Аэро-высотный ветрогенератор



Аэро-высотный ветрогенератор
Аэро-высотный ветрогенератор

 


Владельцы патента RU 2535427:

ГУБАНОВ АЛЕКСАНДР ВЛАДИМИРОВИЧ (RU)

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.

 

Изобретение применяется для генерации энергии ветра в электроэнергию сверхкрупных (от 1500 кВт) мощностей, достигаемых в высотных скоростных слоях атмосферы, прежде всего на материковых территориях.

Настоящий ветрогенератор относится к энергетическим установкам, работающим от ветра при вертикальном расположении оси вращения ортогональной турбины (виндроторы).

Из развития техники известны ветрогенерирующие установки, для которых в целях достижения большей вырабатываемой мощности применяется размещение турбинно-генераторных блоков в более высоких и скоростных слоях атмосферы. Высотное положение достигается с помощью трех типов подъемников. Наиболее простой конструкцией являются воздушно-змейковые устройства с парусными элементами (патенты SU №№69787, 70891). Однако данные ветростанции не в состоянии поднять в воздух и удержать на большой высоте тяжелые генераторы и длинно-лопастные турбины, тем самым не способны вырабатывать промышленные мощности. В устройствах не решены вопросы безопасного запуска в работу, средства ориентации турбин на ветер ненадежны. Ввиду нестабильности реальных воздушных потоков все элементы данных станций подвергаются разрушающим толчкам, раскачиваниям и вибрациям. Эксплуатация небезопасна, т.к. при внезапном штиле установка рухнет вниз с причинением себе и вокруг себя значительных повреждений.

Другими также парусными средствами подъема на высоту исключительно горизонтально-осевых ВЭУ являются системы с применением купола из эластичного материала или парашюта (патенты SU №1000583, RU №2338089). Данным высотным ветростанциям свойственны практически все недостатки ранее упомянутых воздушно-змейковых устройств. Они усугубляются опасностями, связанными с вероятностями схлопывания парашюта, его вращения с перехлестом строп.

К более безопасным высотным устройствам следует отнести ветросиловые установки с применением аэростатов нейтральной и положительной плавучести. В них имеют место варианты размещения горизонтально-осевых турбин и генераторов на большой высоте подвешенными только снизу (веб-сайт: http://fimip.ru/proiect/199), снизу или вокруг аэростата (патент SU №8970). Вместе с тем первое из устройств полностью лишено ориентации турбин на ветер, статично повернуто навстречу преобладающему ветронаправлению своей боковой поверхностью, обладающей максимальным лобовым сопротивлением. Если скорость ветра превысит определенное критическое значение, аэростат будет прибит к земле, рама с вставленными в нее генераторами и турбинами будет разрушена. Ориентация на ветер второго устройства не является достаточной для устойчивой работы турбин и обеспечивается лишь каплевидной формой аэростата. Известно, что лобовое сопротивление пропеллерно-лопастных турбин на высоких скоростях ветра резким скачком возрастает, что приведет к тем же уже упомянутым негативным последствиям. Турбины, установленные в кольцевой ферме, работают в разноскоростных потоках воздуха, особенно те, что расположены ниже и выше оболочки, аэростат будет раскачиваться, турбины терять свое положение, оптимальное только при полном совпадении осей их вращения с направлением ветра.

При выборе типа турбины во внутренних областях материковых территорий для любого ветрогенератора решающим является ее способность не требовать ориентации на ветер. Таким качеством обладают только турбины виндроторов. Для получения электроэнергии промышленных мощностей от ветра виндроторные турбины должны обладать взаимоисключающими качествами, между которыми следует достигнуть оптимального баланса, а именно ометать как можно большую поверхность и иметь по возможности меньший вес.

К крупногабаритным устройствам большой мощности относится зонтично-каркасный виндротор (патент RU №2476717) с ортогональными лопастями, в котором вращение к центрально-осевому генератору передается через длинномерные траверсы, утяжеляющие турбину. В близкой по техническому решению орбитальной ветротурбине (патент US №20110018280) траверсы отсутствуют, но турбина нагружена весом опорных роликов и, особенно существенно, закрепленным на ней генератором, масса которого для промышленных установок будет превышать, возможно в 2-3 и более раза, вес собственно турбины. Опорные ролики каркаса в виндроторе имеют одну степень свободы по вертикали, а опорные ролики турбины в орбитальной конструкции не имеют и этого признака. При больших габаритах обеих устройств, что необходимы для достижения значительных размеров ометаемой площади, возникают неизбежные и нарастающие отклонения форм турбинных ободов от идеальной окружности и плоскости, которые создают в крупногабаритном варианте исполнения ортогональных турбин труднопреодолимые проблемы в работе опорно-направляющих узлов.

Сущность технического решения состоит в том, что турбинно-генераторный блок устройства поднят в скоростные слои атмосферы посредством связанной с ним через клеть из обхватывающих прутьев и ремней аэростатной оболочки в виде обтекаемой с любых сторон горизонтально расположенной двояковыпуклой линзы, полностью заполняющей клеть и частично выступающей за ее пределы; для преобразования энергии ветра использованы вертикально-осевая турбина Дарье с эллиптически выгнутыми крыловидными лопастями, вращающаяся внутри опорного каркаса из колонн, в свою очередь выгнутых по эллиптическим кривым, в подшипниках на вершинах малой оси упомянутого каркаса, и электрогенератор, прикрепленный к упомянутому каркасу снизу. Вертикальное положение оси вращения турбины может корректироваться тросами от участков, примыкающих к нижней вершине эллиптически выгнутых колонн опорного каркаса через наземные лебедки, управляемые компьютерной программой. При необходимости колебания тросов прямой привязки устройства к грунту гасятся вставками из эластичных резиновых тяжей. Эти же тросы в случае комплектации ветрогенератора двумя и более аэростатными оболочками крепятся для устойчивости всей конструкции на высоте верхней из оболочек.

Целью изобретения является надежное и устойчивое получение электроэнергии сверхкрупной мощности от ветра в высотных скоростных слоях атмосферы, прежде всего на материковых территориях.

Поставленная цель достигается тем, что из конструктивного многообразия аэростатов выбрана оболочка лучшей обтекаемости ветром любой направленности в виде горизонтальной двояковыпуклой линзы. В этом случае аэростатическая подъемная сила дополняется также аэродинамической составляющей. Для устойчивости устройства его центр тяжести смещен вниз благодаря подвеске несущего турбинно-генераторный блок каркаса через жесткие связи к прутьям клети, что обхватывают аэростатную оболочку. Упомянутый энергоблок относится к виндроторам, не требующим ориентации на ветер, и включает в себя турбину Дарье, мощность которой усилена более развитой длиной крыловидных лопастей, эллиптически для этого выгнутых. Опорный каркас турбины вертикального вращения находится по отношению к ней с внешней стороны, колонны его в связи с этим и для усиления жесткости выгнуты по эллиптическим кривым, большая ось которых совпадает с горизонтальной осью симметрии все той же турбины. Ее вал надежно закреплен в двух опорных точках - подшипниках на вершинах малой оси эллиптически выгнутых колонн каркаса. В неблагоприятных условиях эксплуатации, которые обычно имеют место на материковых территориях и выражаются в переменчивой направленности ветра и его нестабильном напоре, для надежности и устойчивости ветрогенератора на большой высоте дополнительно служат узел коррекции вертикально-осевого положения турбины при помощи тросов переменной длины, изменяемой через наземные лебедки, управляемые компьютерной программой; демпфирующие вставки из эластичных резиновых тяжей в тросы прямой привязки устройства к грунту, выбор точек крепления этих тросов к прутьям клети при применении нескольких аэростатных оболочек.

На фиг.1 показан общий вид аэровысотного ветрогенератора (далее АВВГ) в комплектации двумя аэростатными оболочками; на фиг.2 - вид на устройство снизу.

Ветрогенератор состоит из нескольких блоков, так аэростатная часть устройства включает в себя оболочки 1 и 2, заключенные в клеть из жестких прутьев 3 и ремней 4. В турбинно-генераторный блок входят внешне-опорный каркас 5, турбина Дарье с крыловидными лопастями 6, установленная с помощью траверс 7 на валу 8, вращающемся в подшипниках 9. Снизу к каркасу блока подвешен электрогенератор 10, ротор которого и турбинный вал сообщаются через муфту 11. Крепежная часть устройства на местности содержит тросы 12 переменной длины, изменяемой наземными лебедками 13, и прямую привязку ветрогенератора к грунту тросами 14 со вставками эластичных резиновых тяжей 15.

Устройство АВВГ работает следующим образом. После сборки по месту установки оболочки 1 и 2 заполняются газом легче воздуха в количестве, обеспечивающем их положительную плавучесть и достаточную аэростатическую подъемную силу. Затем тросы 12 стравливаются с барабанов наземных лебедок 13 до тех пор, пока свободно лежащие на грунте тросы 14 не занимают своего рабочего положения и не натягиваются подобно струнам. Поднявшись до заданной точки в атмосфере, где имеют место высокоскоростные ветра, турбина 6 вращается с высокой частотой и в зависимости от ометаемой ею площади генератор 10 начинает вырабатывать крупные либо сверхкрупные мощности электроэнергии. Ток от ветрогенератора передается потребителям по кабелям, что подвешены к одному-двум тросам 14. Для спуска установки на землю при обслуживании и ремонте оборудования, дозаправки оболочек 1, 2 газом (раз в несколько месяцев или лет в зависимости от свойств их материала, газонепроницаемости соединительных швов, герметичности клапанов) используются те же троса 12, наматываемые на барабаны синхронно работающих наземных лебедок 13.

Высокие энергетические показатели АВВГ кроме высотного расположения турбины от 300 и более метров над землей обеспечиваются также развитой длиной ее крыловидных лопастей 6, выгнутых для этого в стороны от оси вертикального вращения с эллиптической кривизной. Дополнительный положительный эффект будет получен если траверсы 7 будут выполнены вогнутыми и иметь аэродинамические сечения (патент RU №2485345).

Большую надежность АВВГ придают прочная и жесткая конструктивно-силовая схема внешне-опорного каркаса 5, при которой его колонны эллиптически выгнуты наружу от турбины 6 с получением положительного результата, что достигается, например, в туннельном строительстве от применения несущих длинномерных балок аналогичной конфигурации. Такой же задаче подчинена работа турбинного вала 8 с двойной опорой на подшипниковые узлы 9 по вершинам малой оси каркаса 5.

Устойчивое положение АВВГ в пространстве и стабильная работа устройства решаются малым лобовым сопротивлением и дополнительной подъемной силой от выбранной аэродинамической формы в виде двояковыпуклых линз, что имеют наполненные легким газом, предпочтительно гелием, оболочки 1, 2.

Этой же цели устойчивости служит наделение изобретения рядом зависимых признаков. В особо возмущенной воздушной среде, когда весьма вероятны отклонения виндротора от вертикального положения, эти отклонения компенсируются тросами 12 переменной длины, часть которых надлежащим образом накручивается, а другая часть стравливается с барабанов наземных лебедок 13, управляемых компьютерной программой. Под резкими порывами ветра, если таковые имеют место, тросы прямой привязки 14 будут раскачиваться, побуждая к колебаниям всю конструкцию в целом. Данное явление устраняется большой до состояния струн натяжкой упомянутых тросов и наличием в них вставок из эластичных резиновых тяжей 15, которые в стандартном исполнении могут растягиваться в два-четыре раза и упругая сила которых возвращает тросы 14 к первоначальной длине. Когда АВВГ включат в себя более одной аэростатной оболочки (целесообразно из соображений надежности, безопасности, для уменьшения горизонтальных габаритов), ветрогенератор, принимая во внимание, что тросы 14 прямой привязки к грунту идентично расходятся в стороны от оси симметрии устройства за пределы его нижней проекции, будет более устойчивым при прикреплении данных гибких связей к прутьям 3 на высоте верхней оболочки 1.

1. Аэровысотный ветрогенератор, состоящий из турбинно-генераторного блока, поднятого над землей аэростатной оболочкой положительной плавучести, заключенной в клеть из прутьев и ремней, привязанную к месту тросами напрямую и через наземные лебедки, отличающийся тем, что оболочка представляет собой по меньшей мере одну полую и горизонтально расположенную двояковыпуклую линзу; прутья клети, обхватывающие ее, жестко связаны снизу с внешне-опорным каркасом турбины Дарье вертикального вращения, крыловидные лопасти которой выгнуты эллиптически; колонны упомянутого каркаса в свою очередь выгнуты по эллиптическим кривым так, что их большая ось совпадает с горизонтальной осью симметрии упомянутой турбины, чей вал вращается в подшипниках, размещенных на вершинах малой оси эллиптически выгнутых колонн каркаса, а к нижней вершине того же каркаса подвешен электрогенератор.

2. Ветрогенератор по п.1, отличающийся тем, что тросы, связывающие устройство с землей через лебедки, отходят вниз от участков эллиптически выгнутых колонн внешне-опорного каркаса турбины Дарье, примыкают к его нижней вершине и за счет управления длиной тросов через компьютерную программу стабилизируют вертикально-осевое положение турбинно-генераторного блока.

3. Ветрогенератор по п.1, отличающийся тем, что тросы, напрямую привязывающие устройство к грунту, имеют вставки из эластичных резиновых тяжей.

4. Ветрогенератор по п.1, отличающийся тем, что при применении двух и более аэростатных оболочек тросы, напрямую привязывающие устройство к грунту, крепятся к прутьям каркаса на высоте верхней из оболочек, которая в горизонтальной плоскости имеет больший габарит, чем все нижерасположенные оболочки.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Лопасть ветротурбины с вертикальной осью вращения, включающая наконечник, выполненный в виде входной части аэродинамического профиля.

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.

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.

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.

Изобретение направлено на улучшение пространственной устойчивости конструкции для получения электроэнергии больших и крупных мощностей от ветра в высотных скоростных слоях атмосферы над внутриконтинентальными регионами. Указанный технический результат достигается тем, что аэростатной оболочке положительной плавучести придана форма полой плоско-выпуклой линзы, плоское днище которой расположено горизонтально и смотрит вниз; оболочка имеет сквозной центрально-осевой канал, куда вставлен имеющий жесткие связи с клетью оболочки цилиндрический корпус с подшипниковыми опорами вала, на выступающий вверх конец которого насажена ортогональная турбина, а выступающий вниз конец вала через муфту сообщается с генератором; электрический кабель от генератора свисает к наземной бухте вертикально и совпадает с соответствующей осью симметрии устройства. Тот же результат может быть усилен установкой солнечных батарей на выпуклой стороне аэростатной оболочки, нанесением на нее теплопоглощающего слоя и наличием второго плоского днища из теплоизолирующего материала. 1з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике и позволяет регулировать скорость вращения ротора ветродвигателя, а также защитить его от наледи и налипания снега. Конструкция ветродвигателя отличается тем, что снабжена механизмом поворота экрана, позволяющим принудительно повернуть его вокруг своей оси и полностью или частично перекрыть ротор ветродвигателя от потока ветра и других атмосферных воздействий. Наличие механизма поворота экрана позволяет вращать экран в двух режимах: независимо от положения хвостовика и заодно с ним. Кроме того, экран снабжен конфузором с компенсатором и диффузором, способствующим увеличению скорости ветрового потока, вращающего ротор ветродвигателя. Экран снабжен подшипниками и имеет возможность вращаться вокруг вала ротора. Кроме того, ветродвигатель снабжен механизмом складывания мачты, крестовиной, и хвостовиком, механически (через шестерни) соединенным с экраном. Хвостовик установлен на подшипниках на валу ротора. 3 ил.

(57) Изобретение относится к устройству для генерации электроэнергии из энергии ветра, содержащему лопаточный блок (5), блок (6) сбора ветра и блок (8) управления. Лопаточный блок (5) содержит вертикальный вал (51), установленный с возможностью вращения на основании (4), и множество лопаток (521), неподвижно прикрепленных вокруг вала (51) и приводимых во вращение ветром. Генератор (9) соединен с валом (51) и предназначен для преобразования кинетической энергии вращения в электроэнергию. Блок (6) сбора ветра содержит вертикальные пластины (61), установленные с возможностью поворота на основании и расположенные вокруг лопаток (521). Блок (8) управления замеряет скорость вращения вала (51) и в соответствии с этой скоростью вращения перемещает по меньшей мере часть каждой вертикальной пластины (61) между первым и вторым положениями, в которых количество ветра, протекающего к лопаткам (521) соответственно увеличивается и уменьшается. 4 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетическим комплексам и может быть использовано в народном хозяйстве. Ветроэнергетический комплекс содержит электрогенераторы, вращаемые одной или несколькими аэротурбинами с вертикальной осью вращения. Лопасти аэротурбин крепятся внутренними концами в пазах окружностей дисков. Диски равномерно распределены по длине вала и жестко соединены с ним. Между дисками, поверхностью вала и концами лопастей образовано пространство, через которое соединены все межлопастные полости. Острые края лопастей заглушены противосвистящими приспособлениями. Аэротурбина состоит из нескольких поставленных друг на друга, скрепленных между собой и с валом турбин, образуя многосекционную аэротурбину. Число лопастей и высоту вышестоящих турбин сокращают пропорционально увеличению скорости ветра с высотой. Вал состоит из звеньев с фланцами на концах и опирается через подшипники на рамы. Фланцы жестко соединены между собой и основаниями секций. Рамы установлены на опорах. Вал соединен через системы передачи вращения с электрогенераторами и имеет систему торможения. Изобретение позволяет повысить мощность ветроэнергетического комплекса и свести уровень шума при работе к минимуму. 3 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к конструкциям ветроприемных устройств с осью вращения ротора, перпендикулярной к направлению ветра. Установка содержит ветроприемное устройство, выполненное в виде ветроколеса, установленного с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, и имеет лопасти, расположенные на ободе ветроколеса и установленные на валах, находящихся на оси симметрии лопастей. Вал каждой лопасти соединен с валом собственного привода, осуществляющего разворот лопасти. Ветроколесо выполнено в виде косого сечения цилиндра с максимальной высотой продольного диаметрального сечения не менее удвоенной высоты лопастей. Изобретение направлено на повышение удельной мощности ветроустановки при номинальной скорости ветра. 4 ил.

Изобретение относится к энергетическим установкам, а более конкретно к вихревым энергетическим установкам газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов. Сущность изобретения: вихревая энергетическая установка газоперекачивающего агрегата (ГПА) компрессорной станции содержит корпус гиперболической формы (6), установленный над выхлопной трубой (1) газоперекачивающего агрегата, в центре корпуса по его оси размещены электрогенератор (8), направляющий аппарат газовоздушного потока (9) и одноступенчатая турбина (10). Верхняя часть корпуса соединена через подшипниковую опору с вытяжным устройством - трубой Вентури (12) с направляющим аппаратом (13), устанавливаемой по направлению ветра, в нижней части корпуса размещен входной направляющий аппарат воздушного потока, стенки его тангенциальных каналов образованы криволинейными панелями, состоящими из трубок газоохладителя (4), соединенных металлическими полосами, верхние концы трубок газоохладителя связаны с трубопроводом горячего газа ((7) сжатого в нагнетателе ГПА, а их нижние концы соединены со сборным трубопроводом охлажденного газа (2). Изобретение направлено на увеличение электрической мощности установки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области возобновляемой энергетики и может быть использовано для преобразования кинетической энергии воздушного потока в механическую и электрическую энергию. Ветровая электростанция на постоянном воздушном потоке включает множество ветроэнергетических установок, содержащих ветровые колеса с электрогенератором, нагревательный элемент и аэродинамическую трубу. Ветровые колеса с электрогенератором расположены в подземных туннелях, соединенных с башней, в которой расположены газовые горелки, создающие постоянный воздушный поток. По центру башни расположена перфорированная тонкостенная керамическая труба и водопровод с соплами внутри нее, газовые горелки нагревают керамическую трубу, а ее диффузное инфракрасное излучение активно поглощается парами воды, которые вместе с отработанными нагретыми газами перемещаются вверх и быстрее нагревают воздух в аэродинамической трубе, что создает требуемый для возникновения тяги градиент температуры с внешней средой, в дальнейшем поток усиливается за счет перепада атмосферного давления на концах аэродинамической трубы. Использование изобретения позволяет повысить эффективность работы нагревательного элемента, которая, в свою очередь, приведет к повышению эффективности ветровой электростанции. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в электромашиностроении. Вертикально-осевая ветроустановка содержит ступицу, жестко зафиксированную в пространстве, располагаемую в центре вращения, в которой скомпонованы электрогенератор и ротор. Ротор содержит цилиндрический вал, от которого радиально в горизонтальной плоскости отходят закрытые в аэродинамические обтекатели силовые траверсы, на концах которых закреплены вертикальные лопасти. Цилиндрический вал с возможностью вращения пропущен через направляющую втулку, жестко закрепленную на торце вертикальной мачты. Электрогенератор содержит корпус, в полости которого размещен шихтованный сердечник статора, скрепленный со ступицей, снабженный пазами, в которых размещены катушки обмотки. В цилиндрической полости статора с возможностью вращения размещен ротор электрогенератора. Ротор включает в себя индуктор, выполненный с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха или с радиальным или тангенциальным намагничиванием. Корпус электрогенератора, снабжен первым и вторым щитами, выполненными с возможностью жесткого скрепления с соответствующими торцевыми кромками корпуса электрогенератора. Использование данного изобретения приводит к повышению ресурса и надежности работы ветроустановки и ее электрогенератора за счет существенного уменьшения трения в подшипниках, повышения КПД генератора, уменьшения массы вращающихся деталей, увеличения окружной скорости индуктора электрогенератора. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетическим установкам и способам производства электроэнергии. Основным элементом ветроэнергетической установки является аэродинамическая поверхность в форме крыла, в теле которого выполнен канал, соединяющий противоположные поверхности крыла. Засасываемый в этот канал воздух приводит во вращение турбину и связанный с ней электрогенератор. Установка может быть стационарной или мобильной. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и электротехники и, в частности, к электромашиностроению. Вертикально-осевая ветроустановка содержит ступицу, в которой скомпонован электрогенератор и ротор, включающий ряд вращающихся вокруг вертикальной оси вертикальных лопастей. На ступице установлен статор, внешней поверхности которого придана цилиндрическая форма, при этом он охвачен цилиндрической полостью ротора. Пазы статора, в которых уложены катушки обмотки, размещены с внешней стороны статора и открыты к обращенной к ним поверхности цилиндрической полости ротора. Внутренняя поверхность полости ротора, обращенная к статору, снабжена кольцевым выступом с пазом, в котором смонтирован индуктор, содержащий планки, ориентированные вдоль продольной оси ротора, выполненные из постоянных магнитов, с образованием составного магнитного кольца. При этом планки намагничены так, что между радиально намагниченными магнитами размещены тангенциально намагниченные, с возможностью образования магнитной схемы Хальбаха. Подшипниковый узел электромашины содержит магнитные радиальные подшипники, размещенные в зазорах между кромками торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях ротора, а также содержит магнитные упорные подшипники, размещенные в зазорах между поверхностями торцевых щитов электрогенератора и обращенных к ним поверхностях выступа ротора. Использование изобретения приводит к повышению ресурса ветроустановки и ее электрогенератора, уменьшению трения в подшипниках, увеличению окружной скорости индуктора электрогенератора, самораскрутке ротора при низких скоростях ветра. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх