Ветродвигатель



Ветродвигатель
Ветродвигатель
Ветродвигатель
Ветродвигатель
Ветродвигатель

 


Владельцы патента RU 2607444:

Петров Василий Силантьевич (RU)

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветродвигателям с горизонтальной осью вращения ветроколеса. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное ветроколесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены основные лопасти первого уровня, на наружной обечайке расположены плоские лопасти второго уровня в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах, соединенные с ребрами жесткости посредством шарниров для изменения угла атаки воздушному потоку в зависимости от скорости ветра, начальное положение плоских лопастей второго уровня, связанных шарнирными планками, обеспечивается пружинами растяжения и штыревыми ограничителями хода ребер жесткости. Изобретение направлено на повышение коэффициента использования энергии ветра и предотвращение аварийных ситуаций. 6 ил.

 

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветродвигателям, и может быть использовано для строительства ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения и набегающим воздушным потоком.

Известен ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем ветроколесо (Ветроэнергетика. М.: Энергоиздат, 1982, С. 26, рис. 1, 3, А-4). Недостатком данного ветроколеса является то, что в нем практически не используется сила ветра центральной зоны и недостаточная площадь лопастей в средней и периферийной зонах.

Технической задачей настоящего изобретения является значительное повышение суммарной площади лопастей ветроколеса в средней и периферийной зонах с целью уменьшения его диаметра и повышения коэффициента использования энергии ветра.

Настоящая техническая сущность достигается тем, что ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное ветроколесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены основные лопасти первого уровня, диаметр наружной обечайки в метрах равен количеству основных лопастей, на наружной обечайке равномерно расположены плоские лопасти второго уровня в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах, шарнирно соединенные с ребрами жесткости для изменения угла атаки воздушному потоку в зависимости от скорости ветра. Плоские шарнирные лопасти второго уровня дополнительно содержат пружины растяжения и связаны шарнирными планками.

Приведенные конструктивные изменения ветродвигателя с набегающим воздушным потоком по сравнению с существующими позволяют при прочих равных условиях значительно уменьшить диаметр ветроколеса в расчете на установленную мощность ветроэнергоустановки.

На фиг. 1 дан вид ветродвигателя спереди (растяжки наружной обечайки условно не показаны);

На фиг. 2 показан разрез по А-А;

На фиг. 3 и 4 даны развертки части наружной обечайки с шарнирными лопастями второго уровня (начальное и конечное положения лопастей);

На фиг. 5 дана развертка лопасти ветроколеса первого уровня;

На фиг. 6 показан вид сверху на лопасть первого уровня.

Ветродвигатель (фиг. 1) состоит из многолопастного ветроколеса 1, насаженного на горизонтальный вал (фиг. 2). Лопасти первого уровня расположены и закреплены между внутренней обечайкой 4 ступицы 3, конусным направителем 6 воздушного потока средней зоны и наружной обечайкой 7 (фиг. 2). Для обеспечения достаточной прочности ветродвигателя (особенно при больших диаметрах ветроколеса) лопасть 5 содержит стойку жесткости 13 в передней части (фиг. 2, 5), а на рабочей поверхности пластины жесткости 14 с возрастающим углом атаки воздушному потоку (через каждый метр), что повышает степень взаимодействия воздушного потока с лопастями 5 ветроколеса и коэффициент использования энергии ветра (фиг. 5, 6).

На наружной обечайке 7 ветроколеса 1 равномерно расположены плоские лопасти 8 второго уровня в количестве, равном длине обечайки 7 в метрах. Лопасть 8 связана с ребром жесткости 10 посредством шарнира 9, что обеспечивает изменение угла атаки воздушному потоку в зависимости от скорости ветра (фиг. 3, 4).

Для снижения вибрации лопасти 8 связаны между собой шарнирными планками 11, обеспечивая их совместную работу. Начальное положение лопасти 8 при малых скоростях ветра фиксируется пружиной 12 и штыревым ограничителем хода ребра жесткости 10 (фиг. 3), а конечное положение при высоких скоростях ветра лопасть 8 принимает параллельно направлению воздушного потока (фиг. 4).

Дополнительная прочность ветроколеса 1 достигается растяжками 17 в количестве, равном числу лопастей 5 первого уровня, которые крепятся к наружной обечайке 7 и головке 16, насаженной на тороидальный направитель 15 воздушного потока центральной зоны (фиг. 1, 2).

Устройство работает следующим образом. Набегающий воздушный поток (ветер) к ветродвигателю условно можно разделить на три зоны воздействия: центральную, среднюю и периферийную по отношению к оси вращения ветроколеса. Воздушный поток центральной зоны с помощью тороидального направителя 15 с увеличенной скоростью отбрасывается на рабочие лопасти 5 первого уровня в средней зоне, где конический направитель 6 дополнительно увеличивает скорость ветра за счет возросшего объема воздуха из центральной и частично средней зоны, повышая давление воздуха на лопасти 5 и пластины жесткости 14.

Воздушный поток периферийной зоны наиболее эффективно воздействует на плоские шарнирные лопасти 8 второго уровня, которые обеспечивают изменение угла атаки воздушному потоку от максимального при малых скоростях ветра (фиг. 3) до минимального при высоких скоростях ветра (фиг. 4). При этом значительно снижается ветровая нагрузка на ветроколесо в периферийной зоне, предотвращая аварийные ситуации ветродвигателя.

Ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное ветроколесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены основные лопасти первого уровня, отличающийся тем, что на наружной обечайке расположены плоские лопасти второго уровня в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах, соединенные с ребрами жесткости посредством шарниров для изменения угла атаки воздушному потоку в зависимости от скорости ветра, начальное положение плоских лопастей второго уровня, связанных шарнирными планками, обеспечивается пружинами растяжения и штыревыми ограничителями хода ребер жесткости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу изготовления корневой секции рабочей лопатки (41) ветровой турбины. Он содержит этапы сборки (A) множества опорных стержней (1) с секцией (17) сопряжения со средством сопряжения втулки ветровой турбины по существу в округлой форме так, чтобы между опорными стержнями (1) имелись промежутки (33), расположения (B) первых волокон (31) в промежутках (33), причем первые волокна (31) являются физически и/или химически совместимыми с литьевым материалом, размещения (C) первого формовочного инструмента (35) вдоль наружной поверхности округлой формы и второго формовочного инструмента вдоль внутренней поверхности округлой формы, обработки (D) литьевого материала так, чтобы образовалось его сцепление с первыми волокнами (31).

Изобретение касается лопасти (1) ротора ветровой энергетической установки, имеющей комель (4) лопасти ротора для присоединения лопасти (1) ротора к ступице ротора и расположенную на противоположной комлю (4) лопасти ротора стороне вершину лопасти ротора, а также ветровой энергетической установки, снабженной такими лопастями ротора.

Изобретение относится к лопасти ротора ветроэнергетической установки и к ветроэнергетической установке, содержащей по меньшей мере одну такую лопасть. Лопасть ротора ветроэнергетической установки содержит переднюю кромку (211) лопасти ротора, заднюю кромку (212) лопасти ротора, основание (214) лопасти ротора для присоединения к ветроэнергетической установке и наконечник (213) лопасти ротора, сторону (216) всасывания и сторону (217) нагнетания, линию (215) критических точек вдоль продольного направления (L) лопасти ротора от основания (214) лопасти ротора до наконечника (213) лопасти ротора при предопределенном угле установки лопасти ротора и множество вихревых генераторов (300) в области линии (215) критических точек, причем линия (215) критических точек находится в области стороны (217) нагнетания.

Изобретение относится к заднему корпусу для лопасти ветроэнергетической установки, имеющему поверхность с напорной стороны, поверхность со стороны разрежения, отделяющую обе поверхности, заднюю кромку и противоположную задней кромке соединительную сторону, которая предназначена для размещения на ответной соединительной поверхности лопасти.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к гондоле ветровой энергетической установки и способу сооружения ветровой энергетической установки с гондолой.

Изобретение относится к лопасти (6) ветряного турбинного генератора (1), ветряному турбинному генератору (1) и способу сборки лопасти (6) ветряного турбинного генератора (1).

Роторная лопасть ветроэнергетической установки, содержащая обращенную к ступице ротора внутреннюю часть роторной лопасти и противоположную ступице ротора наружную часть роторной лопасти.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Ветроагрегат с системой ограничения мощности и частоты вращения, в котором через вал пропущена штанга с возможностью перемещения в осевом направлении, связь штанги с лопастями осуществлена через систему тяг, противоположный конец штанги имеет резьбовую нарезку с навинченной на нее конической шестерней, закрепленной на конце вала с возможностью поворота вокруг его осевой линии и связанной через зубчатое зацепление с ведущей шестерней, насаженной на установленную на валу ось, перпендикулярную осевой линии вала, на эту же ось насажен жестко связанный с ведущей шестерней фрикционный диск, образующий пары фрикционного зацепления с двумя расположенными по одну и другую стороны от него в перпендикулярных осевой линии вала плоскостях тормозными кольцами, закрепленными соосно с валом на корпусе подшипника с возможностью осевого перемещения в направлении фрикционного диска под действием исполнительных органов системы автоматического управления, на вход устройства управления которой дополнительно подаются сигналы от двух конечных выключателей, фиксирующих крайние положения штанги в осевом направлении.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Система ограничения частоты вращения и мощности ветроагрегата содержит установленный горизонтально в корпусе подшипника вал с пропущенной через него штангой, одним концом системой тяг связанной с закрепленными на валу с возможностью поворота вокруг осей, перпендикулярных валу, лопастями, а другим - с регулирующим органом, выполненным в виде винта с навинченным на него и зафиксированным от продольного перемещения диском с приводом для вращения от первого исполнительного органа устройства управления, другой конец штанги связан с винтом регулирующего органа через упорный подшипник, винт регулирующего органа зафиксирован от проворачивания и механически связан с датчиком угла установки лопастей, устройство управления снабжено вторым исполнительным органом, установленным между электрической сетью и обмотками генератора, а к соответствующим входам устройства управления подключены выходы датчиков: угла установки лопастей, скорости ветра, частоты вращения, мгновенных значений тока и напряжения генератора.

Изобретение относится к способу эксплуатации ветроэнергетической установки, содержащей аэродинамический ротор по меньшей мере с одной роторной лопастью. Способ эксплуатации ветроэнергетической установки содержит стадии эксплуатации ветроэнергетической установки в зависящей от скорости ветра рабочей точке, измерения рабочего параметра рабочей точки, сравнения измеренного рабочего параметра с заданной эталонной величиной и нагревания по меньшей мере одной роторной лопасти, когда измеренный рабочий параметр превышает заданное отклонение относительно эталонной величины, при этом продолжают эксплуатацию ветроэнергетической установки.

Изобретение относится к подъемной траверсе для подъема лопасти ротора и манипулирования лопастью ротора ветроэнергетической установки. Подъемная траверса для подъема лопасти ротора и манипулирования лопастью ротора ветроэнергетической установки, включающая в себя крановое крепежное средство для закрепления подъемной траверсы на кране, по меньшей мере одно лопастное крепежное средство для закрепления подъемной траверсы на лопасти ротора, а также продольно-поворотное средство для поворота удерживаемой подъемной траверсой лопасти ротора вокруг продольной оси лопасти ротора и поперечно-поворотное средство для поворота удерживаемой подъемной траверсой лопасти ротора вокруг поперечной оси, проходящей поперек продольной оси, при этом продольно-поворотное средство имеет привод для активного поворота лопасти ротора, а поперечно-поворотное средство выполнено для пассивного поворота и имеет средство торможения и/или стопорное средство для фиксации подъемной траверсы по меньшей мере в двух различных друг от друга поворотных положениях.

Изобретение относится к генератору для безредукторной ветроэнергетической установки, к ветроэнергетической установке с таким генератором и способу возведения ветроэнергетической установки.

Изобретение относится к устройству для манипулирования лопастью ротора ветровой энергетической установки. Устройство для манипулирования лопастью (21) ротора ветровой энергетической установки, имеющей продольную ось, включающее в себя по меньшей мере одну основную часть (1) для по меньшей мере частичного охватывания и удерживания лопасти (21) ротора, по меньшей мере одну опорную раму (4) для размещения основной части (1) с возможностью вращения и по меньшей мере одно крепежное устройство (30) для крепления лопасти (21) ротора ветровой энергетической установки в устройстве.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Регулятор момента и частоты вращения вала ветротурбины с лопастями, установленными с возможностью поворота на осях, размещенных на валу ветротурбины, установленном горизонтально в головке ветроагрегата.

Изобретение относится к лопатке для ротора ветровой турбины и способу изготовления такой лопатки. Лопатка (104а, 104b, 104с, 108, 201) для ротора ветровой турбины (101) содержит корпус (218) лопатки, имеющий несущую поверхность для размещения нагревательного элемента, электропроводный, по существу, плоский нагревательный элемент (110, 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 208, 208а, 208b), содержащий многоосную углеродную ткань, расположенный на несущей поверхности и проходящий в продольном направлении, по существу, вдоль по меньшей мере передней кромки (108а) лопатки, электропроводный элемент (112а, 112b, 212, 212а, 212b) подачи электропитания, расположенный на одном конце нагревательного элемента, проходящий, по существу, по ширине нагревательного элемента с обеих его сторон и связанный с ним электрически, и соединительную конструкцию, содержащую по меньшей мере один электропроводный соединительный элемент (114а, 114b, 214) и, по существу, покрывающую с обеих сторон нагревательного элемента части электропроводного элемента, которые проходят по ширине нагревательного элемента, при этом указанная лопатка предпочтительно содержит такой электропроводный элемент и соединительную конструкцию на обоих концах нагревательного элемента.

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэнергетическим установкам с горизонтально-осевыми пропеллерными турбинами. Способ ориентации ветроэнергетических установок с горизонтально-осевыми пропеллерными турбинами относительно направления воздушного потока, включающий в себя установку их на платформе с возможностью ее вращения в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, при этом, для устойчивой ориентации оси каждой турбины параллельно ветровому потоку, платформу выполняют так, чтобы для обеспечения статически устойчивого положения каждой турбины в ветровом потоке центр бокового давления всей конструкции платформы с турбинами находился за вертикальной осью вращения платформы.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для комплексного энергоснабжения индивидуальных потребителей. Ветроэнергетическая установка содержит ветроколесо, связанное с генератором, и блок управления.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электрическую энергию. Сегментный ветроэлектрогенератор содержит роторные ферромагнитные элементы, установленные на лопастях ветроколеса, статор, башню, корпус с поворотным основанием, ступицей, направляющим хвостовым устройством и подкосами статора.

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветроэнергетическая установка содержит неподвижное основание, подвижное основание, башню, стрелу, поперечную ферму с растяжками, две группы тяг с головками с ветроколесами.

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к устройствам, преобразовывающим энергию ветра в электрическую энергию. Ветроэнергетическая установка, содержащая две рамы с размещенными на них ветроэлектрогенераторами, вращающееся основание, вертикальную башню.

Изобретение относится к законцовке лопасти ротора ветровой электростанции. Лопасть (30) ротора ветровой электростанции (100) имеет главный компонент лопасти и законцовку (260) лопасти, в которой законцовка (260) лопасти съемным образом присоединена к главному компоненту посредством соединительного устройства (202), и соединительное устройство (202) имеет секцию (206) законцовки, присоединенную к законцовке (260) лопасти и основную секцию (204), присоединенную к главному компоненту лопасти для приема секции (206) законцовки. Секция (206) законцовки имеет по меньшей мере один крепежный элемент (242), который проходит к основной секции (204) для крепления секции (206) законцовки к основной секции (204), и крепежный элемент (242) для выполнения прикрепления приспособлен для вставки через отверстие (286) в поверхности (282) законцовки (260) лопасти. Законцовка (260) лопасти отклоняется, в частности, в направлении стороны давления лопасти (30) ротора, и в получающемся направленном наружу отклонении (266) выполнено отверстие (286) для обеспечения доступа к крепежному элементу (242). Изобретение направлено на упрощение разборки лопасти ротора и на снижение повреждений лопасти ротора. 5 н. и 9 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх