Лопасть ротора с устройством подогрева для ветровой энергетической установки

Авторы патента:


Лопасть ротора с устройством подогрева для ветровой энергетической установки
Лопасть ротора с устройством подогрева для ветровой энергетической установки
Лопасть ротора с устройством подогрева для ветровой энергетической установки

 


Владельцы патента RU 2567162:

ВОББЕН ПРОПЕРТИЗ ГМБХ (DE)

Изобретение касается выполнения лопастей ротора ветровых энергетических установок и ветровой энергетической установки с такими лопастями. Предлагается лопасть ротора ветровых энергетических установок с, по меньшей мере, одним электрическим тепловым матом (400), который закреплен во внутреннем пространстве лопасти ротора. Упомянутый, по меньшей мере, один тепловой мат (400) представляет собой силиконовый мат с нагревательным элементом (401). Силиконовые маты (400) с помощью силикона закреплены во внутреннем пространстве (200) лопасти (100) ротора. Также предлагается лопасть ротора ветровых энергетических установок с, по меньшей мере, одним электрическим тепловым матом (400), который закреплен во внутреннем пространстве лопасти ротора. Упомянутый, по меньшей мере, один тепловой мат (400) имеет тепловой мат из силиконового геля, или упомянутый, по меньшей мере, один тепловой мат (400) выполнен как тепловой мат из силиконового геля и имеет нагревательный элемент (401). Изобретение направлено на устранение обледенения лопасти ротора. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение касается лопасти ротора ветровых энергетических установок.

Так как ветровые энергетические установки устанавливаются во многих различных местах, может происходить, что условия окружающей среды, в частности температура окружающей среды настолько низка, что происходит образование льда на ветровых энергетических установках и, в частности, на лопастях ротора. Это образование льда невыгодно, так как отделение льда может создать угрозу для людей в окрестности ветровых энергетических установок. Далее, обмерзание лопастей ротора может привести к дисбалансу ротора ветровой энергетической установки, а также уменьшению количества энергии.

Задачей изобретения является, таким образом, предложить такую лопасть ротора ветровых энергетических установок, соответственно, ветровую энергетическую установку, которая делает возможным устранение обледенения лопасти ротора.

Эта задача решается лопастью ротора ветровых энергетических установок, соответствующей п.1 формулы изобретения.

Таким образом, предлагается лопасть ротора ветровых энергетических установок с, как минимум, одним электрически подогреваемым тепловым матом, который закреплен внутри лопасти ротора.

Согласно одному аспекту данного изобретения подогреваемые тепловые маты представляют собой силиконовые маты с нагревательным элементом. Силиконовые маты закрепляются силиконом внутри или в полости лопасти ротора.

Согласно одному следующему аспекту данного изобретения тепловые маты выполнены как тепловые маты из силиконового геля и имеют электрический нагревательный элемент.

Согласно одному следующему аспекту данного изобретения предлагается ветровая энергетическая установка с описанной выше лопастью ротора.

Изобретение касается идеи предложить лопасть ротора ветровых энергетических установок с, как минимум, одним тепловым матом (закрепленным внутри лопасти ротора или, соответственно, на внутреннем контуре лопасти ротора), который может сделать возможным электрическое подогревание или нагрев лопасти ротора ветровых энергетических установок, чтобы избегать обледенения.

Тепловые маты могут использоваться, в частности, в лопастях ротора, которые состоят из нескольких частей. Далее, монтаж тепловых матов, в частности в лопастях ротора со стальным сегментом, возможен не без проблем.

Согласно изобретению тепловые маты закрепляются во внутренней области лопастей ротора. Крепление тепловых матов может осуществляться, к примеру, методом приклеивания. Клей для приклеивания тепловых матов может наноситься, к примеру, методом разбрызгивания, вследствие чего может улучшаться качество поверхности клеевого слоя. Альтернативно, клей может наноситься с помощью роликов.

Альтернативно этому, тепловые маты могут закрепляться внутри лопасти ротора адгезивной уплотнительной лентой или адгезивной фольгой.

Наличие тепловых матов внутри лопасти ротора является предпочтительным, так как это легко реализуемо. Это решение легко просчитывается, массы невелики, тепловые маты имеют высокий срок службы, крепление тепловых матов пригодно для серийного изготовления, требует незначительных издержек, ремонтопригодно, прочно и применяется как со стальными лопастями ротора, так и с лопастями ротора из стеклопластика и с лопастями ротора из углепластика.

Другие исполнения изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Преимущества и примеры осуществления изобретения разъясняются далее подробнее со ссылками на чертежи.

Фиг.1 показывает поперечное сечение лопасти ротора ветровых энергетических установок согласно первому примеру осуществления,

фиг.2 показывает другое поперечное сечение лопасти ротора ветровых энергетических установок согласно первому примеру осуществления, и

фиг.3 показывает схематическое представление ветровой энергетической установки согласно второму примеру осуществления.

Фиг.1 показывает поперечное сечение лопасти ротора ветровых энергетических установок согласно первому примеру осуществления изобретения. Лопасть 100 ротора имеет внутри отверстие или полость (соответственно внутренний контур) 200, которая проходит вдоль продольного направления лопасти ротора. По контуру отверстия 200 предусмотрен как минимум один, а преимущественно несколько электрических тепловых матов 400. Связь между внутренней стенкой отверстия 200 и тепловыми матами 400 имеет преимущественно хорошую тепловую проводимость. Опционально, соединение может иметь электрически изолирующие свойства.

Фиг.2 показывает другое поперечное сечение лопасти 100 ротора согласно изобретению. Внутри лопасти ротора, соответственно, в пределах отверстия 200 может располагаться большое количество электрически подогреваемых тепловых матов 400. Тепловые маты 400 имеют как минимум одно электрическое подключение 410, через которое может подводиться необходимая электрическая мощность. Посредством подвода электрической мощности тепловые маты 400, к примеру, электрически нагреваются и могут отдавать свое тепло лопасти ротора, так что лопасть ротора также нагревается. Внутри теплового мата 400 могут быть предусмотрены электрические нагревательные проволоки, которые связаны электрически с подключениями 410.

Тепловые маты согласно изобретению могут быть выполнены как силиконовые тепловые маты или как алюминиевые фольга или маты. Эти силиконовые тепловые маты могут закрепляться напылением, соответственно, разбрызгиванием силикона на внутреннюю сторону лопасти ротора. При этом нужно обращать внимание на то, чтобы никаких включений воздуха при склеивании не возникало. Эти воздушные включения имеют то воздействие, что в этих местах может происходить нежелательное повышенное нагревание тепловых матов, так как теплота в этих местах не может отводиться в лопасть ротора. Приклеивание тепловых матов силиконом, однако, невыгодно, так как маты жестко приклеены, и, таким образом, возникают проблемы при замене матов, заменяемых не без проблем.

Согласно одному следующему аспекту данного изобретения тепловые маты могут наклеиваться силиконовым гелем, соответственно, тепловые маты могут быть уже выполнены в виде матов, упрочненных связующим в виде силиконового геля. Использование матов с гелевым связующим в качестве тепловых матов предпочтительно, так как мат может заменяться без разрушения. Маты с гелевым связующим далее также предпочтительны и в производстве, так как при этом не могут возникать никакие нежелательные аэрозоли. Применение матов с гелевым связующим также предпочтительно, так как тем самым избегают газовых раковин при склеивании, а пленки клея быстро и надежно схватываются.

Тепловые маты могут иметь, к примеру, электрически проводящие нити, которые нагреваются, если к тепловым матам подводится электрическая энергия.

Согласно изобретению тепловые маты могут использоваться как в области, близкой к корню лопасти ротора, так и в области вершины лопасти ротора или в средней области лопасти ротора, чтобы нагревать лопасть ротора и избегать обмерзания.

Согласно одному аспекту данного изобретения тепловые маты могут быть выполнены как силиконовые маты с находящейся в них тканью. В дополнение к этому предусмотрена нить накала (подогреватель). Нить накала может быть выполнена также в виде ткани.

Фиг.3 показывает схематическое представление ветровой энергетической установки согласно второму примеру осуществления. Ветровая энергетическая установка имеет башню 200, на башне гондолу 300, а также множество лопастей 100 ротора. Преимущественно ветровая энергетическая установка имеет 3 лопасти 100 ротора. Лопасти ротора согласно второму примеру осуществления могут базироваться на лопастях ротора согласно первому примеру осуществления.

1. Лопасть ротора ветровых энергетических установок, содержащая, по меньшей мере, один электрический тепловой мат (400), который закреплен во внутреннем пространстве лопасти ротора, причем упомянутый, по меньшей мере, один тепловой мат (400) представляет собой силиконовый мат с нагревательным элементом (401), причем силиконовые маты (400) с помощью силикона закреплены во внутреннем пространстве (200) лопасти (100) ротора.

2. Лопасть ротора ветровых энергетических установок, содержащая, по меньшей мере, один электрический тепловой мат (400), который закреплен во внутреннем пространстве лопасти ротора, причем упомянутый, по меньшей мере, один тепловой мат (400) имеет тепловой мат из силиконового геля или упомянутый, по меньшей мере, один тепловой мат (400) выполнен как тепловой мат из силиконового геля и имеет нагревательный элемент (401).

3. Лопасть ротора ветровых энергетических установок по п. 1 или 2, причем лопасть (100) ротора имеет внутри отверстие (200), которое проходит вдоль продольного направления лопасти (100) ротора, причем на контуре отверстия (200) предусмотрен, по меньшей мере, один электрический тепловой мат (400).

4. Ветровая энергетическая установка с лопастью ротора по одному из пп. 1-3.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветроэлектрическим станциям. Ветроэлектрическая станция содержит опорную конструкцию с железобетонным фундаментом, неподвижную башню в верхней части опорной конструкции с взаимно перпендикулярными друг другу ветроприводами пропеллерного типа.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Вертикально-осевая ветроустановка состоит из опорных колец с приваренными к ним вертикальными лопастями, ступицы, жестко зафиксированной на мачте.

Изобретение относится к композитным стальным подшипникам, более конкретно изобретение относится к композитным стальным подшипникам, способам и применениям, включая, но не ограничиваясь этим, ветряные генераторы и другое тяжелое оборудование.

Изобретение относится к турбинам на текучей среде и, в частности, к турбинам на текучей среде, имеющим вертикальную ось. Турбина (100) представляет собой имеющую вертикальную ось ветровую турбину, предназначенную для получения электроэнергии из энергии ветра.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэлектрогенераторам. Cтатор ветроэлектроагрегата содержит катушки, торцевой и радиальный магнитопроводы, источник возбуждения.

Изобретение касается способа эксплуатации ветровой энергетической установки, причем ветровая энергетическая установка имеет аэродинамический ротор, выполненный в виде ротора с горизонтальной осью, со ступицей по меньшей мере с одной лопастью ротора и предусмотрено по меньшей мере одно установленное на роторе средство измерения нагрузки для регистрации ветровой нагрузки ротора; способ включает этапы: вращения ротора ветровой энергетической установки без или с малой ветровой нагрузкой для калибрования средства измерения нагрузки и при этом регистрации измерений нагрузки с помощью средства измерения нагрузки, калибрования средства измерения нагрузки на основе измерения нагрузки и заранее известных возникающих в роторе силах тяжести.

Изобретение относится к способу создания базы данных, которая содержит несколько закономерностей корреляции, в частности коэффициентов корреляции, для определения теряемой энергии, которая во время останова/простоя или дросселирования первой ветроэнергетической установки не может быть преобразована в электрическую энергию, из потребленной мощности по меньшей мере одной опорной ветроэнергетической установки, эксплуатируемой с дросселированием или без дросселирования, содержащему этапы одновременного определения мгновенной мощности первой ветроэнергетической установки и, по меньшей мере, одной опорной ветроэнергетической установки в режиме эксплуатации с дросселированием или без дросселирования; определения соответственно одной закономерности корреляции, в частности коэффициента корреляции, описывающего взаимосвязь между мощностью первой ветроэнергетической установки и мощностью опорной ветроэнергетической установки; и сохранения по меньшей мере одной закономерности корреляции или коэффициента корреляции в зависимости от по меньшей мере одного краевого условия.

Изобретение относится к ветроэнергетическим установкам, а именно к конструкции роторов ветросиловых установок с горизонтальным валом. Воздушный винт состоит из ступицы, двух соединительных пластин и зажатых между ними посредством болтов трех труб для подсоединения комлевых участков лопастей.
Изобретение относится к лопасти ротора или элементу лопасти ротора, ветроэнергетической установке, способу изготовления лопасти ротора или элемента лопасти ротора и способу ремонта элемента лопасти ротора.

Изобретение относится к системе и способу повышения производительности ветровой турбины. Система повышения производительности ветровой турбины содержит средства впрыскивания воздуха в качестве первой текучей среды в набегающий на турбину поток второй текучей среды.

Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации ветроэнергетической установки в условиях обледенения, к ветроэнергетической установке и к ветроэнергоцентру с множеством ветроэнергетических установок. Способ эксплуатации ветроэнергетической установки (1) с гондолой (2) с электрическим генератором и связанным с генератором аэродинамическим ротором (3) с одной или несколькими роторными лопастями (4) включает этапы эксплуатации ветроэнергетической установки (1), если осаждение льда на роторных лопастях (4) может быть надежным образом исключено, и остановки ветроэнергетической установки (1), если на роторных лопастях (4) распознано осаждение льда, и остановки или предотвращения повторного запуска с задержкой по времени ветроэнергетической установки (1), если осаждение льда не распознано, но его следует ожидать, и/или разрешения повторного запуска с задержкой по времени ветроэнергетической установки (1), если условие остановки, которое привело к остановке ветроэнергетической установки (1), вновь устранено, и осаждение льда не было распознано, и осаждения льда или образования осаждения льда не следует ожидать. Изобретение направлено на улучшение распознавания осаждения льда на роторных лопастях ветроэнергоустановок. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветродвигателям с вертикальной осью вращения. Вертикальный ветродвигатель содержит вертикальный вал с радиальными перекладинами и чашечными лопастями. Чашечные лопасти снабжены турбулизаторами. Турбулизаторы выполнены в виде дополнительных чашек, которые установлены внутри основных чашечных лопастей. Изобретение направлено на повышение надежности ветродвигателя. 2 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Роторный ветродвигатель содержит вращающиеся основания с приемниками энергии, центральную стойку с поворотным основанием. На поворотном основании укреплены вращающиеся основания. Приемники энергии выполнены в виде Λ-образных стоек. Между нижними креплениями Λ-образных стоек установлены нижние траверсы, скрепленные с основаниями. На вершинах стоек расположены верхние траверсы, внутренние концы которых закреплены на стержнях. Стержни установлены в центрах вращающихся оснований. Между верхними и нижними траверсами натянуты полотнища. Изобретение направлено на повышение надежности роторного ветродвигателя. 4 ил.

Изобретение относится к лопасти ротора ветроэнергетической установки и способу монтажа лопасти ротора ветроэнергетической установки. Лопасть (100) ротора ветроэнергетической установки имеет хвостовик (110), вершину (120), переднюю кромку (160), заднюю кромку (170), лицевую сторону (140) и тыльную сторону (130). Кроме того, лопасть (100) ротора имеет внешнюю оболочку (180) с по меньшей мере одним отверстием (190) на лицевой и/или тыльной стороне для приема средств (200) манипуляции для монтажа или демонтажа лопасти (100) ротора. Кроме того, лопасть (100) ротора имеет по меньшей мере один крепежный элемент (300) для крепления средств (200) манипуляции, введенных через по меньшей мере одно отверстие. Крепежный элемент (300) расположен внутри (150) внешней оболочки лопасти (100) ротора между лицевой стороной (140) и тыльной стороной (130). Изобретение направлено на упрощение монтажа лопасти ротора ветроэнергетической установки. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Группа изобретений относится к способу оптического обследования ветроэнергетической установки или части от нее, в частности лопасти винта, и обследующему устройству для осуществления данного способа. Способ включает выравнивание камеры на обследуемую область и проведение съемки фотографии обследуемой области камерой. Затем осуществляют регистрацию положения сфотографированной области и сопоставление выявленного положения со сфотографированной областью. Достигаемый при этом технический результат заключается в снижении затрат времени и расходов на проведение обследования, а также в автоматизации обследования и исключении риска высотных работ. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электрическую энергию. Статор сегментного генератора содержит электромеханические модули и крепежные элементы. Электромеханические модули установлены на внутренней стороне дугообразного основания. Один конец основания установлен на подшипниковом узле. Другой конец основания прикреплен к выходному звену микропривода. Подшипниковый узел и микропривод установлены на общем кронштейне. Изобретение направленно на повышение надежности систем возбуждения с постоянными магнитами. 1 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветроэлектрическим станциям. Ветроэлектрическая станция содержит поворотное в горизонтальной плоскости основание с двумя вертикальными роторами, обтекатель и стабилизатор. Поворотное основание снабжено горизонтально лежащей T-образной стойкой, перекладина которой ориентирована на поток, а на самой стойке установлены три вертикальные направляющие. Две вертикальные направляющие расположены между вертикальными роторами. Третья вертикальная направляющая расположена на торце стойки. Первая вертикальная направляющая снабжена горизонтальной перекладиной, параллельной перекладине T-образной стойки. Между горизонтальными перекладинами натянуто полотно обтекателя. Между второй и третьей вертикальными направляющими натянуто полотно стабилизатора. Изобретение направлено на уменьшение массы и габаритов ветроэлектрической станции. 4 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетической техники, в частности к конструкциям ветроустановок с горизонтальной осью вращения. Конструкция ветроэнергетической установки, содержащая мачту с горизонтальной поворотной платформой, на которой установлены электрогенератор и ветротурбина с лопастями, механическую передачу вращения от вала ветротурбины к валу электрогенератора. Аэродинамический профиль лопасти разделен на сегменты, которые имеют возможность независимо друг от друга изменять угол установки на основе информации, поступающей с датчиков давления, расположенных на каждом сегменте. Изобретение направлено на улучшение регулирования угла установки лопасти с учетом неравномерности ветрового потока. 2 ил.

Изобретение относится к ветродвигателям, а именно к ветродвигателям роторного типа с вертикальным валом вращения. Роторный ветродвигатель с кольцевым концентратором воздушного потока, содержащий опорную ферму, состоящую как минимум, из трех опор, к которым прикреплены соответственно верхняя и нижняя опорные площадки с отверстиями в центре. К опорным площадкам соосно с отверстиями прикреплены корпуса верхнего и нижнего подшипников. Вокруг опорной фермы установлены радиально вертикальные направители воздушного потока. Вокруг верхней и нижней опорных площадок установлены конусные направители воздушного потока. Вертикальные направители и конусные направители воздушного потока жестко скреплены с опорной фермой и между собой, образуя кольцевой концентратор воздушного потока. Опорная ферма внутри разделена дополнительными площадками с отверстиями в центре и установленными на них подшипниковыми корпусами с подшипниками на секции, количество которых равно количеству установленных в опорной ферме роторов, каждый из которых имеет свой вал. На одном конце вала имеется посадочное место под подшипник и хвостовик. На другом конце вала имеется только хвостовик. Роторы по секциям концами валов, имеющих посадочное место и хвостовик, установлены в подшипники, находящиеся в подшипниковых корпусах, установленных на опорных площадках. Концы валов роторов, расположенных в смежных секциях фермы, имеющимися хвостовиками, расположенными друг напротив друга, соединены между собой шарнирной связью. Хвостовик на конце вала ротора, установленного в верхней секции, соединен шарнирной связью с хвостовиком валика, который посадочным местом закреплен в верхнем подшипнике, находящемся на верхней опорной площадке в подшипниковом корпусе. Хвостовик, находящийся на конце вала ротора, установленного в нижней секции фермы, соединен шарнирной связью с валом потребителя механической энергии. Изобретение направлено на увеличение мощности и повышение работоспособности роторного ветродвигателя и, как следствие, на увеличение срока службы без поломок. 3 ил.

Изобретение относится к группе двухроторных ветроэнергетических установок. Каждая из двухроторных ветроэнергетических установок включает размещенные на башне ветротурбину с двумя соосными роторами на поворотной платформе, трансмиссию, системы управления углами установки лопастей и положения платформы, электрогенератор. При этом каждый ротор ветротурбины имеет число лопастей более 3-х, которые спроектированы как вращающиеся крылья, суммарная лобовая площадь лопастей на номинальном режиме работы составляет 0,3÷0,5 от площади, ометаемой лопастями поверхности. Лопасти во втулке установлены на подшипниках скольжения, в которых применяется твердая смазка на основе дихалькогенидов металлов в сочетании с керамической втулкой. Электрогенератор с вертикальной осью вращения ротора размещен в верхней части неподвижной башни, статор генератора закреплен к башне, ось ротора электрогенератора расположена вертикально и совпадает с осью вращения поворотной платформы. Привод от ветротурбины к генератору выполнен с помощью конической зубчатой передачи. Мультипликатор представляет собой двухконтурный зубчатый механизм, размещенный в одном корпусе, каждый контур которого передает движение и крутящий момент от одного из роторов ветротурбины независимо от движения другого контура, а кинематическая схема контура представляет собой планетарный редуктор и зубчатый одноступенчатый перебор. Трехвальный соосный зубчатый редуктор установлен между мультипликатором и ротором электрогенератора, кинематическая схема которого выполнена по условиям Δω1=К·Δω2, где Δω1 - изменение угловой скорости входного внутреннего вала; Δω2 - изменение угловой скорости входного внешнего вала; К - постоянный коэффициент, который зависит только от кинематической схемы редуктора; число лопастей ветротурбины выбрано по условию: число лопастей одного ротора - Z, число лопастей другого ротора - (Z+1). На внешнем валу ветротурбины выполнена удлиняющая проставка, в конце которой установлен передний подшипник внутреннего вала. Алгоритм управления углами поворота лопастей одного ротора β1=f(υ), т.е. угол установки лопасти есть функция только скорости ветра, а другого ротора nген=const, β2=υar, т.е. обороты генератора поддерживаются постоянными за счет изменения углов установки лопастей другого ротора, где β1 - угол установки одного ротора; υ - скорость ветра; nген - обороты электрогенератора; β2 - угол установки другого ротора; υar - переменная величина. Изобретение направлено на расширение арсенала двухроторных ветроэнергетических установок. 9 н.п. ф-лы, 12 ил., 3 табл.
Наверх