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 RU2075641

Вітроенергетичні установки

Ім'я винахідника: Забігаєв О.І .; Горбунов Ю.М .; Закревський Ю.А.
Ім'я патентовласника: Товариство з обмеженою відповідальністю Фірма "Общемаш- інжиніринг"
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1995.04.20

Використання: винахід відноситься до вітроенергетики, конкретно до вітроенергетичним установкам, який виробляє електроенергію в низькошвидкісних ветропотока. Суть винаходу: вітроенергетична установка містить вежу, гондолу з опорно-поворотним пристроєм, вітроколесо з валом, пропущеним всередину гондоли, раму з поздовжньою балкою і вмонтовуваними на ній всередині гондоли, мультиплікатором з вхідним тихохідним валом, сполученим з великим зубчастим колесом, що включається муфтою для зчеплення і генератором. Вона забезпечена роздатковим пристрій у вигляді єдиного роздаткового багатопотокового мультиплікатора, що включає вхідний тихохідний вал з центрально розташованим великим зубчастим колесом і ряди вихідних швидкохідних валів з малими зубчастими колесами, периферійно встановлених щодо поздовжньої осі вітроколеса на відстанях, що визначаються радіусом великого вхідного і радіусами малих вихідних зубчастих коліс , і пов'язаних з механізмами і агрегатами, складовими кожен з декількох енергетичних потоків, вписаних своїми поздовжніми осями в ребра прямокутної призми, орієнтовані паралельно осі вітроколеса, рама виконана багатоярусної балочной конструкцією, утвореної поруч поздовжньо, паралельно розташованих балок, жорстко пов'язаних поперечною силою стійкою, і має в плані "П" -образну форму в підставі з центральним отвором, механізми та агрегати, складові енергетичні потоки, розміщені на рамі у вигляді окремих рядів з утворенням в гондолі між потоками центрального коридору обслуговування, пов'язаного через отвір рами з внутрішнім об'ємом вежі, і периферійних коридорів між енергетичними потоками та стінками гондоли. Вал вітроколеса всередині гондоли встановлений в передній частині силовий рами між ветроколесом і мультиплікатором при посередництві силового вузла з двох підшипникових опор, рознесених до силових фланців вала вітроколеса. Передній силовий фланець вала вітроколеса виконано з направляючими і стикувальними вузлами для закріплення втулки вітроколеса. Силова багатоярусна рама балочної конструкції при чіткому числі енергетичних потоків виконана "П" образної форми в кожному ярусі, а при нечіткому числі енергетичних потоків виконана "Г" -образної форми і забезпечена люком, встановленим на рамі за місцем її центрального отвору. Центральний і периферійні коридори обслуговування обмежені знизу знімною підлогою, закріпленим на рамі, а зверху - стелею гондоли, а поперечні розміри центрального коридору обслуговування визначені діаметром центрально розташованого великого зубчастого колеса і поперечними розмірами механізмів і агрегатів, складових окремі енергетичні потоки, при цьому діаметр центрального зубчастого колеса вибраний з умови проходу людини при обслуговуванні. Поперечні розміри периферійних коридорів обслуговування визначені з можливістю переміщення людини при обслуговуванні.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до вітроенергетики, конкретно до вітроенергетичним установкам (ВЕУ), який виробляє електроенергію в низькошвидкісних ветропотока.

Відома вітроенергетична установка [1] містить вежу, вітроколесо з лопатями, пов'язане з вхідним валом мультиплікатора, чий вихідний вал пов'язаний з вхідним валом роздаткового пристрою, що формує через вихідні вали робочий і технологічний потоки, робочий потік включає в себе маховики, муфти, генератор, а технологічний пусковий пристрій і муфту.

Система управління ВЕУ пов'язана через вимикати муфти з генераторами, маховиками і пусковим пристроєм.

У цій відомій ВЕУ ветроколесо з лопатями пов'язано з вхідним валом мультиплікатора, вихідний вал останнього продовжено по всій висоті вежі і пов'язаний з первинним вхідним валом роздаткового пристрої. Три вторинних (вихідних) вала спрямовані щодо первинного в три сторони. Кожен із зазначених валів спрямований по відношенню до сусіднього під прямим кутом.

Всі механізми потоків, як робітники, так і технологічні, розміщені на рамних конструкціях, що спираються безпосередньо або через бетонований майданчик на грунт, а й монтованих біля основи башти.

Таке відоме технічне рішення володіє наступними недоліками:

• воно не забезпечує вибіркового розмикання кожного силового потоку, що обмежує можливості пристосування ВЕУ до реальної потужності вітроколеса особливо при низьких швидкостях ветропотока;
• кількість силових потоків обмежено трьома: два робочі, один - технологічний;
• не забезпечує механічного гальмування ВЕУ, що знижує безпеку експлуатації ВЕУ, особливо при виникненні нештатних ситуацій, в яких, наприклад, вітроколесо може виявитися "відключеним" від навантаження, що потенційно тягне за собою аварію, найчастіше руйнування вітроколеса;
• не забезпечує плавне страгивание на початковій стадії розгону вітроколеса, коли маховики ще не розігнані, особливо при низьких температурах навколишнього повітря при загусла мастилі і відповідно високому опорі трансмісії, коли переклад трансмісії в обертання супроводжується високими динамічними навантаженнями;
• неможливість практичного розміщення силової та електричної систем компактно, наприклад в гондолі, що по суті вимагає створення ще однієї споруди і збільшує обсяг робіт при спорудженні ВЕУ;
• ВЕУ по такому рішенню має велику масу, як з фізичної величиною, так і питомою показником;
• недостатню надійність;
• обмежений ресурс через підвищений зносу трансмісії при обмеженні потужності, що відбирається автономним споживачем в ситуації, коли, наприклад, ВЕУ потужністю в десятки кВт "працює" на автономного споживача, який відбирає потужність у одиниці кВТ, і по суті відбувається неефективна вироблення ресурсу;
• недостатню ремонтопридатність;
• втрати електроенергії при виході з ладу будь-якого з силових потоків;
• велику матеріаломісткість конструкції, так як, наприклад, в конструкції цієї відомої ВЕУ застосовується довгий вал між гондолою і встановленим на землі роздатковим пристроєм, в свою чергу це призводить до підвищених вібродінаміческім навантажень на ВЕУ при обертанні протяжного валу.

Принципово загальна схема установки займає велику площу в силу хрестоподібного розташування потоків, вхідного, двох робітників і технологічного, щодо роздаткового механічного пристрою.

Зазначені недоліки обмежують використання цього відомого технічного рішення.

Відома вітроенергетична установка [2] включає вежу, гондолу з опорно-поворотним пристроєм, вітроколесо з валом, пропущеним всередину гондоли, раму з поздовжньою балкою і вмонтовуваними всередині гондоли мультиплікатором з вхідним тихохідним валом, що виключається, гідромуфтою для зчеплення і генератором.

Таке технічне рішення володіє наступними недоліками:

• ВЕУ має великі габарити як самої установки, так і гондоли, викликані "плоскою" компонуванням трансмісії, орієнтованої уздовж низької вала, що призводить до збільшеним габаритам як самої трансмісії, так і гондоли ВЕУ;
• велику масу ВЕУ, в тому числі велику питому масу через велику металоємності і маси силової рами, викликаної необхідністю сприйняття великих згинальних і крутних моментів, що при "плоскою" компонуванні є неоптимальним;
• недостатню надійність, перш за все через наявність гідромуфти;
• не забезпечено механічне гальмування ВЕУ, що призводить до низької безпеки експлуатації ВЕУ, в результаті чого ВЕУ не задовольняє сучасним критеріям безпеки;
• обмеженим ресурсом роботи;
• збільшеною вартістю як самої установки, так і вироблюваної нею електроенергії, особливо при вироблюваної установкою потужності менше номінальної при слабких ветропотока;
• обмеженням універсальності приспосабливаемости до умов ветропотока, так як постійно включений єдиний енергетичний потік великої потужності, експлуатація якого з недовантаження потужності економічно невигідна.

Зазначені недоліки цього відомого пристрою в більшості своїй є принциповими як для ВЕУ середньої потужності, так і для ВЕУ високої потужності, орієнтованих на роботу в умовах розширеного діапазону швидкостей ветропотока, в основному, в сторону низьких швидкостей, і розрахованих на роботу в режимі на локальну мережу з автономним споживачем або на промислову мережу, і не дозволяють, по суті, створити сучасну практично ефективно застосовну ВЕУ.

Відома вітроенергетична установка [2] по суті виконуваної функції і по досягається результату є найбільш близькою до заявленої, і тому обрана в якості прототипу.

Завдання, поставлене перед розробниками справжньою ВЕУ, взаємопов'язана з цілої низки чинників і умов.

Метою винаходу є:

• підвищення надійності ВЕУ, зменшення габаритів гондоли і зниження матеріаломісткості ВЕУ за рахунок реалізації многопоточного побудови і застосування щільного компонування трансмісії і електросилового обладнання в гондолі ВЕУ;
• підвищення ресурсу ВЕУ за рахунок раціонального використання робочих потоків для вироблення потужності, що віддається автономному споживачеві, в умовах змінного споживання;
• зменшення навантажень, що діють на вузли і агрегати трансмісії ВЕУ і силову конструкцію за рахунок раціонального побудови просторової конструкції силової рами і многопоточного побудови;
• підвищення безпеки обслуговування ВЕУ за рахунок утворення в гондолі коридорів обслуговування і забезпечення ремонтопридатності;
• зниження трудомісткості робіт з монтажу та обслуговування ВЕУ.

Поставлена ​​мета не досягається простою сумою відомих результатів, потрібне комплексне рішення, що має винахідницький рівень.

Поставлена ​​мета досягається за рахунок того, що вітроенергетична установка, що містить вежу, гондолу з опорно-поворотним пристроєм, вітроколесо з валом, пропущеним всередину гондоли, раму, вимикати муфти для зчеплення і генератор, забезпечена роздатковим пристроєм, виконаним поєднаним з мультиплікатором, у вигляді єдиного роздаткового мультиплікатора, що включає вхідний тихохідний вал з центрально розташованим великим зубчастим колесом і рядами вихідних швидкохідних валів з малими зубчастими колесами, периферійно встановлених щодо поздовжньої осі вітроколеса на відстанях, що визначаються радіусом великого вхідного і радіусами малих вихідних зубчастих коліс, і пов'язаних з механізмами і агрегатами, складовими кожен з декількох енергетичних потоків, вписаних своїми поздовжніми осями в ребра прямокутної призми, орієнтовані паралельно осі вітроколеса, рама виконана багатоярусної балочной конструкцією, утвореної поруч поздовжньо, паралельно розташованих балок, жорстко пов'язаних поперечними силовими стійками, і має в плані "П" -образну форму в підставі з центральним отвором, механізми та агрегати, складові енергетичні потоки, розміщені на рамі у вигляді окремих рядів з утворенням в гондолі між потоками центрального коридору обслуговування, пов'язаного через отвір рами з внутрішнім об'ємом вежі, і периферійних коридорів між енергетичними потоками та боковими стінками гондоли.

Додатково в заявляється технічному рішенні ВЕУ вал вітроколеса всередині гондоли встановлений в передній частині силовий рами між ветроколесом і мультиплікатором при посередництві силового вузла з двох підшипникових опор, рознесених до силових фланців і вала вітроколеса. Передній силовий фланець вала вітроколеса виконано з направляючими і стикувальними вузлами для закріплення втулки вітроколеса.

Силова багатоярусна рама балочної конструкції при парному числі енергетичних потоків виконана "П" образної форми в кожному ярусі і "Г" -образної форми принаймні в одному в ярусі при непарному числі енергетичних потоків.

Центральний і периферійні коридори обслуговування обмежені знизу знімною підлогою, закріпленим на рамі, а зверху стелею гондоли.

Поперечні розміри центрального коридору обслуговування визначені діаметром центрально розташованого великого зубчастого колеса і поперечними розмірами механізмів і агрегатів, складових окремі енергетичні потоки, при цьому діаметр центрального зубчастого колеса вибраний з умови проходу людини при обслуговуванні через центральний коридор.

Поперечні розміри периферійних коридорів обслуговування визначені з можливістю переміщення людини при обслуговуванні.

Рама оснащена силовими такелажними вузлами, виконаними з можливістю доступу до них зовні гондоли, і стикувальним фланцем під опорно-поворотний пристрій, розташованим з нижньої сторони рами.

Прикладені креслення зображують: фіг. 1 вітроенергетична установка, загальний вигляд; фіг. 2 вітроенергетична установка, Розріз "В В", див. Фіг. 1; фіг. 3 вітроенергетична установка, вид збоку; фіг. 4 - вітроенергетична установка, вид зверху; фіг. 5 конструктивна схема трансмісії ВЕУ, розріз "Г Г", див. Фіг. 2

На фігурах і в тексті позначено: 1 вежа ВЕУ, 2 гондола ВЕУ, 3 - опорно-поворотний пристрій, 4 вітроколесо, 5 вал вітроколеса, 6 рама, 7 вимикається муфта зчеплення, 8 генератор, 9 роздатковий багато-мультиплікатор, 10 вхідних порожнистий вал мультиплікатора , 11 центральне велике зубчасте колесо вхідного тихохідного вала мультиплікатора, 12 - вихідний швидкохідний вал мультиплікатора, 13 вихідна зубчасте колесо мультиплікатора, 14 енергетичний потік, 15 поздовжня балка, 16 - поперечна силова стійка, 17 отвір рами, 18 центральний коридор обслуговування (виділено частою штрихуванням ), 19 внутрішній обсяг вежі, 20 - периферійний коридор обслуговування (один з двох зображених на кресленні коридорів виділено великої штрихуванням), 21 бічні стінки гондоли, 22 - підшипникова опора вала вітроколеса, 23 передній силовий фланець вала 5, 24 задній силовий фланець вала 5 , 25 напрямні стикувальні вузли, 26 - втулка вітроколеса, 27 люк, 28 знімний підлогу, 29 нажімной елемент муфти, 30 такелажні вузли, 31 стикувальний фланець під опорно-поворотний пристрій, 32 маховик, 33 додатковий автономний мультиплікатор, 34 - привід системи управління становищем лопатей, 35 привід вимикання муфти, 36 технологічний розгону-гальмівний потік, 37 гальмівні колодки, 38 система управління положенням лопатей вітроколеса, 39 керований гальмо, 40 вхідних елемент муфти ступінчаста ведуча обойма, 41 центральний вихідний елемент муфти, 42 порожнистий вихідний швидкохідний вал мультиплікатора, 43 ведений фрикційний диск муфти, 44 провідний фрикційний диск муфти, 45 зубчаста муфта, 46 вихідний вал виключається муфти, 47 - ходовий гвинт системи керування положенням лопатей (на кресленні зображений в крайньому правому положенні при вимкненому приводі), 48 електродвигун приводу системи управління становищем, 49 корпус приводу системи управління становищем лопатей, 50 знімний настил, 51 розгінний електродвигун, 52 сполучна муфта, 53 тяга приводу повороту лопатей вітроколеса, 54 - черв'ячні колесо в приводі повороту лопатей, 55 електродвигун виключення муфти, 56 рухлива шестерня, 57 гальмовий шків, поєднаний з зубчастим колесом.

Вітроенергетична установка містить вежу 1, гондолу 2 з опорно-поворотним пристроєм 3, вітроколесо 4 з валом 5, пропущеним всередину гондоли 2, раму 6, вимикати муфти 7 для зчеплення, генератор 8, роздавальний пристрій, виконане поєднаним з мультиплікатором 9, у вигляді єдиного роздаткового багатопотокового мультиплікатора, що включає вхідний тихохідний вал 10 з центрально розташованим великим зубчастим колесом 11 і ряди вихідних швидкохідних валів 12 з малими зубчастими колесами 13, периферійно встановлених щодо поздовжньої осі вітроколеса на відстанях, що визначаються радіусом великого вхідного 11 і радіусами малих вихідних 13 зубчастих коліс, і пов'язаних з механізмами і агрегатами, складовими кожен з декількох енергетичних потоків 14, вписаних своїми поздовжніми осями в ребра прямокутної призми, орієнтовані паралельно осі вітроколеса, рама 6 виконана багатоярусної балочной конструкцією, утвореної поруч поздовжньо, паралельно розташованих балок 15, жорстко пов'язаних поперечної силовий стійкою 16, і має в плані "П" -образну форму в підставі з центральним отвором 17, механізми та агрегати, складові енергетичні потоки 14, розміщені на рамі 7 у вигляді окремих рядів з утворенням в гондолі між потоками центрального коридору обслуговування 18, пов'язаного через отвір 17 рами 6 з внутрішнім об'ємом 19 вежі 1, і периферійних коридорів 20 між енергетичними потоками та боковими стінками 21 гондоли. Вал 5 вітроколеса 4 всередині гондоли встановлений в передній частині силовий рами 6 між ветроколесом 4 і мультиплікатором 9 при посередництві силового вузла з двох підшипникових опор 22, рознесених до силових фланців 23 і 24 вала 5 вітроколеса 4. Передній силовий фланець 23 вала 5 вітроколеса виконано з направляючими і стикувальними вузлами 25 для закріплення втулки 26 вітроколеса.

Силова багатоярусна рама 6 балочної конструкції при парному числі енергетичних потоків виконана "П" образної форми в кожному ярусі і "Г" -образної форми принаймні в одному ярусі при непарному числі енергетичних потоків.

Рама 6 забезпечена люком 27, встановленим за місцем її центрального отвору 17 (люк на кресленні не зображений).

Центральний 18 і периферійні 20 коридори обслуговування обмежені знизу знімною підлогою 28, закріпленим на рамі 6, а зверху стелею гондоли 29.

Поперечні розміри центрального коридору 18 обслуговування визначені діаметром центрально розташованого великого зубчастого колеса 11 і поперечними розмірами механізмів і агрегатів, складових окремі енергетичні потоки 14, при цьому діаметр центрального зубчастого колеса 11 вибраний з умови проходу людини при обслуговуванні.

Поперечні розміри периферійних коридорів 20 обслуговування визначені з можливістю переміщення людини при обслуговуванні.

Рама 6 забезпечена силовими такелажними вузлами 30, виконаними з можливістю доступу до них зовні гондоли 2, і стикувальним фланцем 31 під опорно-поворотний пристрій 3, розташованим з нижньої сторони рами 6.

Вітроенергетична установка працює наступним чином.

Вітроколесо 4 обертає вал 5, встановлений в опорах 22 і через зубчасту муфту 45 вхідний вал мультиплікатора 10. Від центрального великого зубчастого колеса 11 мультиплікатора 9 обертання передається на малі вихідні зубчасті колеса 13, а звідти через порожнисті вихідні вали 12 на вимикати муфту зчеплення 7. вихідний вал муфти 41, пропущений через порожнистий вихідний вал 12 мультиплікатора передає обертання на додатковий автономний мультиплікатор 33, потім на маховик 32 і на генератор 8.

Система керування положенням лопатей виробляє поворот лопатей через механізм, розташований в підлогою валу роздаткового мультиплікатора і підлогою валу вітроколеса. За рахунок цього регулюється підводиться до генераторам потужність і здійснюється підтримання необхідної частоти обертання вітроколеса, генераторів і відповідно стабілізація частоти струму, що виробляється.

Лопаті вітроколеса через тягу 53 пов'язані з гвинтом 47, а він в свою чергу з черв'ячним колесом 54, черв'яком і через електромагнітні муфти з електродвигунами приводу 48. (Детально пристрій і робота системи управління становищем лопатей вітроколеса, використана в вітроенергетичної установки, розглянуті в заявці N 94044922/06/045696 від 29.12.94 р того ж заявника).

При підключенні до приводу одного з електродвигунів 48 приводиться в обертання черв'ячне колесо 54, см. Фіг. 5, поступально переміщаючи при цьому гвинт 47, пов'язаний з тягою 53, розміщеної в порожньому валу 5 вітроколеса. Тяга 53 пов'язана з механізмом повороту лопатей важеля або шестеренчатого типу (конкретне його виконання може бути різним, воно являє собою незалежне технічне рішення і не є предметом справжньої заявки). Наприклад, тяга 53 шарнірно пов'язана з важелем, жорстко закріпленим на поворотному маху лопаті, або тяга 53 через зубчасту рейку взаємодіє з шестернею, і закріпленої на поворотному маху лопаті.

Навантаження, що виникають при роботі ВЕУ, сприймаються спочатку валом 5 вітроколеса, який встановлений за допомогою силового вузла в передній частині силовий рами 6. З'єднання валів 5 і 10 через зубчасту муфту 45, яка допускає певну величину перекосу валів, дозволило розв'язати вхідний вал 10 мультиплікатора від впливу згинальних моментів і поперечних деформацій, і виключити перекоси і деформації великого зубчастого колеса мультиплікатора при дії на вал вітроколеса навантажень від вітроколеса і відповідно забезпечити сприятливі умови роботи мультиплікатора із заданою довговічністю.

Сприйняття вітрових навантажень і навантажень, що виникають при роботі вітроколеса, здійснюється силовим вузлом з двох підшипникових опор 22 (передній і задній), встановлених в передній частині силовий рами. У передній опорі застосовані радіально-наполегливі підшипники для сприйняття осьового навантаження від вітроколеса, а в задній опорі радіальні.

Передній силовий фланець 23 вала 5 вітроколеса виконано з направляючими і стикувальними вузлами для полегшення операцій по установці втулки вітроколеса при монтажі ВЕУ. Як показано на фіг. 1, а й видно на фіг. 3, 4 передній силовий фланець вала 23 вітроколеса знаходиться зовні гондоли, що забезпечує монтаж втулки вітроколеса по передньому фланця 23.

Реакції і моменти, що виникають при передачі потужності через роздатковий мультиплікатор 9, сприймаються силовим набором рами 6, що складається з поздовжніх 15 і поперечних балок, і вертикальних силових стійок 16. Рама виконана багатоярусної і має "П" -образну форму в нижньому ярусі і в наступних верхніх для парного числа енергетичних потоків, і "Г" -образну форму для наступних верхніх ярусів для варіанту непарного числа енергетичних потоків.

Момент, переданий муфтою 7, регулюється за рахунок регулювання величини осьового зусилля поджатия фрикційних дисків 43 і 44 за допомогою натискного елемента 29, що складається з зовнішньої невращающейся і внутрішньої обертається частин, підібганих пружиною. Включення вимикання муфти 7 проводиться за допомогою приводу 35, що включає електродвигун 55, редуктор, гвинт, гайку і пов'язаний з нею штовхач з натискним елементом 29 муфти (див. Фіг. 5).

Навантаження, що виникають при роботі енергетичних потоків, змонтованих на поздовжніх паралельно розташованих балках 15, 16, замикаються на просторової прямокутної призматической конструкції, в якій ребра призми утворені поздовжніми балками 15, а поперечні силові стійки 16, що підтримують потоки 14, створюють необхідну жорсткість конструкції. На фіг. 2, 3, 4 зображений варіант виконання вітроенергетичної установки з чотирма енергетичними потоками, можливі варіанти з шістьма, п'ятьма або трьома потоками.

Корпус роздаткового багатопотокового мультиплікатора 9 виконаний силовим і на ньому змонтовані вимикати муфти 7, додаткові автономні мультиплікатори 33 і привід 34 системи управління становищем лопатей. Наявність мультиплікатора в силовому ланцюзі навантаження дозволяє йому грати роль силової плити, забезпечуючи необхідну жорсткість багатоярусної просторової конструкції рами.

Рама виконана з 2-х силових груп, пов'язаних спільною платформою:

• одна силова група включає в себе передній силовий вузол із змонтованими опорами 22, і силовий корпус мультиплікатора 9, на якому змонтовані з одного боку вимикати муфти, а з іншого додаткові автономні мультиплікатори;
• друга силова група утворена прямокутної призмою з паралельно встановлених поздовжніх балок 15, на яких змонтовані енергетичні потоки 14, посилених силовими вертикальними стійками, і поперечних балок 16, що зв'язують поздовжні паралельні балки 15, і додають просторової конструкції цієї силової групи високу жорсткість і міцність.

Описане виконання дозволило зосередити в одному місці компактно вузли і механізми, що мають найбільший крутний момент при роботі ВЕУ і отримати на виході на високій швидкості обертання ряд малих крутять моментів, розподілених по просторової конструкції.

В результаті, просторова призматическая конструкція другий силовий групи значно полегшена при досягненні високого моменту інерції на вигин, крутіння.

Наприклад, при швидкості обертання валу вітроколеса n 30 об / хв. і потужності N 150 кВт, чинний момент становить



Для високостного вала з ряду вихідних валів при потужності енергетичного потоку N _п 50 кВт і n _п 1500 об / хв. чинний момент становить



Таким чином,



де K- сумарне передавальне число мультиплікаторів 9 і 33, (K 50)

n _п (1/3) Ч N (n _п 50 кВт).

Звідси видно, що заявлене рішення забезпечує комплексний ефект з позиції міцності і надійності конструкції:

• знижує момент, який передається на конструкцію рами, за рахунок підвищення швидкості обертання;
• знижує момент, який передається на конструкцію рами, за рахунок зменшення потужності окремо взятого енергетичного потоку;
• покращує сприйняття навантажень від енергетичного потоку за рахунок виконання просторової компоновки рами в другій силовий групі;
• дозволяє використовувати корпус мультиплікатора як підкріплює силовий плити для забезпечення високої жорсткості на вигин і крутіння рами в першій силовий групі вузлів.

В результаті виявилося можливим без шкоди для міцності і характеристик жорсткості властивостей рами м ВЕУ в цілому виконати в центральній частині рами отвір 17, що забезпечує доступ до внутрішнього обсяг 19 вежі з гондоли для проходу людини або переміщення вантажів, а й утворити центральний коридор обслуговування 18, з якого забезпечується доступ людини до енергетичних потоків 14, см. область, виділену на фіг. 4 частою штрихуванням, до системи регулювання 34 становищем лопатей вітроколеса, роздаточного мультиплікатору 9, вимикати муфтам 7, технологічного розгону-гальмівного потоку 36 у складі енергетичних потоків 14.

(У цій заявці пристрій трансмісії і виконання енергетичних потоків: робітників виробляють електроенергію і технологічного - розгону-гальмівного, розглядається в обмеженому обсязі, в порядку ілюстрації до роботи і пристрою, що заявляється ВЕУ. Цьому присвячена інша заявка того ж заявника на "вітроенергетичні установки", спрямована у ВНІІГПЕ вих. N 35 / 4-95 від 18.04.95 р).

З центрального коридору 18 забезпечується доступ людини в периферійні коридори обслуговування 20, см. Виділення великої штрихуванням на фіг. 4, утворені між енергетичними потоками 14 і стінками гондоли (останні на кресленні не показані). Пол в коридорах обслуговування зашитий знімним листом 28.

Поперечний розмір коридорів обслуговування обраний для центрального коридору 18 з одного боку з умов проходу людини з урахуванням норм ергономічних вимог, наприклад, він становить 0,8 м; цей показник є об'єктивним і може розглядатися в якості конструктивного параметра; а з іншого виходячи з розмірів центрального великого зубчастого колеса 11 мультиплікатора 9 і поперечних розмірів механізмів енергетичних потоків 14. Правильніше сказати, що розмір центрального великого зубчастого колеса 11 мультиплікатора визначено з урахуванням забезпечення проходу людини і поперечних розмірів механізмів енергетичних потоків 14.

Поперечний розмір периферійних коридорів 20 обраний з більш жорсткими обмеженнями по ергономічним вимогам з умови переміщення людини, так як поперечний розмір гондоли обмежений умовами транспортування ВЕУ видами транспорту, і становить 0,4 м на рівні підлоги.

Створене в заявляється ВЕУ простір обслуговування дозволяє здійснювати обслуговування ремонтні та профілактичні роботи на всіх стадіях монтажу та у всіх режимах експлуатації ВЕУ.

У центральному отворі 17 рами може встановлюватися люк, який забезпечує можливість перекриття внутрішнього обсягу гондоли та ізоляції його від обсягу вежі.

Поворот гондоли ВЕУ в горизонтальній площині забезпечується за допомогою опорно-поворотного пристрою 3, яке зістиковано з гондолою фланцем 31, виконаним на нижньому боці рами 6.

Для виконання операцій навантаження-розвантаження і монтажу рама забезпечена силовими такелажними вузлами 30, виконаними з можливістю доступу до них зовні гондоли, що забезпечує можливість переміщення гондоли як єдиного модуля і підвищує продуктивність монтажних робіт (на кресленнях вони не показані, т. К. Є стандартизовані вузли в звичайному, відомому з літератури, виконанні).

Важливим для рішення, що заявляється є їх установка на рамі і забезпечення можливості доступу до них зовні гондоли.

Забезпечено можливість плавного через вимикати фрикционную муфту зчеплення 7 передачі крутного моменту з вихідних валів 12 роздаткового багатопотокового мультиплікатора 9 на автономний мультиплікатор 33 або, як варіант на підвищувальну коробку передач, і далі через маховик на генератор (цей варіант стосується можливого режиму роботи вітроколеса зі змінною швидкістю обертання "поступово змінної", для досягнення максимального відбору потужності від ветропотока, в цьому випадку замість додаткового автономного мультиплікатора 33 може застосовуватися коробка передач (що підвищує) або мультиплікатор 9 може бути виконаний зі змінним передавальним числом).

ВЕУ забезпечує можливість механічного гальмування в поєднанні з потрібною кількістю замкнутих і розімкнутих потоків або тільки розімкнутих потоків, в тому числі аварійного гальмування.

ВЕУ дозволяє практично розмістити силову, електричну і навіть електронну систему управління компактно в гондолі, оскільки механізми і пристрої силових потоків спрямовані в одну і ту ж сторону від роздаткового багатопотокового мультиплікатора 9 і встановлені паралельно один одному, що дозволяє реалізувати просторову компоновку трансмісії і електросилових агрегатів ВЕУ в гондолі, за рахунок чого досягається зручне обслуговування, зменшені габарити гондоли і полегшені ремонтні роботи.

Можливість вибіркового включення або виключення будь-якого робочого енергетичного потоку в міру необхідності в поєднанні з іншими перевагами установки дозволяє, наприклад, працювати навіть на одному робочому потоці при несправності інших. При цьому виробляється електроенергія і може проводитися ремонт несправностей на виключених потоках.

Таким чином, з урахуванням викладеного вдається підвищити надійність, ресурс роботи, ремонтопридатність ВЕУ. Відповідно зростає кількість і зменшується вартість вироблюваної ВЕУ електроенергії.

Одночасно зменшуються витрати на ремонт в процесі експлуатації ВЕУ.

Підвищується ресурс ВЕУ: наприклад, при потужності, що розвивається вітроколеса менше номінальної, немає необхідності включати всі робочі потоки, за рахунок чого досягається збереження ресурсу, а при тривалих періодах низьких швидкостей вітру можливо змінно-послідовне використання потоків з метою раціональної вироблення ресурсу.

Заявляється пристрій орієнтований насамперед для використання в умовах низькошвидкісних ветропотока і на потреби автономного споживача або локальної мережі, для яких вимоги, що пред'являються до вітроустановки більш високі, ніж в класичних випадках.

Заявляється пристрій є прогресивним, а його використання дозволяє домогтися поставленої мети винаходу:

• підвищує надійність ВЕУ, зменшує габарити гондоли і знижує матеріаломісткість ВЕУ за рахунок реалізації многопоточного побудови і застосування щільного компонування трансмісії і електросилового обладнання в гондолі ВЕУ;
• підвищує ресурс ВЕУ за рахунок раціонального використання робочих потоків для вироблення потужності, що віддається автономному споживачеві, в умовах змінного споживання і знижує порогове значення швидкості ветропотока, при якій економічно вигідно виробляти електроенергію, доводячи її до 2,0.2,8 м / с, наприклад, при роботі одного потоку;
• зменшує навантаження, що діють на вузли і агрегати трансмісії ВЕУ і силову конструкцію за рахунок раціонального побудови просторової конструкції силової рами і многопоточного побудови;
• підвищує безпеку обслуговування ВЕУ за рахунок утворення в гондолі коридорів обслуговування і забезпечення ремонтопридатності, що відповідають ергономічним вимогам;
• знижує трудомісткість робіт з монтажу та обслуговування ВЕУ.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Вітроенергетична установка, що містить вежу, гондолу з опорно-поворотним пристроєм, вітроколесо з валом, пропущеним всередину гондоли, раму з поздовжньою балкою і змонтованими на ній всередині гондоли мультиплікатором з вхідним тихохідним валом, сполученим з великим зубчастим колесом, що виключається муфтою для зчеплення і генератором, що відрізняється тим, що вона забезпечена роздатковим пристроєм, виконаним поєднаним з мультиплікатором у вигляді єдиного роздаткового багатопотокового мультиплікатора, що включає вхідний тихохідний вал, з'єднані з центральним великим зубчастим колесом ряди вихідним швидкохідних валів з малими зубчастими колесами, периферійно встановлених щодо поздовжньої осі вітроколеса на відстанях , які визначаються радіусом великого вхідного і радіусами малих вихідних зубчастих коліс, і пов'язаних з механізмами і агрегатами, що складаються кожен з декількох енергетичних потоків, вписаних своїми поздовжніми осями в ребра прямокутної призми, орієнтовані паралельно осі вітроколеса, рама виконана багатоярусної балочної конструкції, утвореної поруч поздовжньо паралельно розташованих балок, жорстко пов'язаних поперечної силовий стійкою, і мають в плані П-подібну форму з центральним отвором в підставі, механізми та агрегати, складові енергетичні потоки, розміщені на рамі у вигляді окремих рядів з утворенням в гондолі між потоками центрального коридору обслуговування, пов'язаного через отвір рами з внутрішнім об'ємом вежі, і периферійних коридорів між енергетичними потоками та боковими стінками гондоли.

2. Установка по п.1, що відрізняється тим, що вал вітроколеса всередині гондоли встановлений в передній частині силовий рами між ветроколесом і мультиплікатором при посередництві силового вузла з двох підшипників опор, рознесених до силових фланців вала вітроколеса.

3. Установка по пп.1 і 2, що відрізняється тим, що передній силовий фланець вала вітроколеса виконано з направляючими і стикувальними вузлами для закріплення втулки вітроколеса.

4. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що силова багатоярусна рама балочної конструкції при парному числі енергетичних потоків виконана П-образної в кожному ярусі.

5. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що силова багатоярусна рама балочної конструкції принаймні в одному ярусі при непарному числі енергетичних потоків виконана Г-подібної форми.

6. Установка по п.1, що відрізняється тим, що рама в ній забезпечена люком, встановленим на рамі за місцем її центрального отвору.

7. Установка по п.1, що відрізняється тим, що центральний і периферійні коридори обслуговування обмежені знизу знімною підлогою, закріпленим на рамі, а зверху стелею гондоли.

8. Установка по п.1, що відрізняється тим, що поперечні розміри центрального коридору обслуговування визначені діаметром центрально розташованого великого зубчастого колеса і поперечними розмірами механізмів і агрегатів, складових окремі енергетичні потоки.

9. Установка по пп. 1 і 8, яка відрізняється тим, що діаметр центрального зубчастого колеса вибраний з умови проходу людини при обслуговуванні.

10. Установка по пп. 1 і 8, яка відрізняється тим, що поперечні розміри периферійних коридорів обслуговування визначені можливістю переміщення людини при обслуговуванні.

11. Установка по п.1, що відрізняється тим, що центральний коридор обслуговування пов'язаний з периферійними коридорами.

12. Установка по п.1, що відрізняється тим, що рама в ній забезпечена силовими такелажними вузлами, виконаними з можливістю доступу до них зовні гондоли.

13. Установка по п.1, що відрізняється тим, що рама забезпечена стикувальним фланцем під опорно-поворотний пристрій, розташованим з нижньої сторони рами.

Версія для друку
Дата публікації 02.04.2007гг

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