| 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 RU2008512
Вітроагрегатів З парусно-гвинтового двигуном
Ім'я винахідника: Асєєв Валерій Ішбердановіч
Ім'я патентовласника: Асєєв Валерій Ішбердановіч
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1991.06.28
Використання: вітроенергетика. Суть винаходу: вітроагрегат з парусно-гвинтовим двигуном забезпечений закріпленими на втулці 22 горизонтального вала 1 основними радіальними спицями 2, розміщеними в два ряди, між якими розміщені обіддя 3 з закріпленими на них гвинтовими лопатями 6, консолями 15, що зв'язують шарнірну втулку 14 з поворотною платформою 11, на якій розміщений вітроагрегат, і розтяжкою-упором 16, з'єднаної з верхньою частиною передньої опори 9 вала 1. Ободья 3 з'єднані з протилежно розташованими радіальними спицями упорами 4 і розтяжками 5. Горизонтальний вал 1 встановлений на двох опорах 9, 10. Поворотна платформа 11 забезпечена якорем 13. Передбачена установка додаткових радіальних спиць, розташованих між основними радіальними спицями 2. Задні основні радіальні спиці 2 закріплені на рухомій уздовж осі вала 1 втулці 22, що має обмежувальні гвинтові прорізи 23, в яких встановлені направляючі штифти, закріплені на валу 1.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області вітроенергетики і може знайти широке застосування у всіх регіонах країни.
Вітроагрегат призначений для установки як на рівних плоских поверхнях (земля, вода - на платформах, плотах або морських судах-катамаранах), так і на піднесених поверхнях.
Відомий вітроагрегат барабанного типу з поздовжніми гвинтовими лопатями, розташований на поворотній платформі [1].
Недоліки відомої конструкції - мала питома потужність, необхідність наявності флюгерної пластини, а й низька надійність поворотної платформи.
Найбільш близьким за технічною сутністю до заявляється рішенням є вітроустановка, що містить вал, на якому на односторонній опорі закріплено вітроколесо з коаксіально розташованими ярусами з лопатями між ними [2].
Недоліки відомої конструкції - стаціонарність, велике навантаження на поворотну головку і вежу-опору при спробі збільшення габаритів колеса - зі збільшенням парусність зростає по експоненті навантаження на опору і перекидаючий момент. Наявність односторонньої опори обмежує розміри вітроколеса як по діаметру, так і по його вершині.
Дана конструкція вимагає додаткових орієнтують за вітром пристроїв (флюгерів і т. П.). Крім того, конструкція матеріаломісткості, габаритна, складна, а й низькотехнологічних, а й немобільних і складна в експлуатації.
Мета винаходу - підвищення потужності, міцності, мобільності, спрощення конструкції, технологічності і експлуатації.
Зазначена мета досягається тим, що вітроагрегат з парусно-гвинтовим двигуном, що містить горизонтальний вал з опорами і коаксіально розташованими обіддям, на яких закріплені гвинтові лопаті, генератор, кінематично пов'язаний з валом, і струмознімач, забезпечений основними радіальними спицями, на яких закріплені обіддя, а між протилежними спицями закріплені під кутом упори-розтяжки, а вал встановлений між двома стійкими до бічних навантажень опорами, закріпленими на поворотній платформі, утримуваної за допомогою якоря, закріпленого щодо центру повороту платформи і з'єднаного через поворотну втулку, на якій закріплені консолі, з платформою і за допомогою розтяжки-упору з верхньою частиною передньої опори, а лопаті по їх довжині орієнтовані під кутом до осі вала.
Крім того, при збільшенні діаметра колеса між основними радіальними спицями закріплені додаткові радіальні спиці.
З метою підвищення надійності роботи при підвищенні вітрових навантажень і збільшення кількості ярусів з лопатями, задні основні радіальні спиці закріплені на рухомій уздовж осі вала і поворотною навколо цієї осі втулки, що має обмежувальні гвинтові прорізи, в яких встановлені направляючі штифти, закріплені на валу, при цьому упори і розтяжки встановлені під кутом до осі вала, що дорівнює куту установки лопатей.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 | |
На фіг. 1 представлена схема ветроагрегата, вид збоку; на фіг. 2 - вид по стрілці А на фіг. 1; на фіг. 3 - профілі лопатей; на фіг. 4 - вузол зниження вітрового навантаження, подовжній перетин; на фіг. 5 - вид по стрілці Б на фіг. 4 (виконання гвинтових пазів на рухомий поворотною втулки); на фіг. 6 - розташування і орієнтація лопатей і упорів-розтяжок і зміна кута атаки лопатей і кута нахилу упорів-розтяжок при вітрової навантаженні вище допустимої; на фіг. 7 - вид зверху на платформу і колісні опори; на фіг. 8 - вид спереду на лопаті; на фіг. 9 - перетин В-В на фіг. 8; на фіг. 10 - вид зверху на тягу синхронного повороту і пружину управління; на фіг. 11 - вид спереду на вітрове колесо; на фіг. 12 - той же, вид зверху.
Вітроагрегат містить вал 1 з радіальними основними спицями 2, на яких закріплені коаксіальні обіддя 3 (в даному прикладі виконання використано три обода), з'єднані похилими до осі вала 1 упорами 4 і розтяжками 5.
На ободах 3 і спицях 2 закріплені лопаті 6, які по довжині орієнтовані під кутом до осі вала 1. Упори 4 і розтяжки 5 орієнтоване під тим же кутом, що і лопаті 6.
Лопаті 6 мають спочатку прямокутну форму з наступним профілюванням і різне перетин (фіг. 3), а обіддя меншого діаметру мають по довжині закрутку на деякий кут.
При збільшенні числа ярусів і кількості ободів 3 встановлюють проміжні спиці 7 між основними спицями 2, які в цьому випадку збільшують по довжині з метою збільшення просторової міцності вітроколеса.
Вал 1 розташований на підшипникових опорах 8 і встановлений на двох стійких до бічних навантажень опорах 9 і 10, відповідно передній і задній, наприклад, трикутної форми, закріплених на поворотній платформі 11, яка може мати різні опори, наприклад колеса 12.
Платформа 11 утримується якорем 13, виконаним для полегшення його заглиблення та зміцнення фіксації в ґрунті фіксується в центрі осі обертання платформи 11 і сполученим через шарнірну втулку 14 з консолями 15 з платформою і щонайменше однієї розтяжкою-упором 16 з верхньою частиною передньої опори 9 вала 1. на валу 1 встановлений шків 17, пов'язаний кинематически наприклад пасової трансмісією 18, зі шківом 19 генератора 20, який виробляє електричний струм, який через струмознімач (щітковий вузол) 21, змонтований на якорі 13, передається споживачеві.
Для запобігання вітрових перевантажень спиці 2 з боку задньої опори 10 закріплені на рухомій уздовж вала 1 і поворотною навколо його осі втулки 22, що має обмежувальні гвинтові пази 23, в яких розташовані штифти 24, закріплені на валу 1.
Втулка 22 встановлена на пружинах розтягування 25, зафіксованих щодо вала 1 або спиць 2. Між торцем втулки 22 і опорою 8 з боку задньої опори 10 виконується проміжок-робочий зазор Х на довжину розгортки гвинтового паза 23.
Кожна з лопатей 6 в залежності від довжини розділена на кілька частин, в даному прикладі виконання - на дві частини (жалюзі) 6 1 і 6 2.
На поперечках 26 встановлені рамки 27, на яких на осях 28 жорстко закріплена кожна з частин лопаті 6, причому так, що частина - ділиться на два нерівних по довжині ділянки, один довжиною L 1, а інший довжиною L 2.
На осях 28 і закріплені важелі повороту 29, з одним з яких з'єднана пружина 30 управління вітровим навантаженням. Важелі 29 з'єднані між собою тягою 31 синхронного повороту.
Вітроагрегатів працює наступним чином
Попередньо вибирають місце для його установки, бажано плоске або підвищенні, і досить тверду основу - окружність для переміщення візка - платформи 11. Фіксують якір 13 і виробляють всі необхідні електричні з'єднання.
Під впливом вітру колесо починає обертатися і одночасно орієнтуватися на вітер. Цьому сприяє стійке зміщене положення центра ваги колеса щодо точки опори осі якоря 13. При збігу напрямку вітру з віссю вала 1 має місце найбільша продуктивність вітродвигуна.
При збільшенні швидкості вітру навантаження на вітроколесо збільшується, проте це не впливає на міцність установки, оскільки система консолі 15 і розтяжка 16 працюють на розтягнення, а на опори 9 і 10 доводиться навантаження практично від ваги вітроколеса. Ця обставина дозволяє істотно полегшити конструкцію, не застосовуючи важкої і громіздкої вежі - основи, що традиційно використовується в відомих конструкціях.
Якщо вітрове навантаження все ж перевищує граничне значення, що впливає на допустиму міцність колеса, то під впливом вітру рухлива задня частина вітроколеса починає відносно нерухомої передньої частини одночасно повертатися і зміщуватися, відповідно навколо і вздовж осі вала 1, долаючи опір пружин 25, за рахунок спрямованого руху втулки 22, на якій і змонтована вся задня частина колеса, з пазами 23 по штифтів 24.
Разом із задньою частиною починають pазвоpот лопаті 6, упори 4 і розтяжки 5, і в результаті цього зменшується кут атаки лопатей 6 переважно великих діаметрів, на яруси яких припадає найбільше навантаження.
При вітрі зі швидкістю, що перевищує допустиму, в результаті впливу вітрового потоку на частини 6 1 і 6 2 лопаті відбувається їх синхронний поворот і пропуск потоку повз частин 6 1 і 6 2.
При великій відстані коаксіальних ярусів n = 36, 42, 48.. . з лопатями 6 від центру обертання вітроколеса досягається значна парусність, а значить і потужність.
При великій відстані коаксіальних ярусів доцільна установка генератора 20 на осі 1 вітроколеса з додатковим щітковим вузлом 32.
При зменшенні кута вітрової атаки лопатей 6 кількість їх на ярусах можна збільшувати або встановлювати лопаті 6 великої довжини. Вітрове колесо можна виготовити великий шириною і просторової міцності.
Вітроагрегат не вимагає дефіцитних матеріалів у великій кількості, а й складного обладнання для його виготовлення і установки. Надійність роботи і довговічність роблять цей вітроагрегат перспективним для використання в екологічно чистій і безвитратного, з точки зору паливних ресурсів, енергетиці.
(56) 1. Патент США N 4086026, кл. F 03 D 1/06, опублік. 1978.
2. Заявка ФРН N 2909781, кл. F 03 D 1/06, опублік. 1980.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. вітроагрегатів З парусно-гвинтового двигуном, що містить встановлений на поворотній платформі горизонтальний вал з втулкою і з коаксіально розташованими обіддям, на яких закріплені гвинтові лопаті, генератор, кінематично пов'язаний з валом, і струмознімач, що відрізняється тим, що, з метою підвищення надійності і збільшення потужності, він забезпечений закріпленими на втулці в два ряди основними радіальними спицями, між якими встановлені обіддя, з'єднані з протилежно розташованими спицями упорами-розтяжками, вал встановлений між двома опорами, розміщеними на поворотній платформі, утримуваної за допомогою якоря, закріпленого щодо центру повороту платформи і з'єднаного через шарнірний вузол, консолями, що зв'язують шарнірний вузол з платформою, і розтяжкою-упором, з'єднаної з верхньою частиною передньої опори, причому лопаті по їх довжині орієнтовані під кутом до осі вала.
2. Вітроагрегат по п. 1, який відрізняється тим, що між основними радіальними спицями встановлені додаткові радіальні спиці.
3. Вітроагрегат по п. 1, який відрізняється тим, що задні основні радіальні спиці укріплені на рухомий вздовж осі вала і поворотною навколо цієї осі втулкою, що має обмежувальні гвинтові прорізи, в яких встановлені направляючі штифти, закріплені на валу, при цьому упори і розтяжки встановлені під кутом до осі вала, що дорівнює куту установки лопатей.
Версія для друку
Дата публікації 10.02.2007гг
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.