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)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2245456

Вітроенергетичні установки З ВЕРТИКАЛЬНОЇ ВІССЮ ОБЕРТАННЯ

Ім'я винахідника: Лятхер Віктор Михайлович
Ім'я патентовласника: Лятхер Віктор Михайлович
Адреса для листування: 125363, Москва, ул.Штурвальная, 5-1-129, В.М.Ляхтеру
Дата початку дії патенту: 2002.05.22

Вітроенергетична установка з вертикальною віссю обертання відноситься до вітроенергетики, зокрема до роторним вітроенергоустановки. Технічний результат полягає в підвищенні надійності та ефективності. Установка містить один над іншим два кільцевих лопатевих ротора, лінійний генератор між ними і пов'язаний з роторами центральний пілон. Лопаті на кільцевих роторах орієнтовані протилежним чином для забезпечення зустрічного обертання роторів. Верхній ротор пов'язаний з центральним пилоном системою розтяжок, закріплених на зовнішньому кільці радіально-упорного підшипника, а нижній ротор пов'язаний з верхнім ротором системою електромагнітного підвісу і розвантаженими колісними опорами, що фіксують вертикальний зазор між елементами лінійного генератора. Верхній ротор забезпечений Г-подібними консолями, що несуть гальмівні накладки, на які лягає гальмівна полку нижнього ротора при відключенні електромагнітів підвісу.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до вітроенергетики, а саме до роторним енергоагрегатом, і може використовуватися для отримання енергії з повітряних потоків.

Відомі вітроустановки з вертикальною віссю обертання з опорою у вигляді центрального нерухомого пілона, на якому за допомогою тросових відтяжок закріплено нерухоме кільце, що несе статор генератора, навколо якого рухається кільце, що несе вертикальні лопаті і ротор лінійного генератора (Авторське свідоцтво СРСР №1366686).

Недоліком цього рішення є необхідність точного виготовлення рухомого кільця великого діаметра для передачі бічних зусиль на нерухомі опори. Крім того, внаслідок відносно невисокій швидкості рухомого кільця маса лінійного генератора відносно велика і відповідно вартість генератора - висока.

Найбільш близьким для зазначеного винаходу є вітроустановка з вертикальною віссю обертання, в якій кільцевої лопатевої ротор (КЛР) підвішений на системі тросів до центрального пілона через радіально завзятий підшипник за допомогою попарно розташованих і перетинають один одного розтяжок, які перебувають під напругою розтягування через дії відцентрових сил і ваги КЛР (Авторське свідоцтво СРСР №1671953). Недоліком цього технічного рішення є наявність в центральному пілоні механічного мультиплікатора, що підвищує частоту обертання робочого валу знаходиться там же електричного генератора, що істотно здорожує установку, підвищує експлуатаційні витрати і знижує її надійність.

Технічним результатом винаходу є підвищення надійності і, крім цього, підвищення економічної ефективності.

Технічний результат досягається тим, що в вітроенергетичної установки з вертикальною віссю обертання, що містить кільцеві лопатеві ротори, лінійні генератори і пов'язаний з роторами центральний пілон, кільцеві лопатеві ротори встановлені один над іншим з лінійним генератором між ними, лопаті на кільцевих роторах орієнтовані протилежним чином з можливістю зустрічного обертання роторів.

Крім того, в вітроенергетичної установки верхній ротор пов'язаний з центральним пилоном системою розтяжок, закріплених на зовнішньому кільці радіально-упорного підшипника, а нижній ротор пов'язаний з верхнім ротором системою електромагнітного підвісу і розвантаженими колісними опорами, що фіксують вертикальний зазор між елементами лінійного генератора.

Крім того, в вітроенергетичної установки верхній ротор забезпечений Г-подібними консолями, що несуть гальмівні накладки, на які лягає гальмівна полку нижнього ротора при відключенні електромагнітного підвісу.

Технічний результат досягається і й тим, що ротори, розтяжки, прилеглі до ротора, забезпечені аеродинамічними обтічниками, причому верхній обтічник в носовій частині має спуск, який перекриває горизонтальну щілину між обтекателями, а частини обтекателей, що примикають до роторам, забезпечені аеродинамічними гальмівними щитками, що відкриваються при перевищенні роторами розрахункової швидкості руху або по сигналу системи управління, яка контролює роботу установки.

Крім того, в вітроенергетичної установки індуктори лінійного генератора об'єднані в блоки, які мають різні номінальні швидкості руху якоря і працюють на електричну мережу в певному діапазоні зміни швидкості вітру.

Запропоноване технічне рішення, на відміну від вищевказаних роторних ветроенергоагрегатов, несе лопаті, орієнтовані протилежним чином, що забезпечує високі відносні швидкості між індукторами лінійного генератора і токопроводящей пластиною, що знижує масу індукторів і підвищує економічність установки.

Зустрічне обертання роторів звільняє центральний пілон від крутного моменту, що розвивається лопатями, і забезпечує взаємну компенсацію поперечних сил, що діють на ротори, що знижує сумарне навантаження на центральний пілон, зменшує матеріаломісткість і підвищує надійність вітроенергоустановки.

Об'єднання індукторів в блоки з різними номінальними швидкостями якоря дозволяє починати використовувати енергію вітру з відносно невеликих значень швидкості вітру і забезпечує високу енергетичну ефективність вітроенергоустановки у всьому значимому діапазоні змін швидкості вітру за рахунок оптимального вибору швидкості обертання роторів для кожного діапазону змін швидкості вітру.

