Безредукторный ветроэлектроагрегат

Авторы патента:

Литвиненко Александр Михайлович (RU)

F03D3/00 - Ветряные двигатели с осью вращения ротора, перпендикулярной направлению ветра (регулирование F03D 7/00)

Владельцы патента RU 2515569:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный архитектурно-строительный университет" (RU)

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Безредукторный ветроэлектроагрегат содержит башню с поворотным основанием, ветроколесо, роторные элементы, статор, направляющее устройство, полюсные наконечники, катушки двух типов: рабочие и возбуждения, которые расположены в чередующемся порядке по окружности. Ветроколесо выполнено тихоходным, на концах его лопастей закреплены быстроходные колеса с электромеханическими роторными элементами. Статор укреплен на вертикальной полке уголка, скрепленного с подвижной частью основания, а на горизонтальной полке этого уголка укреплена штанга с направляющим устройством, таким образом статор установлен на поворотном основании в круговой зоне максимального приближения роторных элементов к оси тихоходного колеса. Изобретение направлено на повышение энергоотдачи за счет увеличения линейной скорости перемещения электромеханических элементов при высокой технологичности, обусловленной простой формой статорных элементов. 2 ил.

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

Известен агрегат [Патент РФ №22008700 /А.М.Литвиненко, В.А.Баркалов. - Безредукторный ветроэлектроагрегат./ Опубл. бюл. №20, 2003, заявка 2001129401/06 от 31.10.01, МПК 7 F03D 9/00], который содержит башню, поворотное основание, снабженное хвостом и сегментным элементом, и концевые сегментные роторные элементы, ветроколесо со ступицей, установленной в подшипнике на роторной оси, и лопастями с сегментными элементами.

Недостатком данного устройства является неудовлетворительная развесовка относительно вертикальной оси башни, связанная с большой массой статора и необходимостью ее компенсации путем увеличения массы хвоста.

Из известных аналогов, наиболее близких к заявляемому по совокупности существенных признаков, является безредукторный ветроэлектроагрегат [Патент РФ №2390653 /А.М.Литвиненко, заявка №2008143885/06 от 05.11.2008, опубл. 27.05.2010, бюл. №15]. Безредукторный ветроэлектроагрегат содержит башню, поворотное основание, снабженное ветроколесом с сегментными роторными элементами и установленной в подшипники ступицей, кронштейном с сегментным статорным элементом и хвостовым направляющим устройством. Поворотное основание дополнительно снабжено кронштейном с сегментным статорным элементом (статором). Ветроколесо выполнено со спицами и ободом, на котором укреплены сегментные роторные элементы торцевого типа, имеющие магнитный контакт с сегментными статорными элементами, между которыми расположена башня ветроэлектроагрегата.

Недостатком данного устройства является низкая энергоотдача.

Изобретение направлено на повышение энергоотдачи за счет увеличения линейной скорости перемещения электромеханических элементов.

Это достигается тем, что в безредукторном ветроэлектроагрегате, содержащем башню c поворотным основанием, ветроколесо, роторные элементы, статор, направляющее устройство, согласно изобретению ветроколесо выполнено тихоходным, на концах его лопастей закреплены быстроходные колеса с электромеханическими роторными элементами, при этом статор установлен на поворотном основании в круговой зоне максимального приближения роторных элементов к оси тихоходного колеса.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан безредукторный ветроэлектроагрегат, вид спереди; на фиг.2 - вид сбоку в разрезе.

Технический результат достигается за счет суммирования скоростей тихоходного и быстроходных колес.

Безредукторный ветроэлектроагрегат включает в себя башню 1, поворотное основание 2, тихоходное колесо 3, быстроходные колеса 4, роторные элементы 5, статор 6, направляющее устройство 7, полюсные наконечники 8, катушки 9 двух типов: рабочие и возбуждения, которые расположены в чередующемся порядке по окружности. Статор укреплен на вертикальной полке 10 уголка, скрепленного с подвижной частью основания, а на горизонтальной полке 11 этого уголка укреплена штанга с направляющим устройством 7. Таким образом, быстроходные колеса 4 закреплены на концах лопастей тихоходного колеса 3, при этом статор 6 установлен в круговой зоне максимального приближения роторных элементов быстроходных колес к оси тихоходного колеса. Например, если рассмотреть верхнее (фиг.2) быстроходное ветроколесо 4, то верхний роторный элемент 5, укрепленный на концах его лопастей (см. фиг.2) показан в круговой зоне максимального удаления роторных элементов от оси тихоходного ветроколеса, а его нижний роторный элемент показан в круговой зоне максимального приближения к оси тихоходного колеса. Аналогично, если рассмотреть нижнее быстроходное ветроколесо, то его нижний элемент расположен в зоне максимального удаления от осей ветроколеса, а его верхний роторный элемент - в круговой зоне максимального приближения роторных элементов к оси тихоходного ветроколеса.

Безредукторный ветроэлектроагрегат работает следующим образом. При воздействии ветрового потока происходит одновременное вращение всех ветроколес в одном направлении, при этом автоматически будет наблюдаться сложение скоростей тихоходного 3 и быстроходных ветроколес 4, что приводит к увеличению энергоотдачи.

Технико-экономическим преимуществом заявленного изобретения является, во-первых, высокая технологичность, обусловленная простой формой статорных элементов, во-вторых, сложение скоростей ветроколес, что в результате повышает энергоотдачу.

Безредукторный ветроэлектроагрегат, содержащий башню с поворотным основанием, ветроколесо, роторные элементы, статор, направляющее устройство, отличающийся тем, что ветроколесо выполнено тихоходным, на концах его лопастей закреплены быстроходные колеса с электромеханическими роторными элементами, при этом статор установлен на поворотном основании в круговой зоне максимального приближения роторных элементов к оси тихоходного колеса.

Группа изобретений относится к ветроэнергетическим установкам. Ветровой энергетический модуль, содержащий вертикальную центростремительную турбину, электрогенератор, связанный с турбиной с профилированными лопастями, размещенной внутри неподвижного соплового направляющего аппарата, выполненного с верхним и нижним основаниями, к которым прикреплены направляющие лопасти.

Ветроэнергетическая установка преимущественно для высотного сооружения // 2509914

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроэнергетическая установка преимущественно для высотного сооружения с вертикальной осью, содержащая ветровое подвижное колесо с вертикальными лопастями и электрический генератор.

Сироты башня ветроэнергетическая // 2508470

Изобретение относится к ветроэнергетике. Башня ветроэнергетическая включает собственно опорную конструкцию и размещенную и закрепленную в верхней ее части кольцевую платформу.

Ветровой генератор жалюзийного типа // 2508469

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для получения электроэнергии для осветительных приборов, перекачки жидкостей, компрессорных установок и т.п.

Ветроэлектростанция // 2502892

Изобретение относится к возобновляемым источникам электроэнергии. Ветроэлектростанция содержит каркас, лопасти, закрепленные на верхнем конце вертикального вала, генератор электрического тока, закрепленный на каркасе.

Ветроэнергетическая установка башенного типа // 2498107

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветроэнергетическая установка башенного типа, содержащая вертикальный ветродвигатель, кинематически связанный вращающимися в стволе башни валом с электрогенератором.

Ветротурбина // 2495279

Изобретение относится к ветротурбинам с вертикальной осью. Ветротурбина с вертикальной осью, содержащая электрический генератор опорную башню, по меньшей мере, одно крыло, установленное с возможностью вращения относительно опорной башни.

Роторный ветродвигатель // 2489598

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для повышения эффективности преобразования энергии ветра. .

Ветроколесо карусельно-лепесткового типа // 2487265

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для энергоснабжения удаленных объектов. .

Безредукторный ветроагрегат // 2486368

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

Ветроэнергетическая установка // 2516051

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для выработки электроэнергии или выполнения механической работы. Ветроэнергетическая установка содержит установленный внутри каркаса ротор вертикального вращения с лопастями переменного сечения и толщины, изогнутыми по вертикали и по горизонтали, маховик, установленный на вторичном валу соосно с ротором, и агрегатный блок с размещенными в нем механизмами отбора мощности. На внутренней поверхности лопастей ротора выполнены волнообразные образования с началом волны от наружной кромки лопасти и с углом возвышения от 0°, с переходом угла возвышения в 2/3 дуги лопасти до 60°. На закруглении внутренней части лопасти по всей длине ее установлен с зазором к ней элемент серпообразного сечения. Маховик дополнительно снабжен системой подвижных секторов, расположенных на направляющих диска маховика и соединенных посредством тросовых соединений с противовесом. Противовес установлен концентрично на вторичном валу с возможностью вертикального перемещения и снабжен кольцевыми выступами, которые входят в контакт с вилками, закрепленными шарнирно в агрегатном блоке и предназначенными для подключения различных агрегатов отбора мощности. Использование изобретения обеспечит повышение мощности и КПД ветроэнергетической установки при обеспечении автоматического переключения механизмов отбора мощности. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Самоустанавливающаяся парусная установка для отбора энергии потока // 2518763

Изобретение относится к области силовых установок, использующих энергию потока среды. Самоустанавливающаяся парусная установка для отбора энергии потока, характеризующаяся тем, что содержит замкнутый в кольцо рельс, на котором размещены подвижные тележки, связанные между собой сцепками и несущие генераторы, ротор которых введен в контакт с поверхностью рельса. Каждая тележка снабжена кронштейном, к которому прикреплен конец стропа, другой конец которого прикреплен к тяге, несущей треугольной формы парус, выполненный с флюгером, связанным с этим парусом через кинематическую связь для обеспечения поворота паруса в зависимости от поворота флюгера по направлению потока. Указанная кинематическая связь включает в себя ведомую шестерню, связанную кинематически гибкой передачей с ведущей шестерней меньшего диаметра с передаточным отношением 2:1, или связанную валом за счет конических шестерен с ведущей шестерней меньшего диаметра с передаточным отношением 2:1, или связанную посредством зубчатого ремня с этой ведущей шестерней через дополнительную пару зубчатых шестерен с тем же передаточным отношением 2:1. Все тяги, несущие треугольной формы паруса, связками соединены последовательно между собой, а паруса оснащены воздушными шарами для удержания парусов с тягами на высоте по отношению к тележкам на рельсе. Изобретение позволяет автоматически оптимально устанавливать парусную систему относительно ветра с учетом изменения направления движения перемещаемой этим парусом конструкции. 5 ил.

Лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения // 2518794

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения, включающая наконечник, выполненный в виде входной части аэродинамического профиля. Наконечник состоит из двух свободно поворачивающихся частей, соединенных между собой шарниром с вертикальной осью вращения, расположенным в крайней входной точке наконечника. Наконечник лопасти снабжен механизмом фиксированного изменения расстояния между свободными концами наконечника. Наконечник лопасти изготовлен из плоских пластин, соединенных шарниром. Внутренние поверхности плоских пластин наконечника снабжены раскосной системой ребер жесткости. Наконечник снабжен отрегулированными пружинами, вставленными в телескопические цилиндры, которые закреплены шарнирами к плоским пластинам с одного конца и к стопору, находящемуся на оси симметрии наконечника в развернутом виде, с другого конца. Изобретение повышает технологичность изготовления лопасти, увеличивает ее прочность, жесткость и эффективность работы. 4 ил.

Парнолопастная турбина // 2521902

Изобретение относится к ветроэнергетике и предназначено для преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию вращения вала. Турбина ветрогенератора с вертикальной осью вращения содержит вытянутые лопасти, продольные оси которых параллельны друг другу. Лопасти расположены равномерно по окружности равноудалено от вала турбины, каждая из них повернута на одинаковый угол вокруг собственной продольной оси. Каждая основная лопасть снабжена аналогичной ей вспомогательной лопастью, расположенной между основной лопастью и валом турбины, которая отстоит от основной лопасти как минимум на 30% ее ширины и повернута вокруг своей продольной оси, параллельной оси основной лопасти, на угол, примерно равный углу поворота основной лопасти, но в зеркальном отражении. Изобретение позволит снизить стоимость изготовления турбины за счет использования простых элементов конструкции и увеличить эффективность использования кинетической силы ветра посредством увеличения количества положений лопастей, при которых производится положительная работа по вращению вала турбины. 2 ил.

Ветроустановка // 2522271

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроустановка содержит воздухозаборник с расположенным внутри него ветроколесом с лопастями, прикрепленными к верхнему и нижнему кольцам, опирающимся на центрирующие ролики, установленные на валах роторов преобразователей энергии, расположенные сверху и снизу разрежители потока. Разрежители потока установлены с возможностью вращения относительно воздухозаборника и ветроколеса для передачи вращающего момента на статор преобразователя энергии. На внутренней стороне разрежителей потока установлены лопатки с аэродинамическим профилем, обеспечивающим встречное вращение разрежителей потока по отношению к ветроколесу. Изобретение повышает эффективность работы ветроустановки. 2 ил.

Статор сегментного ветроэлектрогенератора // 2523685

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Статор сегментного ветроэлектрогенератора содержит источник возбуждения, Г-образные магнитопроводы, катушки, основание, крепежные элементы, между основными катушками установлены дополнительные катушки с сердечниками, снаружи которых размещены сегментно-образные вставки. Техническим результатом является увеличение электроэнергии за счет использования потоков рассеяния.2 ил.

Крыльчато-парусная ветроэнергетическая установка // 2526415

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для преобразования и использования энергии ветра. Установка содержит поворотную стойку, несущую жестко закрепленный на ее верхнем конце подшипниковый узел с двухконцевым горизонтальным валом, один конец которого связан с генератором, а на другом конце жестко закреплен мах, несущий по меньшей мере две съемных лопасти. На концах маха в плоскости его вращения жестко закреплены корпусной частью дополнительные подшипниковые узлы с одноконцевым валом, концы которых в паре обращены в противоположные стороны от маха. На валу каждого подшипникового узла между подшипниками установлена пружина кручения, один конец которой зафиксирован на корпусе, а другой жестко связан с валом, несущим съемную лопасть. Изобретение обеспечивает повышение коэффициента использования энергии ветра при повышении надежности при его нестабильной скорости. 4 ил.

Гидроэлектрическая энергосистема и турбина в трубе // 2526604

Изобретение относится к области гидроэлектрической выработки электроэнергии. Сферическая турбина 96 выполнена для вращения в поперечном направлении в цилиндрической трубе под действием рабочего вещества, протекающего через трубу в любом направлении. Турбина 96 в рабочем состоянии соединена с вращающейся машиной или генератором для выработки электричества. В одном примере осуществления лопатки 112, 114, 116, 118 сферической турбины 96 изогнуты в дугу приблизительно на 180 градусов в плоскости, которая наклонена под углом относительно оси вращения центрального вала 64. В другом примере осуществления внутри цилиндрической трубы установлен дефлектор по восходящему потоку сферической турбины 96 для управления потоком через сферическую турбину 96 экранированием части этого потока. Лопатки 112, 114, 116, 118 сферической турбины 96 имеют в поперечном сечении аэродинамический профиль для оптимизации гидродинамического потока, для минимизации кавитации и для максимизации преобразования аксиальной энергии в энергию вращения. 3 н. и 25 з.п. ф-лы, 7 ил.

Ротор // 2534326

Изобретение относится к конструкции роторов, используемых преимущественно с возобновляемыми источниками энергии (как воздушными, так и водными). Сущность изобретения состоит в том, что в роторе с чашеобразными элементами, смонтированными на валу, элементы выполнены в виде конусных улиток, вершины конусов в которых могут быть в плоскости симметрии чашки или могут быть асимметричными по отношению к плоскости симметрии чашки. Предлагаемая техническим решением конструкция ротора позволяет повысить эффективность использования энергии возобновляемых источников (как воздушных, так и водных), технологична, применима в вариантах вертикальной и горизонтальной ориентации оси вращения ротора. 2 ил.

Аэро-высотный ветрогенератор // 2535427

Изобретение позволяет надежно и устойчиво получать электроэнергию сверхкрупной мощности от ветра в высотных скоростных слоях атмосферы, прежде всего на материковых территориях. Результат достигается тем, что аэростатная часть устройства состоит из по меньшей мере одной несущей оболочки в форме полой двояковыпуклой линзы, прутковая клеть которой снизу жестко связана с внешне-опорным каркасом турбины Дарье, ее крыловидные лопасти и соответственно колонны каркаса эллиптически выгнуты по горизонтальной оси симметрии аэродинамического блока, вал турбины вращается с опорой на два подшипниковых узла в вершинах малой оси упомянутого каркаса, к его нижней вершине подвешен электрогенератор. Дополнительно предусмотрено, что отклонения от вертикального положения оси вращения турбины устраняются тросами, связывающими нижнюю часть ее внешне-опорного каркаса с наземными лебедками, управляющими длиной этих тросов через компьютерную программу; колебания тросов, напрямую привязывающие устройство к грунту, гасятся вставками из эластичных резиновых тяжей; те же тросы отходят от клети верхней, имеющей больший горизонтальный габарит, оболочки, если в состав устройства входит два и более аэростатных элемента. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.