизаторами, с инерционными (центробежными) регуляторами, с поворотом лопасти под давлением ветра.

Наиболее распространены центробежные регуляторы [2, 3, 4], однако им присущи серьезные недостатки, связанные, например, с возникновением автоколебаний (под действием порывов ветра), недостаточной диссипацией энергии в системе, а также с необходимостью наличия грузов, что утяжеляет подвижную лопасть, негативно влияя на массогабаритные показателя ветроколеса.

Наиболее близким к заявленному является ветроколесо [5] с электрическим приводом поворота лопастей, при этом двигатель с передачей устанавливается в ступице, ветроколесо закреплено на основании, которое может быть поворотным, соответственно, имеются лопасти с механизмом поворота, редуктор.

Существенным недостатком данного и подобных ему устройств является необходимость наличия вращающихся токосъемников со щетками, что усложняет конструкцию и понижает надежность из-за необходимости периодического обслуживания.

Изобретение направлено на устранение вращающегося токосъема, на обеспечение бесконтактности, т.е. повышение надежности, а также на обеспечение возможности изменения числа лопастей ветроколеса.

Это достигается тем, что ветроколесо, содержащее основание с подшипниками, ступицу, горизонтальный вал, лопасти, роторы, имеющие магнитный контакт со статорами, установленными на основании, согласно изобретению, выполнено таким образом, что роторы соединены с входными валами редукторов, на выходных валах которых установлены дополнительные лопасти с вращением относительно главной оси, причем профили основных и дополнительных лопастей выполнены с возможностью наложения друг на друга.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг.1 и 2 схематично изображено ветроколесо, соответственно, с разложенными и сложенными лопастями (вид спереди), на фиг.3 вид на торцы лопастей в разложенном состоянии, на фиг.4 - в сложенном, фиг.5 - вид ветроколеса сбоку, лопасти разложены, фиг.6 - вид сбоку, лопасти сложены, на фиг.7 представлена кинематическая схема поворота лопастей с использованием не цилиндрического редуктора, как показано на фиг.1, 2, 5, 6, а червячного, в комбинации с угловой передачей.

Ветроколесо содержит основные лопасти 1, дополнительные поворотные (относительно главной оси) лопасти 2, защитный колпак 3 (условно показан пунктиром), внешний 4 и внутренний 5 статоры, закрепленные на основании 6, роторы дискового типа 7, установленные на валах 8, на которых также установлены входные шестерни 9 редукторов, редукторы содержат выходные колеса 10, которые соединены с выходным валом 11, который в свою очередь установлен на подшипник 12 и расположен на неподвижной оси 13. На выходном валу 11 установлены дополнительные лопасти 2 с вращением относительно главной оси, причем профили основных и дополнительных лопастей выполнены с возможностью наложения друг на друга. Основание 6 снабжено хвостовым направляющим элементом 14, а также вертикальным подшипником 15, который установлен на верху башни 16. В варианте с червячным редуктором роторы 7 установлены на одних валах с червяками 17, которые входят в контакт с червячными колесами 18, установленными на валах 19. На конце валов установлены конические шестерни 20, вращающие конические колеса 21, на валу 22 которых закреплены поводки 23 к которым в свою очередь крепятся дополнительные лопасти 2.

Ветроколесо работает следующим образом: набегающий поток воздуха (на схеме направлен слева - направо), взаимодействуя с лопастями, приводит их во вращение, направляющее устройство ориентирует башню по направлению ветра; при увеличении скорости ветра на статоры 4 и 5 подается напряжение, обеспечивающее бегущее магнитное поле разной направленности, которое приводит к вращению роторов 7 и валов 8 с шестернями 9, которые в свою очередь вращают выходные колеса 10, которые установлены на валах 11, на которых в свою очередь закреплены дополнительные лопасти 2, которые в результате накладываются на основные лопасти 1, при этом скорость вращения уменьшается и повышаются бурезащитные свойства.

Технико-экономическим преимуществом заявленного ветроколеса является бесконтактность передачи усилия со статора на вращающуюся часть, что обеспечивает возможность изменения числа лопастей и увеличивает регулировочные свойства ветроколеса.

Источники информации:

1. Фатеев Е.М. Ветродвигатели. - ГНТИ, Москва, 1962, с 67;

2. Патент РФ №2211366 / А.М. Литвиненко - Ветроколесо / Опубл. Б.И. №24 27.08.2003;

3. Патент РФ №2249720 / А.М. Литвиненко - Ветроколесо / Опубл. Б.И. №10 10.04.2005;

4. Ветроэнергетика / Под ред. Д. де Рензо, пер. с англ. Под ред. Я.И. Шефтера. - М.; Энергоатомиздат, 1982. - с.113, 3.10;

5. Александров В.Л. Воздушные винты. - Оборонгиз, Москва, 1951, с.59, ориг.37.

Ветроколесо, содержащее основание с подшипниками, ступицу, горизонтальный вал, лопасти, роторы, имеющие магнитный контакт со статорами, установленными на основании, отличающееся тем, что роторы соединены с входными валами редукторов, на выходных валах которых установлены дополнительные лопасти с вращением относительно главной оси, причем профили основных и дополнительных лопастей выполнены с возможностью наложения друг на друга.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано в устройствах автоматического регулирования угла установки лопастей ветродвигателя. .

Изобретение относится к ветроэнергетике. .

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к регулируемым ветроколесам. .

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для регулирования работы ветродвигателя с быстроходным ветроколесом и для защиты лопастей ветроколеса от повреждения при сильном ветре.

Изобретение относится к способам воздействия движущегося потока на винт ветро- или гидродвигателя. .

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электроэнергию. .

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для энергоснабжения бытовых и производственных потребителей. .

Турбина // 2426006

Изобретение относится к ветроэнергетике. .

Изобретение относится к ветроэнергетике. .

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. .

Изобретение относится к ветроэнергетике. .

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам для получения электрической энергии. .

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии. .

Изобретение относится к устройствам для преобразования энергии ветра в электрическую энергию. .

Изобретение относится к ВЭУ, имеющим доказанное на практике преимущество в виде совпадающих с направлением ветра осей вращения турбины и генератора, установленных на валу, выполненном за одно целое, или на двух раздельных коаксиальных валах, а также имеющих возможность вращения как ротора, так и статора (контрротора) в противоположные стороны.

Изобретение относится к области альтернативной энергетики с использованием возобновляемых источников энергии. Ветроэнергетическая установка содержит ротор, промежуточный редуктор, гидравлическую систему, гидравлический насос, гидравлический мотор, регулятор оборотов гидравлического мотора и генератор электрического тока. Ротор разбит на независимые ступени по диаметру, установленные на коаксиальных валах. Установка снабжена промежуточным валом, обеспечивающим передачу крутящего момента валу гидронасосов, датчиком секундного расхода жидкости и гидравлическим переходником. Коаксиальные валы сообщены посредством промежуточного редуктора и муфт свободного хода с промежуточным валом. Общая мощность установки разбита на отдельные энергоблоки. Крутящий момент от каждой ступени передается через телескопические валы, муфты свободного хода, промежуточный редуктор на вал гидронасосов. Гидромоторы вращают ротор генератора с постоянными оборотами независимо от скорости ветра, т.к. имеют регуляторы постоянных оборотов. Муфты обеспечивают независимость работы ступеней друг от друга. Поэтому каждая ступень ротора вращается с разной угловой скоростью. Суммирование крутящих моментов ступеней осуществляется промежуточным редуктором. Использование установки обеспечит повышение коэффициента использования энергии ветра за счет разбивки ротора на ступени при том же диаметре ротора. 13 ил.
Наверх