На фіг.1 дан загальний вид вітроенергоустановки. На фіг.2 показаний в вертикальному розрізі роторний блок вітроенергоустановки. На Фіг.3 в вертикальному розрізі показана частина центрального пілона, де розташований механічний гальмо стоянки. Вітроенергоустановки включає в себе один над іншим два кільцевих ротора 1 і 2 у формі правильних багатокутників, на яких вертикально закріплені лопаті аеродинамічного профілю 3 і 4, орієнтовані в протилежних напрямках. Верхній кільцевої ротор 1, що несе індуктори лінійного генератора 5, розтяжками 6 пов'язаний з радіально-наполегливим підшипником 7, розташованим вгорі центрального пілона 8. Нижній кільцевої ротор 2, що несе смугу 9 з електропровідного матеріалу і магнітопровід 10, підвішений до верхнього кільцевого ротора 1 за допомогою електромагнітів вертикального дії 11, які забезпечують фіксований зазор між індукторами 5 і смугою 9, контрольований спеціальними датчиками і поліамідними колесами 12, осі яких закріплені на роторі 1, а робоча поверхня котиться по доріжці на роторі 2. Кільцевій ротор 2 напружений під дією горизонтальних розтяжок 13, пов'язують його з радіальним підшипником 14, закріпленим на центральному пілоні 8.

Верхній ротор 1 забезпечений Г-подібними консолями 15, несучими гальмівні накладки 16, на які лягає гальмівна полку 17 нижнього ротора 2 при відключенні електромагнітів підвісу. Верхній і нижній ротори 1 і 2, а й прилеглі до них ділянки розтяжок 6 захищені обтекателями аеродинамічного профілю 18, причому верхній обтічник в носовій частині має вертикальний спуск, який перекриває горизонтальну щілину між обтекателями.

Частини обтекателей, що закривають ротори, забезпечені аеродинамічними гальмівними щитками (не показані), що відкриваються при перевищенні швидкості руху роторів розрахункових значень або за сигналом системи управління, яка контролює роботу вітроенергоустановки.

На центральному пілоні 8 в зоні радіально-упорного підшипника 7 розташований механічний гальмо стоянки 19, що фіксує положення роторів непрацюючої вітроенергоустановки і виконує і функції аварійного гальмування.

Індуктори лінійного генератора 5 об'єднані в блоки, які мають різні номінальні швидкості руху якоря і працюють на електричну мережу в певному діапазоні зміни швидкості вітру. Блоки індукторів лінійного генератора об'єднані силовими електричними кабелями, які по відтяжка виводяться на центральний пілон 8, де розташовуються струмознімальних кільця, що забезпечують видачу електричної потужності в мережу.

При роботі вітроенергоустановки розташування роторів 1 і 2, кожен з яких несе лопаті 3 і 4, орієнтовані в протилежних напрямках, створює зустрічну обертання роторів 1 і 2 та відповідно подвоєну відносну швидкість розміщених на роторах елементів лінійного генератора 5. Крім того, зустрічне обертання роторів звільняє центральний пілон 8 від крутного моменту, що розвивається лопатями 3 і 4. Обертання цих лопатей передається елементів лінійного генератора 5, що працює на електричну мережу. Гальмування здійснюється гальмівними накладками 16, розташованими на Г-образних консолях 15 верхнього ротора 1, на які лягає гальмівна полку 17 нижнього ротора 2 при відключенні електромагнітів підвісу. Захист роторів 1 і 2, а і прилеглих до них ділянок розтяжок 6 здійснюється обтекателями аеродинамічного профілю 18. Функції аварійного гальмування здійснює гальмо стоянки 19, що фіксує положення і положення роторів 1 і 2 непрацюючої установки.

Крім цього, при роботі вітроенергоустановки використовується система автоматичного управління і контролю, що включає датчики швидкості вітру, фазової потужності, вироблення, вібрації, систему аналізу даних, видачі команд управління і механізми реалізації команд.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Вітроенергетична установка з вертикальною віссю обертання, що містить кільцеві лопатеві ротори, лінійні генератори і пов'язаний з роторами центральний пілон, що відрізняється тим, що кільцеві лопатеві ротори встановлені один над іншим з лінійним генератором між ними, лопаті на кільцевих роторах орієнтовані протилежним чином - з можливістю зустрічного обертання роторів.

2. Вітроенергетична установка по п.1, що відрізняється тим, що верхній ротор пов'язаний з центральним пилоном системою розтяжок, закріплених на зовнішньому кільці радіально-упорного підшипника, а нижній ротор пов'язаний з верхнім ротором системою електромагнітного підвісу і розвантаженими колісними опорами, що фіксують вертикальний зазор між елементами лінійного генератора.

3. Вітроенергетична установка по п.1 або 2, яка відрізняється тим, що верхній ротор забезпечений Г-подібними консолями, що несуть гальмівні накладки, на які лягає гальмівна полку нижнього ротора при відключенні електромагнітного підвісу.

4. Вітроенергетична установка по п.1, або 2, або 3, яка відрізняється тим, що ротори, розтяжки, прилеглі до ротора, забезпечені аеродинамічними обтічниками, причому верхній обтічник в носовій частині має спуск, який перекриває горизонтальну щілину між обтекателями, а частини обтекателей, примикають до роторам, забезпечені аеродинамічними гальмівними щитками, що відкриваються при перевищенні роторами розрахункової швидкості руху або по сигналу системи управління, яка контролює роботу установки.

5. Вітроенергетична установка за допомогою одного з пп.1-4, яка відрізняється тим, що індуктори лінійного генератора об'єднані в блоки, які мають різні номінальні швидкості руху якоря і працюють на електричну мережу в певному діапазоні зміни швидкості вітру.

Версія для друку
Дата публікації 02.02.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів