| 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 RU2162545
саморегулюється вітротурбін
Ім'я винахідника: Романов Герард Олександрович
Ім'я патентовласника: Романов Герард Олександрович
Адреса для листування: 357736, м Кисловодськ, вул. А. Губіна 30, кв.38, Романову Г. А.
Дата початку дії патенту: 1999.04.05
Винахід відноситься до області вітроенергетики, а саме входить до складу обладнання вітросилової енергоустановки. Технічний результат, що полягає в підвищенні ККД вітротурбіни і збільшенні коефіцієнта використання енергії вітру, а й досягненні процесу авторегулирования швидкості обертання турбіни до заданої оптимальної величини, забезпечується за рахунок того, що в вітротурбін, що містить робочий канал з дифузором на виході і розміщений в каналі вал турбіни з робочими лопатками, жорстко закріпленими під певним кутом до його осі, відповідно до винаходу робочі лопатки закріплені з утворенням щонайменше одного ряду, на внутрішній поверхні каналу жорстко закріплений щонайменше один ряд напрямних лопаток, причому напрямні лопатки вихідного ряду встановлені паралельно осі вала. Крім того, в каналі між турбіною і вихідним дифузором встановлений відцентровий регулятор швидкості вітрового потоку, з'єднаний своїм валом з валом турбіни через понижуючий редуктор, а на провідних штангах регулятора жорстко укріплені регулюючі заслінки в формі трапеції, площина яких спрямована назустріч вітровому потоку.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області вітроенергетики, а саме входить до складу обладнання вітросилової енергоустановки.
Відомий вітродвигун, що містить корпус з вхідним конфузорів, горловиною і вихідним дифузором, вал, розміщений в корпусі, турбіну і лопатевою ротор, причому конфузор забезпечений направляючими лопатками, ротор обертається щодо валу і виконаний у вигляді розміщеної на ньому втулки з вентиляторами лопатками і кільцевим ободом, пов'язаним з кінцями лопаток (див. SU, 1590626 A1, кл. F 03 D 1/04, 07.09.1990).
До недоліків конструкції вітродвигуна відносяться низький коефіцієнт використання енергії вітру через складність конструкції і низька надійність установки.
Відомий вітряної двигун, що містить направляючу трубу, що складається з розтруба, конічних частин і зовнішнього конічного кожуха, похилі перегородки, робоче колесо, кільцевої канал і клапани (див. SU, 3459 А, кл. F 03 D 1/04, 31.08.1927) .
До недоліків конструкції вітряного двигуна відносяться низький ККД і відсутність можливості автоматично регулювати швидкість обертання робочого колеса.
Відома вітротурбіна, що містить робочий канал з дифузором на виході і розміщений в каналі вал турбіни з робочими лопатками, жорстко закріпленими під певним кутом до його осі (див. SU 1523707 A1, кл. F 03 D 1/04, 23.11.1989), прийнята за сукупністю суттєвих ознак за прототип.
До недоліків запропонованої в якості найближчого аналога (прототипу) вітротурбіни відноситься низький ККД використання енергії вітросилових потоку.
Технічний результат, що полягає в підвищенні ККД вітротурбіни і збільшенні коефіцієнта використання енергії вітру, а й досягненні процесу авторегулирования швидкості обертання турбіни до заданої оптимальної величини, забезпечується за рахунок того, що в вітротурбін, що містить робочий канал з дифузором на виході і розміщений в каналі вал турбіни з робочими лопатками, жорстко закріпленими під певним кутом до його осі, відповідно до винаходу робочі лопатки закріплені з утворенням щонайменше одного ряду, на внутрішній поверхні каналу жорстко закріплений щонайменше один ряд напрямних лопаток, причому напрямні лопатки вихідного ряду встановлені паралельно осі вала, крім того, в каналі між турбіною і вихідним дифузором встановлений відцентровий регулятор швидкості вітрового потоку, з'єднаний своїм валом з валом турбіни через понижуючий редуктор, а на провідних штангах регулятора жорстко укріплені регулюючі заслінки в формі трапеції, площина яких спрямована назустріч вітровому потоку.
 |
 |
На фіг. 1 зображена саморегулююча вітротурбіна (загальний вигляд); на фіг. 2 - розріз А-А на фіг. 1.
Турбіна містить робочий канал 1 з дифузором 2 на виході, розміщений в каналі 1 вал 3 вітротурбіни, робоче колесо 4 вітротурбіни з робочими лопатками 5, проміжні напрямні лопатки 6, вихідні направляючі лопатки 7, конічну зубчасту пару 8, вихідний вал 9, понижуючий редуктор 10 , роликопідшипник 11, вал 12 відцентрового регулятора 13, нерухоме кільце 14, провідну штангу 15, регулюючу заслінку 16, вантаж 17, провідну штангу 18 відцентрового регулятора 13, пружину 19 повернення і рухливе кільце 20.
Пристрій працює наступним чином
Вітровий потік надходить по робочому каналу 1 саморегульованої вітротурбіни і, б'ючи в площину робочих лопаток 5, змушує їх вирощують робоче колесо 4, жорстко сидить на валу 3. При обертанні вала 3 вітротурбіни і сполученого з нею через понижуючий редуктор 10 вала 12 відцентрового регулятора 13 виникає відцентрова сила, яка прагне підняти вантаж 17, а значить, і верхній кінець провідною штанги 15 з регулюючої заслінкою 16. Якщо ця відцентрова сила більше, ніж сума протидіючих сил, то обертаються регулюючі заслінки 16 піднімаються вгору і, перекриваючи перетин робочого каналу 1, перешкоджають проходженню вітрового потоку, знижуючи його швидкість. Зі зниженням цієї швидкості знижується і швидкість обертання вітротурбіни, відцентрова сила зменшується і регулюючі заслінки 16 опускаються. Це буде тривати до тих пір, поки встановиться швидкість обертання, при якій відцентрова сила і сума протидіючих сил будуть врівноважені.
Таким чином проводиться автоматичне саморегулювання вітротурбін свого обертання, оскільки в початковому положенні, коли швидкість обертання вітротурбіни оптимальна, дотримуються умови рівноваги сил:
P ц = 
P пр
де Р ц - відцентрова сила, Н; P пр - сума протидіючих сил, Н.
P пр = P в.п. + P пр.в. + M
де Р В.П. - Сила вітрового потоку, що діє на поверхню регулюючих заслінок, Н;
Р пр.в. - Сила пружини повернення, Н;
М - маса вантажу, кг.
В цьому випадку регулюючі заслінки 16 знаходяться в крайньому нижньому положенні, тобто опущені вниз і не перешкоджають проходженню вітрового потоку через прохідний перетин між ними і робочим каналом 1. При збільшенні швидкості вітру, а разом з цим і швидкості обертання вітротурбіни, відцентрова сила різко зростає, тому що
P ц = M · 
2 · r
де М - маса вантажу, кг; - Кутова швидкість, рад / с;
r - радіус обертання вантажу, м,
і, діючи на вантаж 17, долає всі зазначені вище протидіючі сили, піднімаючи вгору регулюючі заслінки 16. Незважаючи на те, що площа їх поверхні менше площі перетину проходить вітрового потоку, вони, в силу свого швидкого обертання за певний малий проміжок часу, багаторазово перекривають площа його поперечного перерізу і тим самим значно збільшуючи аеродинамічний опір, зменшують швидкість вітрового потоку. Чим більше швидкість вітру, тим вище піднімається вантаж 17 і тим більший перетин вітрового потоку перекривається піднімаються і обертовими регулюючими заслінками 16. Зі зменшенням швидкості вітрового потоку в робочому каналі 1 і швидкості обертання вітротурбіни, вони опускаються в такий стан, коли відцентрова сила буде врівноважена сумою протидіючих сил.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Вітротурбіна, що містить робочий канал з дифузором на виході і розміщений в каналі вал турбіни з робочими лопатками, жорстко закріпленими під певним кутом до його осі, яка відрізняється тим, що робочі лопатки закріплені з утворенням щонайменше одного ряду, на внутрішній поверхні каналу жорстко закріплений за щонайменше один ряд напрямних лопаток, причому напрямні лопатки вихідного ряду встановлені паралельно осі вала, в каналі між турбіною і вихідним дифузором встановлений відцентровий регулятор швидкості вітрового потоку, з'єднаний своїм валом з валом турбіни через понижуючий редуктор, а на провідних штангах регулятора жорстко укріплені регулюючі заслінки в формі трапеції, площина яких спрямована назустріч вітровому потоку.
Версія для друку
Дата публікації 19.03.2007гг
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.