| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2244157
Вітроелектростанція
Ім'я винахідника: Гурницкий В.Н. (RU); Адоньєв В.В. (RU); Іволга В.А. (RU); Конопльов Є.В.
Ім'я патентовласника: Ставропольський державний аграрний університет
Адреса для листування: 355017, Ставрополь, пров. Зоотехнічний, 12, СГАУ, патентний відділ
Дата початку дії патенту: 2003.02.17
Винахід відноситься до вітряних електростанцій (ВЕС) і може бути використано для виробництва електроенергії, працюючи паралельно з мережею або в автономному режимі. Технічний результат полягає у спрощенні і здешевленні, а й у підвищенні надійності конструкції ВЕС. ВЕС складається з електрогенератора асинхронного типу, передачі і вітродвигуна, що включає лопаті, встановлені на нескінченних гнучких елементах, перекинутих через циліндри, які мають осі обертання, пов'язані з основою. Лопать має форму двосхилим даху, що включає крокви у вигляді анкерних щогл. Міжосьові відстані циліндрів рівні 2,5 ... 5,5 їх габаритним радіусів. Габаритний діаметр циліндрів більше кроку щогли і порівняємо з її висотою. Натяжка гнучких елементів здійснюється за допомогою пересувних опор, постамент яких укладено між опорами і підставою, самі ж постаменти жорстко з'єднані балкою. Число лопатей ВЕС оптимально дорівнює чотирьом.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до вітряних електричних станцій (ВЕС) і може бути використано для виробництва електроенергії в економічно обгрунтованих випадках.
Відома ВЕС, яка містить встановлені на підставі несучі опори, розміщений на них купол і розташоване по осі симетрії останнього лопатеве ветроколесо, несучі опори встановлені на підставу з можливістю обертання навколо осі симетрії купола, купол має центральний отвір, а вітроколесо розміщено в останньому і жорстко закріплено на куполі (А.с. №1469205, Kл. F 03 D 3/00).
Відома ВЕС, що включає вітродвигун, що містить вертикальний вал і пов'язані з ним лопаті, які виконані у вигляді тонкостінних панелей з внутрішніми порожнинами, в одній зі стінок панелей зроблені поперечні розрізи (А.с. №1562518, Kл. F 03 D 3/00) .
Відома і ВЕС, що включає вітроколесо з горизонтальною віссю обертання, що містить порожнисті скорочення по довжині лопаті з відведення повітря отворами на кінцях, при цьому кожна лопать забезпечена повітрозабірними поверхнями, розташованими на підвітряного стороні на відстані 1/3 ... 1/2 радіусу вітроколеса від осі обертання (А.с. №1760153, Кл. F 03 D 1/02).
Загальний недолік цих конструкцій полягає в тому, що кромка лопаті, що знаходиться на осі обертання, має нульову швидкість і тільки периферійна частина протилежної крайки лопаті має максимальну швидкість, що не перевищує швидкість вітру. Дана обставина істотно знижує коефіцієнт використання вітрового потоку ВЕС.
Найбільш близькою до заявляється винаходу є ВЕС, яка містить рамки, шарнірно закріплені на них пари лопатей, з'єднану з рамками похилу нескінченну стрічку, що охоплює верхній, і нижній шківи, пов'язані з каркасом, з'єднані з ним паралельні верхня і нижня напрямні, що контактують з біговими роликами, причому лопаті кожної пари за допомогою торсиона пов'язані між собою, бігові ролики закріплені за одним на лопатях, а напрямні за допомогою дуг з'єднані між собою, діаметр яких більше відстані між напрямними, при цьому верхня напрямна має змінну ширину, збільшується від нижнього ролика до верхнього ( а.с. №1423777, Кл. F 03 D 5/02).
Її недолік - складність і дорожнеча конструкції, а й низька надійність.
Технічний результат винаходу зводиться до спрощення і здешевлення, а й підвищенню надійності конструкції ВЕС.
Технічний результат досягається тим, що лопать ВЕС має форму двосхилим даху, що включає крокви у вигляді укосин і анкерних щогл, нижня частина і вершина яких забезпечені кільцями, через останні пропущені стяжки і гніт, укладені в фіксують трубках, стяжки замінюють валики співвісних ланок не менше 2 -х гнучких елементів, міжосьові відстані циліндрів рівні 2,5 ... 5,5 їх габаритним радіусів, лопаті обладнані вітрилами, а габаритний діаметр циліндрів більше кроку щогли і порівняємо з її висотою.
На фіг.1 показано пристрій ВЕС, загальний вигляд
На фіг.2 представлена конструкція лопаті
ВЕС складається (фіг.1) з електрогенератора 1, передачі 2 і вітродвигуна, що включає лопаті 3 (а, б, в, г), встановлені на нескінченних гнучких елементах 4, що охоплюють циліндри 5, мають осі обертання 6, пов'язані із заснуванням 7. лопать 3 має форму двосхилим даху, що включає крокви у вигляді укосин 18 (фіг.2) і анкерних щогл 8 (фіг.1), нижні частини 19 (фіг.2) і вершина кожної з яких забезпечені кільцями 20 (фіг.2); через останні пропущені стяжки 21 і гніт 22 (фіг.2), укладені в фіксують трубках 23 (фіг.2); стяжки 21 замінюють валики співвісних ланок 24 (фіг.2) не менше двох гнучких елементів 4 (фіг.2), 4 (фіг.1). Міжосьові відстані 9 циліндрів 5 (фіг.1) рівні 2,5 ... 5,5 їх габаритним радіусів, лопаті 3 (фіг.1) обладнані вітрилами 25 (фіг.2), а кут між скатами позначений 26 (фіг.2 ). Крок щогли 8 позначений цифрою 11, а її висота - цифрою 12. Блок 13, спільно з анемометром 14, управляє автоматичної роботою всієї ВЕС. Натяжка гнучких елементів 4 здійснюється за допомогою пересувних опор 15, постамент 16 яких укладено між опорами 15 і підставою 7; самі ж постаменти 16 жорстко з'єднані балкою 17 (фіг.1). Як показують дослідження, з метою безперебійної подачі вітрової енергії на лопаті 3 (фіг.1) ВЕС міжосьова відстань 9 циліндрів 5 дорівнює 3 габаритним радіусів циліндрів 5 при чотирилопатевий ВЕС і 5 цим же радіусів при її трилопатевої структурі. Інша число лопатей неможливо або недоцільно.
ВЕС працює наступним чином.
При недостатній силі вітру або його напрямку, різко відмінному від пануючого, лопать 3 (фіг.1) не рухається в просторі - обертально і поступально. При швидкості вітру більше деякої мінімальної від анемометра 14 (фіг.1) надходить сигнал на блок управління 13, який запускає в роботу електрогенератор 1 від електромережі, що знаходиться в початковий момент часу в руховому режимі, так як ця електрична машина є асинхронним короткозамкненим електродвигуном, який переходить потім при синхронної швидкості в рекуперативний режим. При подальшому збільшенні швидкості вітру його потік, падаючий на лопать 3а (фіг.1), не призводить до збільшення швидкості руху гнучких елементів 4, але дає збільшення сили, а отже, і потужності, що віддається через передачу 2 генератору 1. Осі обертання 6 встановлюються паралельно між собою шляхом регулювання міжосьових відстаней 9 циліндрів 5 за допомогою опор 15, що переміщуються на постаментах 16, що спираються на заснування 7, жорстко з'єднаних балкою 17. Ширма 10 запобігає потраплянню на лопаті 3 б, в, г вітрового потоку (фіг.1). Коли сила вітру достатня, вітродвигун переходить на підсинхронних швидкість, а генератор 1 автоматично відключається від мережі. Крок 11 і висота 12 анкерної щогли 8 повинні відповідати таким умовам ефективної роботи. Перше: крок 11 щогли 8 не повинен бути більш габаритного діаметра циліндра 5; крок 11 на прямолінійній ділянці гнучкого елемента 4 (фіг.1) більш такого для криволінійного ділянки. Друге: висоту 12 щогли 8 слід вибирати сумірною з діаметром циліндра 5, але більшою останнього для того, щоб на одиницю витрат матеріалів отримати більшу кількість виробленої потужності. Третє: щоб зменшити викривлення лінійних ділянок гнучких елементів 4 при сильному вітрі, відстані між осями циліндрів 5 потрібно мінімізувати, а число лопатей 3 оптимально прийняти рівним чотирьом. Укосіни 18 (фіг.2) перетворюють всю конструкцію, яка містить нижні частини щогл 19, кільця 20, стяжки 21, гніт 22 і трубки 23 (фіг.2) в жорстку ферму, закріплену в співвісних ланках 24 гнучких елементів 4, несучих на цій фермі парус 25; при цьому кут 26 (фіг.2) між скатами "Дахи" за один повний оберт, наприклад, лопаті 3а (фіг.1) матиме два максимуми і два мінімуми. Якщо вітрило 25 (фіг.2) буде виготовлений з еластичного матеріалу, наприклад синтетичної тканини, то за рахунок його надування вітром коефіцієнт використання вітрової енергії буде зростати, в тому числі і за рахунок зниження зриву вітрового потоку з лопаті 3 (фіг.1) і зменшення коефіцієнта його відображення, що істотно спрощує і здешевлює систему регулювання. Таким чином, відстань між осями циліндрів 5 знаходиться в діапазоні 2,5 ... 5,5 габаритних радіусів циліндрів 5, причому оптимум знаходиться поблизу значення 3. Потужність генератора 1 (фіг.1) така, що при даній площі вітрила 25 (фіг .2) і максимального річного швидкості вітру в даній місцевості генератор 1 не перевантажується по теплу. У критичних випадках (один раз в п'ять ... шість років) генератор 1 відключається теплової захистом від мережі, вітродвигун механічно гальмується, а лопать 3а (фіг.1) демонтується шляхом відкручування чотирьох гайок, що з'єднують стяжки 21 з гнучкими елементами 4 (фіг. 2).
Пропонований винахід в порівнянні з іншими відомими технічними рішеннями має такі переваги:
- Підвищення надійності
- зниження вартості
- Спрощення конструкції
- Екологічна частота навколишнього середовища.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Вітроелектростанція, що включає електрогенератор з передачею і вітродвигун, що містить лопаті, закріплені на нескінченних гнучких елементах, що охоплюють циліндри на осях обертання, пов'язані із заснуванням, що відрізняється тим, що лопать має форму двосхилим даху, що включає крокви у вигляді укосин і анкерних щогл, нижні частини і вершина яких забезпечені кільцями, через останні пропущені стяжки і гніт, укладені в фіксують трубках, стяжки замінюють валики співвісних ланок не менше двох гнучких елементів, міжосьові відстані циліндрів рівні 2,5 ... 5,5 їх габаритним радіусів, лопаті обладнані вітрилами, а габаритний діаметр циліндрів більше кроку щогли і порівняємо з її висотою.
Версія для друку
Дата публікації 11.01.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.