Ветродвигатель



Ветродвигатель
Ветродвигатель
Ветродвигатель
Ветродвигатель

 


Владельцы патента RU 2607449:

Петров Василий Силантьевич (RU)

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветродвигатель содержит горизонтальный вал, закрепленные на нем два одинаковые по конструкции и размерам многолопастные ветроколеса: неподвижное и подвижное, лопасти подвижного ветроколеса первоначально установлены по середине лопастей неподвижного ветроколеса, повышая количество лопастей первого уровня в два раза, ступицы обоих ветроколес имеют взаимные полумуфты сцепления кулачкового типа, обеспечивая поворот подвижного ветроколеса при высоких скоростях ветра на расчетный угол для экранирования лопастей неподвижного ветроколеса, дополнительно содержит пружины растяжения и пневматические амортизаторы для снижения вибрации подвижного ветроколеса при переходе в зону экранирования лопастей неподвижного ветроколеса и уменьшения ветровой нагрузки на ветродвигатель. Изобретение направлено на повышение эффективности работы ветродвигателя за счет лучшего использования силы ветра в центральной, средней и периферийной зонах ветроколес. 4 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, в основном для выработки электрической энергии.

Известен ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем многолопастное колесо (Ветроэнергетика. М.: Энергоиздат, 1982, с. 26, рис. 1, 3, a-4). Недостатком данного ветроколеса является то, что в нем практически не используется сила ветра центральной зоны.

Технической сущностью настоящего изобретения является значительное уменьшение диаметров ветродвигателей и повышение эффективности работы многолопастных ветроколес за счет лучшего использования силы ветра в центральной, средней и периферийной зонах.

Настоящая техническая сущность достигается тем, что ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленное на нем неподвижное многолопастное ветроколесо с внутренней и наружной обечайками, между которыми расположены основные лопасти первого уровня. При этом диаметр наружной обечайки в метрах равен количеству основных лопастей, а на его валу дополнительно находится подвижное ветроколесо, аналогичное неподвижному с лопастями, расположенными между лопастями неподвижного ветроколеса; ступицы обоих ветроколес имеют взаимные полумуфты сцепления кулачкового типа, обеспечивая поворот подвижного ветроколеса при высоких скоростях ветра для экранирования лопастей неподвижного ветроколеса; дополнительно содержит пружины растяжения и пневматические амортизаторы для снижения вибрации подвижного ветроколеса при переходе в зону экранирования лопастей неподвижного ветроколеса, а на наружной обечайке неподвижного ветроколеса равномерно расположены лопасти второго уровня в количестве, равном длине наружной обечайки в метрах.

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

На фиг. 1 дан вид на ветродвигатель спереди при малых скоростях ветра (тороидальный направитель условно не показан).

На фиг. 2 показан разрез по А-А (лопасти подвижного ветроколеса экранируют лопасти неподвижного ветроколеса).

На фиг. 3 и 4 даны развертки части наружных обечаек неподвижного и подвижного ветроколес при малых скоростях ветра и скоростях ветра, экранирующих лопасти неподвижного ветроколеса лопастями подвижного ветроколеса (наружные обечайки ветроколес условно приняты прозрачными).

Ветродвигатель (фиг. 1, 2) состоит из двух одинаковых по размерам многолопастных ветроколес: неподвижного, насаженного на горизонтальный вал 2, и подвижного расположенного на валу 2 перед неподвижным и закрепленного болтом 11 и шайбой 9. Ступицы 3 с внутренними обечайками 4 обоих ветроколес (фиг. 2) имеют взаимные полумуфты сцепления кулачкового типа, обеспечивающие поворот подвижного ветроколеса из начального положения (фиг. 3) при малых скоростях ветра в конечное (фиг. 4) при высоких скоростях ветра на расчетный угол ϕ, экранируя лопасти неподвижного ветроколеса (фиг. 2) для снижения ветровой нагрузки на ветродвигатель.

Расчетный угол ϕ определяется делением угла 360° на число основных лопастей обоих ветроколес, то есть 360°/2n или 180°/n.

Диаметры DH наружных обечаек 7 обоих ветроколес в метрах равны количеству основных лопастей 5 каждого ветроколеса, тогда длина наружных обечаек составит π•DH. Это условие обеспечивает расстояние между смежными лопастями 5 по наружным обечайкам 7, равное числу π или 3,14 м. Поэтому, располагая лопасти 5 подвижного ветроколеса в начальном положении посередине между лопастями 5 неподвижного ветроколеса (фиг. 1) с помощью кулачковых полумуфт сцепления ступиц 3 ветроколес, увеличивается общее число основных лопастей 5 в два раза для работы ветродвигателя при малых скоростях ветра. Такое начальное положение лопастей 5 ветродвигателя фиксируется пружинами 13 (Фиг. 1), а пневматические амортизаторы 14 с шарнирами 15 снижают вибрацию ветроколес при работе и порывах ветра (Фиг. 3, 4).

Устройство работает следующим образом. Набегающий воздушный поток к ветродвигателю условно разделяется на три зоны воздействия по отношению к оси вращения ветроколес: центральную, среднюю и периферийную. Воздушный поток центральной зоны с помощью тороидального направителя 12 и конусного направителя 6 подвижного ветроколеса смещается в среднюю зону на основные лопасти 5 первого уровня обоих ветроколес при малых скоростях ветра (2…3 м/с), обеспечивая запуск ветродвигателя в работу.

В диапазоне средних скоростей ветра ветродвигатель работает с удвоенным количеством лопастей обоих ветроколес. При дальнейшем повышении скорости ветра происходит постепенный переход подвижного ветроколеса в направлении экранирования лопастей 5 неподвижного ветроколеса. В этот период пружины растяжения 13 (фиг. 1) и пневматические амортизаторы 14 (фиг. 3, 4), реагируя на изменение скорости ветра, стабилизируют взаимное положение и вибрацию обоих ветроколес.

При высоких скоростях ветра подвижное ветроколесо, преодолев силу растяжения пружин 13 (фиг. 1) и повернувшись на угол ϕ, переходит в зону полного экранирования лопастей 5 неподвижного ветроколеса, значительно снижая ветровую нагрузку на ветродвигатель (фиг. 2, 4).

Воздушный поток периферийной зоны, эффективно воздействуя на лопасти 8 второго уровня с ребрами жесткости 10 неподвижного ветроколеса, дополнительно обеспечивает повышенный крутящий момент и мощность ветродвигателя.

Ветродвигатель, содержащий горизонтальный вал, закрепленные на нем два одинаковые по конструкции и размерам многолопастные ветроколеса: неподвижное и подвижное, лопасти подвижного ветроколеса первоначально установлены по середине лопастей неподвижного ветроколеса, повышая количество лопастей первого уровня в два раза, отличающийся тем, что ступицы обоих ветроколес имеют взаимные полумуфты сцепления кулачкового типа, обеспечивая поворот подвижного ветроколеса при высоких скоростях ветра на расчетный угол для экранирования лопастей неподвижного ветроколеса, дополнительно содержит пружины растяжения и пневматические амортизаторы для снижения вибрации подвижного ветроколеса при переходе в зону экранирования лопастей неподвижного ветроколеса и уменьшения ветровой нагрузки на ветродвигатель.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гидравлической системе регулирования угла установки лопастей ветротурбины. Гидравлическая система регулирования угла установки лопастей ветротурбины с установленным горизонтально в головке ветроагрегата валом содержит пропущенную через вал штангу, одним концом системой тяг связанную с закрепленными на валу с возможностью поворота вокруг осей, перпендикулярных валу, лопастями, устройство управления.

Изобретение относится к способу управления ветроэнергетической установкой (1), содержащей генератор, предусмотренной для подачи электрической мощности в сеть (6) электроснабжения, но еще не подключенной к сети (6) электроснабжения, содержащему этапы: генерирования электрической мощности с помощью генератора и снабжения электрических элементов ветроэнергетической установки (1), генерируемой электрической мощностью, а также к ветроэнергетической установке (1) для генерирования электрической энергии из ветра и для подачи генерируемой электрической мощности в сеть (6) электроснабжения, в которой выполняется указанный способ.

Изобретение относится к способу управления ветроэнергетической установкой, включающему в себя этапы, на которых: обнаруживают внутренний, выдаваемый установкой аварийный сигнал, указывающий на ее неполадку, принимают по меньшей мере один внешний, выданный вне установки аварийный сигнал, указывающий на неполадку другой установки, оценивают внутренний аварийный сигнал в зависимости от по меньшей мере одного внешнего аварийного сигнала.

Изобретение относится к ветряным турбинам. Ветряная турбина (1) для преобразования энергии ветра в электроэнергию содержит гондолу (2), имеющую головную часть (11) и хвостовую часть (12), первичный ветровой ротор (3), установленный с возможностью вращения относительно гондолы (2) вокруг первичной оси вращения (А1) и содержащий первичную группу лопастей (4), ступицу (5) для крепления вышеупомянутых лопастей (4), выступающую из головной части (11) гондолы (2), а также вал, предназначенный для его вращения с помощью первичного ветрового ротора (3), по меньшей мере один первичный электрогенератор, содержащий по меньшей мере первичный электрический статор, неподвижно закрепленный в вышеупомянутой гондоле (2), и первичный электрический ротор, неподвижно закрепленный на вышеупомянутому валу или установленный с возможностью соединения с вышеупомянутым валом, причем первичный электрогенератор предназначен для преобразования энергии ветра, получаемой вышеупомянутой первичной группой лопастей (4), в электроэнергию.

Изобретение относится к ветроэнергетической установке (100), содержащей гондолу (104) и ротор (106), первый и/или второй микроволновый и/или радиолокационный измерительный блок (1100, 1200) для излучения микроволновых и/или радиолокационных сигналов и для регистрации отражений микроволновых и/или радиолокационных сигналов для получения данных о ветре и/или метеорологических данных или информации относительно поля ветра спереди и/или сзади ветроэнергетической установки (100), и систему управления ветроэнергетической установкой, которая управляет работой ветроэнергетической установки (100) в зависимости от данных, регистрируемых с помощью первого и/или второго измерительного блока (1100, 1200).

Изобретение относится к способу эксплуатации ветроэнергетической установки, к ветроэнергетической установке и ветряному парку из ветроэнергетических установок.

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.

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.

Изобретение относится к способу управления ветроэнергетической установкой и к ветроэнергетической установке. Способ управления подключенной к электрической сети ветроэнергетической установкой с генератором с аэродинамическим ротором с регулируемой скоростью вращения включает этап эксплуатации ветроэнергетической установки в оптимальной относительно преобладающих условий ветра рабочей точке с оптимальной скоростью вращения и этап эксплуатации ветроэнергетической установки в переходный период времени или длительно в неоптимальной рабочей точке с неоптимальной скоростью вращения.

Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации ветроэнергетической установки в условиях обледенения, к ветроэнергетической установке и к ветроэнергоцентру с множеством ветроэнергетических установок.

Изобретение относится к ветряным турбинам. Ветряная турбина (1) для преобразования энергии ветра в электроэнергию содержит гондолу (2), имеющую головную часть (11) и хвостовую часть (12), первичный ветровой ротор (3), установленный с возможностью вращения относительно гондолы (2) вокруг первичной оси вращения (А1) и содержащий первичную группу лопастей (4), ступицу (5) для крепления вышеупомянутых лопастей (4), выступающую из головной части (11) гондолы (2), а также вал, предназначенный для его вращения с помощью первичного ветрового ротора (3), по меньшей мере один первичный электрогенератор, содержащий по меньшей мере первичный электрический статор, неподвижно закрепленный в вышеупомянутой гондоле (2), и первичный электрический ротор, неподвижно закрепленный на вышеупомянутому валу или установленный с возможностью соединения с вышеупомянутым валом, причем первичный электрогенератор предназначен для преобразования энергии ветра, получаемой вышеупомянутой первичной группой лопастей (4), в электроэнергию.

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.

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 ветроэнергетике. Безредукторный ветроэлектроагрегат содержит башню, поворотное основание, тихоходное колесо, быстроходные колеса, роторные элементы, статор и направляющее устройство.
Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветродвигателям, и может быть использовано для строительства ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения ветроколеса с набегающим воздушным потоком.

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.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в устройствах, преобразовывающих энергию ветра в другие виды энергии. Ветроэнергетическая установка, содержащая поворотное основание, башню, стрелу, перекладину с шарнирами и растяжками и тяги с головками ветроколес, согласно изобретению дополнительно содержит вторую перекладину с дополнительными шарнирами, которые соединены с шарнирами основной перекладины дополнительными кронштейнами, к которым прикреплен замкнутый канат, охватывающий шкивы, установленные на стреле.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Ветроэнергетическая установка содержит башню, две соединенные под углом стрелы, связанные с верхней частью башни, а также поворотные рамы с роторами-ветроколесами, ступицы которых закреплены на рамах, подвешенных к стрелам.

Группа изобретений относится к области ветроэнергетики и может быть использована для преобразования и использования энергии ветра в широком диапазоне скоростей.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электроэнергию. Ветроэлектростанция содержит концентратор воздушных потоков, ветроколеса, электрогенераторы, систему регулирования подачи воздуха на лопасти ветроколес и систему защиты от ураганных ветров.

Изобретение относится к ветроэнергетической установке, стволовой секции ветроэнергетической установки и способу выполнения ветроэнергетической установки. Ветроэнергетическая установка (100) с гондолой (4), генератором (12), расположенным в гондоле (4), башней (2) и подшипником (24) рыскания для регулирования ориентации гондолы (4) по ветру таким образом, что подшипник рыскания размещен ниже гондолы (4) в вертикальном смещении (26) рыскания, и гондола (4) поддерживается на подшипнике (24) рыскания над вертикальной стволовой секцией (20) такой же длины, что и смещение (26) рыскания. Положение высоты для подшипника (24) рыскания в башне определено таким образом, что на подшипнике (24) рыскания суммарное значение статического момента (mSN) тангажа, присущего центру тяжести в гондоле (4) спереди подшипника (24) рыскания, и среднего тягового момента (mS), присущего ветровой нагрузке, действующей на аэродинамический ротор (106), минимизировано, в частности, суммарное значение для среднего тягового момента (mS) имеет значение, равное нулю. Изобретение направлено на уменьшение нагрузки на подшипник рыскания ветроэнергетической установки. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх