Ветроколесо ветроэлектрогенератора



Ветроколесо ветроэлектрогенератора
Ветроколесо ветроэлектрогенератора
Ветроколесо ветроэлектрогенератора

 


Владельцы патента RU 2522349:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветросиловых и ветроэлектроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа. Ветроколесо содержит ступицу, соединенную с основной монолитной лопастью, к концу которой с помощью болтовых соединений прикручена дуга роторного элемента с зубцами и пазами. Роторный элемент через воздушный зазор взаимодействует со статорным элементом. Дуга роторного элемента снабжена роликом, который охвачен гибким элементом, один конец которого закреплен на ступице, а второй - на натяжном устройстве, которое представляет собой барабан с червячным колесом и червяком. Ветви гибкого элемента окружены гибкой оболочкой, представляющей собой трубчатый чехол, образующий дополнительную лопасть. Изобретение направлено на упрощение и удешевление конструкции, при обеспечении возможности изменения аэродинамических характеристик дополнительной лопасти путем ее крутки. 3 ил.

 

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветросиловых и ветроэлектроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа.

Известно ветроколесо [пат. РФ №2211366, опубл. 27.08.2003, бюл. №24 / Литвиненко A.M. - заявка №2002104027 / 06 от 14.02.2002]. Технический результат, заключающийся в упрощении конструкции, повышении надежности, обеспечении буревой защиты при относительном удешевлении и обеспечении модульности и технологичности, обеспечивается за счет того, что в ветроколесе, содержащем ступицу в лопасти, выполненные в виде парусных оперений, лонжероны, трос, D-образную переднюю кромку, согласно изобретению, парусные оперения выполнены в виде упругих пластин, передняя кромка которых имеет форму арки и снабжена отверстиями под лонжерон.

Недостатком данного ветроколеса является невозможность использования тканевых оболочек парусного типа.

Наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ветроколесо [пат. РФ №2249720, опубл. 10.04.2005, бюл. №10 / Литвиненко A.M. - заявка №2003130051 / 06 от 09.10.2003]. Технический результат заключается в упрощении конструкции, повышении надежности и технологичности при обеспечении удешевления модульности. Это достигается тем, что лопасти как основные, так и, возможно, дополнительные выполнены в виде парусных оперений, а именно оболочечного, двухслойного, скрепленного по периметру равнобедренного треугольника, вершина которого закреплена у ступицы, основание снабжено натяжной планкой, которая шарнирно соединена с балансиром, балансир шарнирно установлен на внешнем конце трубчатого лонжерона и соединен с натяжной тягой.

Его недостатком является затруднение в обеспечении крутки лопастей, которая, как известно, обеспечивает лучшие аэродинамические характеристики.

Изобретение направлено на упрощение и удешевление конструкции.

Это достигается тем, что колесо ветроэлектрогенератора, содержащее ступицу, основные лопасти и дополнительные лопасти с роторными элементами в виде дуги, согласно изобретению, дуга роторного элемента снабжена роликом, который охвачен гибким элементом, один конец которого закреплен на ступице, а второй - на натяжном устройстве, при этом ветви гибкого элемента окружены гибкой оболочкой с образованием дополнительной лопасти.

Достижение технического результата обеспечивается рациональным исполнением дополнительной лопасти.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен фрагмент ветроколеса вид спереди, на фиг. 2 показано сечение дополнительной лопасти, на фиг. 3 - кинематическая схема.

Ветроколесо представляет собой ступицу 1, соединенную с основной монолитной лопастью 2, к концу которой с помощью болтовых соединений 3 прикручена дуга 4 роторного элемента с зубцами 5 и пазами 6. Роторный элемент через воздушный зазор взаимодействует со статорным элементом 7, который показан условно и закреплен на вращающемся основании, связанным с корпусом подшипника ступицы. Дуга 4 роторного элемента снабжена роликом 8, который охвачен гибким элементом, а именно его набегающей ветвью 9 и сбегающей ветвью 10. Конец набегающей ветви 11 закреплен на ступице, а конец сбегающей ветви - на натяжном устройстве 12, которое представляет собой барабан с червячным колесом и червяком 13, т.е. самотормозящийся червячный редуктор. Ветви гибкого элемента окружены гибкой оболочкой 14, представляющей собой трубчатый чехол, который охватывает сбегающую ветвь 10, набегающую ветвь 9, причем на набегающую ветвь для обеспечения аэродинамических характеристик может быть надет отрезок шланга 15.

Ветроколесо функционирует следующим образом. При набегании ветрового потока перпендикулярно плоскости фиг. 1 от действия аэродинамического момента лопасти 2, ветроколесо приходит в движение. Этот момент увеличивается действием дополнительной лопасти, которая образована ветвями 9 и 10 гибкого элемента, окруженными гибкой оболочкой 14. При этом имеется возможность в натяжении гибкого элемента с помощью натяжного устройства и роликов 8, а также имеется возможность обеспечения крутки путем расположения натяжного устройства и ролика 8 в разных плоскостях. Таким образом, изменение аэродинамических характеристик дополнительной лопасти, то есть крутка, возможно при относительном изменении положения второго конца гибкого элемента, закрепленного на натяжном устройстве, относительно ролика. При вращении ветроколеса роторные элементы, взаимодействуя со статорными элементами, наводят в последних напряжение, далее передающееся потребителю. Кинематическая схема, представленная на фиг.3, показывает расположение основных частей ветроколеса, а также указывает на возможность обеспечения крутки путем расположения основания АВ и дуги СD в разных плоскостях.

К основным технико-экономическим преимуществам данного ветроколеса относятся следующие:

- дешевизна и легкость исходных материалов;

- простота и надежность механизма натяжения - фиг. 3;

- высокая технологичность, простота сборки;

- модульность, обеспечиваемая возможностью однотипного исполнения нескольких лопастей;

- высокие аэродинамические характеристики профиля - фиг. 2.

Колесо ветроэлектрогенератора, содержащее ступицу, основные лопасти и дополнительные лопасти с роторными элементами в виде дуги, отличающееся тем, что дуга роторного элемента снабжена роликом, который охвачен гибким элементом, один конец которого закреплен на ступице, а второй - на натяжном устройстве, при этом ветви гибкого элемента окружены гибкой оболочкой с образованием дополнительной лопасти.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в ветроэнергетической установке. Технический результат изобретения заключается в получении более эффективного охлаждения кольцевого генератора.

Изобретение относится к ветроэнергетике и представляет собой установку для преобразования энергии ветра в электрическую энергию. Ветроустановка с принудительным разрежением затурбинного пространства состоит из ветротурбины, механически связанной с генератором, по крайней мере, двух радиально расположенных конфузоров, внешней оболочки, диффузора.
Изобретение относится к разделу специальных строительных сооружений башенного типа, предназначено для объектов связи и других аналогичных сооружений. Технический результат: возможность использования практически в любом месте, в короткий срок, за небольшую стоимость и без эксплуатационных расходов.

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроустановкам малой и средней мощности. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в ветроэнергетических установках для превращения энергии ветра в механическую энергию. .

Изобретение относится к энергетике. .

Изобретение относится к энергомашиностроению, в частности к ветроэнергетическим машинам. .

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

Изобретение относится к области энергетики, а именно к ветродвигателям ветроэлектростанций. .

Изобретения относятся к области ветроэнергетики и могут быть использованы для получения электрической или механической энергии. Ветродвигатель состоит из ветроколеса, содержащего вращающиеся цилиндры, из привода цилиндров, источника питания, электрогенератора, кинематически соединенного с ветроколесом, устройства ориентации ветродвигателя на поток ветра. Ветроколесо, расположенное горизонтально, выполнено в виде барабана, с торцов которого на неподвижной оси в опорах закреплены вращающиеся диски, в них по окружности на своих осях размещены цилиндры с приводом. Внутри барабана перпендикулярно к направлению потока размещен экран, прикрепленный к неподвижной оси ветродвигателя. Привод выполнен от одного двигателя посредством гибкой связи на шкивы цилиндров, находящихся на наветренной стороне. В другом варианте выполнения привод цилиндров выполнен из реверсивных электродвигателей, закрепленных на барабане и оснащенных контактным токосъемом, а на неподвижной оси закреплен дополнительно введенный диск с двумя кольцевыми дорожками для токосъема, при этом кольцевые дорожки для токосъема могут быть выполнены в виде двух полуколец, расположенных на наветренной стороне, двух полуколец дорожек - на подветренной стороне потока, и эти пары полуколец соединены разнополярно с источником питания, а внутри барабана перпендикулярно к направлению потока может быть размещен экран, прикрепленный к неподвижной оси ветродвигателя. Изобретения позволяют значительно увеличить эффект от использования силы Магнуса, поскольку снимаются ограничения на длину, диаметр цилиндров и на их число в ветроколесе. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение касается рабочей площадки ветровой энергетической установки, содержащей рабочую платформу и установленные на рабочей платформе перила, причем перила могут запираться посредством запорного элемента, при этом запорный элемент расположен в переходной области к лифту. Изобретение касается, в частности, ветровой энергетической установки, снабженной блокировочным устройством, содержащим блокировочный механизм для приема первого блокировочного элемента и второго блокировочного элемента, при этом первый блокировочный элемент соединен с лифтом, а второй блокировочный элемент соединен с запорным элементом, и блокировочный механизм выполнен для высвобождения одного из двух блокировочных элементов посредством блокировки соответственно другого блокировочного элемента относительно блокировочного устройства. Изобретение касается также блокировочного устройства, лифта и ветровой энергетической установки. Изобретение направлено на повышение безопасности на рабочей площадке ветровой энергетической установки. 6 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Настоящее изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для производства электроэнергии. Ветровая турбина содержит комплект изогнутых лопастей, закрепленных на центральной вращающейся ступице и обод, окружающий концы лопастей и прикрепленный к ним, при этом обод выполнен с возможностью вращения вместе с упомянутой ступицей и упомянутыми лопастями. Каждая из лопастей имеет фиксированный наклон относительно центральной оси вращения ступицы. Угол наклона каждой из лопастей в ступичном конце определяется результатом соотношения, полученным, если радиус ступицы разлить на радиус турбины и умножить на угол наклона на конце, при этом лопасть содержит сложную кривизну, которая вызывает отклонение ветра, наталкивающегося на лопасть при входе ветра в участок лопасти. Турбина дополнительно содержит устройство, которое управляет скоростью вращения турбины, так что можно регулировать угол наклона лопастей относительно направления ветра. Использование изобретения обеспечит повышение эффективности использования энергии ветра. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 28 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для энергоснабжения бытовых и производственных потребителей энергии. Ветроагрегат с системой ориентации и ограничения мощности ветротурбины, имеющий опору с цевочной шестерней и вертикальной осью с насаженной на ней головкой ветроагрегата, устройство, реагирующее на направление ветра, насаженное на выполненную полой вертикальную ось в головке ветроагрегата с возможностью поворота не менее чем на 90°, связанное жёстко с боковой лопатой, вертикальный вал, проходящий через выполненную полой вертикальную ось в головке ветроагрегата и имеющий установленную на нижнем конце ведущую шестерню, кинематически связанную с цевочной шестерней, а также силовой противодействующий механизм с точками приложения силы между головкой ветроагрегата и боковой лопатой, причем в качестве устройства, реагирующего на направление ветра, использована шторка, расположенная по ветру перед насаженной на верхний конец вертикального вала крыльчаткой. Изобретение направлено на повышение работоспособности и надежности ветроагрегата. 3 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Способ производства энергии, заключающийся в том, что выработку энергии производят за счет вращения рабочих лопаток ветром, ускоренным сооружением, выполненным в виде сопла Лаваля в верхней части, а в нижней - представляющей из себя плоскость, и за счет солнечных батарей, а также за счет солнечных лучей, которые попадают на батарею, за счет их отражения от внутренней плоскости сопла Лаваля. Выработка электроэнергии может происходить как от солнечных лучей, так и от ветровых потоков, при этом ветровой поток направляет станцию с целью его захвата, а если отсутствует ветровой поток, станция направляется за улавливанием солнечных лучей. Изобретение направлено на повышение эффективности электростанции. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Система привода транспортного средства содержит, по меньшей мере, один электрогенератор, аккумуляторную батарею, зарядное устройство и инвертор, электрически соединенные между собой, электродвигатель, электрически соединенный с аккумуляторной батареей и кинематически связанный со средством перемещения транспортного средства. Электрогенератор выполнен проточным, включающим полый ротор, в котором установлены лопатки многоступенчатой турбины и статор. Система привода снабжена преобразователем сгенерированной энергии, датчиком скорости движения, датчиком уровня зарядки аккумулятора и коммутатором, причем преобразователь электрически связан с электрогенератором и коммутатором, коммутатор - с датчиком скорости движения, датчиком уровня зарядки аккумулятора, зарядным устройством и электродвигателем, датчик скорости - с измерителем скорости движения транспортного средства, датчик уровня зарядки - с аккумуляторной батареей или зарядным устройством. Технический результат заключается в повышении эффективности системы питания электропривода транспортного средства, с возможностью генерирования энергии встречного потока среды, в которой перемещается транспортное средство. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике и используется в горизонтально-осевых ветроэнергетических установках. Ветроустановка имеет закрепленные на его ступице полые лопасти, изготовленные в виде тел вращения с выполненными в их стенках продольными пазами, в которых размещаются сужающиеся криволинейные каналы с тангенциальными щелями на выходе, направленными по касательной к внешней поверхности лопастей. Подача воздуха к тангенциальным щелям на лопастях обеспечивается с помощью компрессора. Компрессор содержит рабочее колесо с приводом от устройства с регулируемой скоростью вращения, которое закреплено на консоли вала. При вращении рабочего колеса компрессора сжатый воздух поступает к тангенциальным щелям и выбрасывается из них в виде пристеночных высокоскоростных струй. В результате этого вокруг лопастей образуется кольцеобразный вихрь, при взаимодействии которого с набегающим потоком воздуха на ветроколесе создается крутящий момент. Техническим результатом является повышение коэффициента использования энергии ветра и снижение аэродинамического шума при работе ветроэнергетической установки в широком диапазоне изменения скорости ветра при неизменной скорости вращения ветроколеса и электрогенератора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предложено ветроколесо, содержащее ступицу и лопасти из изогнутой упругой полосы, соединенные со ступицей. Каждая из лопастей образуется путем односторонней стыковки противоположных концов изогнутой упругой полосы. Кроме того, его лопасти установлены с расчетными углами заклинения на их конце и в узлах их соединения со ступицей. Применение изобретения позволит увеличить кпд ветроустановок. 2 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике. Роторное устройство с использованием эффекта Магнуса содержит, по меньшей мере, один ротор, кольцо вращения ротора, кинематически связанное с ротором и закрепленное на корпусе устройства и вал, закрепленный в корпусе устройства и кинематически связанный с приводом и электрогенератором. Ротор закреплен на валу и в месте сцепления с кольцом вращения роторов имеет значительно меньший диаметр, чем диаметр остальной части ротора, и при вращении вокруг оси вала устройства за один цикл совершит значительно большее число оборотов вокруг своей оси, чем ротор без уменьшения диаметра в месте сцепления с кольцом вращения роторов. Это приведет к увеличению скорости движения поверхности ротора и соответственно при обтекании его потоком к усилению воздействия на ротор эффекта Магнуса и увеличению мощности устройства. 2 ил.

Изобретение представляет собой ветроэнергетическую установку с горизонтальной осью вращения. Ветроэнергетическая установка содержит корпус, снабженный стабилизаторами в виде ребер жесткости. В корпусе размещен горизонтальный вал, ветроколеса установлены на валу за и перед башней и имеют лопасти повышенной рабочей площади, в средней и периферийной зонах. Воздействие воздушного потока средней и периферийной зон на ветродвигатель за башней обеспечивает значительное повышение суммарной мощности ветроустановки. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх