Patent RU-149127-U1 (RU)
Title: Ветряной электрогенератор
IPC: F03D5/00
Filed: 2014-01-21
Granted: 2014-12-20
Abstract: Область техники предлагаемого ветряного электрогенератора - ветроэнергетика. Задача, на решение которой направлен предлагаемый ветряной электрогенератор, заключается в расширении арсенала технических средств использующих энергию ветра для выработки электроэнергии. В современной ветроэнергетике известны ветровые установки, использующие подъемную силу ветра, создаваемую потоками ветра на аэродинамических профилях и имеющие горизонтальное или вертикальное расположение ротора. Ветровые установки с горизонтальным расположением ротора имеют лопасти пропеллерного типа. Ветровые установки с вертикальным расположением ротора (ротор Дарье) имеют тонкие аэродинамические профиля имеющие ось симметрии в поперечном разрезе, в этом случаи зоны пониженного и повышенного давления возникают попеременно с обеих сторон лопасти в зависимости от расположения лопасти к потокам ветра. Плоскости вращения лопастей ветровых установок, с вертикальным расположением ротора параллельны потокам ветра. Плоскости вращения лопастей ветровых установок, с горизонтальным расположением ротора перпендикулярны потокам ветра. При отклонении плоскостей вращения описываемых ветровых установок, от указанных положении относительно потоков ветра, снижается их коэффициент полезного действия. Предлагаемый ветряной электрогенератор имеет конструкцию позволяющую работать только при отклонении ветряного электрогенератора от вертикального положения на некоторый острый угол. Ветряной электрогенератор предназначен для использования в условиях морей и океанов без опоры на дно. Ветряной электрогенератор - это мачта, имеющая подводную и надводную части, на которые устанавливаются и встраиваются остальные элементы ветряного электрогенератора. Решетчатая конструкция мачты, обеспечивает малое сопротивление ветровым нагрузкам. На надводной части мачты устанавливаются кожуха с входными и выходными окнами, траверсы, сетки, тканевые полосы, штанги, канаты, тросы тянущие штанги вверх, тросы тянущие штанги вниз, тросы обеспечивающие вращение штанг при движении вниз, понтон, рули, валы, муфты, колеса с лопастями закрываемые кожухами. В кожухах имеются направляющие лопатки. Лопасти предлагаемого ветряного электрогенератора отличаются от лопастей ветровых установок с горизонтальным или вертикальным расположением ротора (ротор Дарье). Лопасти предлагаемого ветряного электрогенератора похожи своим профилем на крыло самолета (несимметричный профиль), на котором зона пониженного давления возникает с одной стороны, а зона повышенного давления с противоположенной стороны, и потоки ветра набегают со стороны передней кромки. Лопасти располагаются под углом к оси колес, по окружностям колес. Кожуха, закрывающие колеса с лопастями, располагаются в мачте друг над другом. Траверсы располагаются симметрично на двух противоположенных сторонах мачты. Тканевые полосы устанавливаются между траверсами, установленными на одной стороне мачты. Тканевые полосы также устанавливаются на мачте между кожухами и траверсами. Тканевые полосы отделяют вне кожухов, входные окна кожухов от выходных окон кожухов. Размещение тканевых полос в мачте и установка тканевых полос на траверсах позволяет увеличить скорость потоков ветра проходящих через окна кожухов. В подводной части мачты размещен отсек для размещения ротора и статора электрогенератора. К нижней точке подводной части мачты крепится якорный канат с якорем, для удержания на заданном месте ветряного электрогенератора. Колеса с лопастями и ротор электрогенератора связаны в единую механическую цепь с помощью валов и муфт. Ветряной электрогенератор имеет цилиндр с положительной плавучестью для придания ветряному электрогенератору положительной плавучести. Нахождение ветряного электрогенератора в воде и наличие положительной плавучести у ветряного электрогенератора позволяет ветряному электрогенератору отклоняться от вертикального положения, а также поворачиваться относительно потоков ветра. Ориентация относительно ветра может осуществляться за счет разворачивания или сворачивания тканевых полос на траверсах с одной из сторон мачты и изменением положения относительно ветра рулей, за счет увеличения или уменьшения сопротивления создаваемого рулями и тканевыми полосами потокам ветра. Разворачивание и сворачивание тканевых полос обеспечивают сетки, штанги, канаты, тросы тянущие штанги вверх, тросы тянущие штанги вниз, тросы обеспечивающие вращение штанг при движении вниз. Возможность разворачивать и сворачивать тканевые полосы защищает ветряной электрогенератор от избыточных ветровых нагрузок. При отсутствии ветра, колеса, и входные окна кожухов располагаются в горизонтальных плоскостях, а валы и мачта располагаются в вертикальных плоскостях. Под действием потоков ветра на тканевые полосы, мачта ветряного электрогенератора (находящаяся в воде и закрепленная с помощью якорного каната и якоря за дно) отклоняется от вертикального положения на некоторый острый угол, и опирается на элемент с положительной плавучестью (понтон). Кожуха, встроенные в мачту, отклоняются и поверхности кожухов, в которых располагаются входные окна, разворачиваются под некоторым острым углом к потокам ветра. При отклонении кожухов у кожухов совмещаются их входные и выходные окна по горизонтали. При отклонении мачты ветряного электрогенератора от вертикального положения отклоняются и плоскости вращения колес на некоторый острый угол от горизонтального положения. Колеса разворачиваются на некоторый острый угол к потокам ветра. Лопасти на колесах становятся перпендикулярны потокам ветра. Потоки ветра направляются тканевыми полосами (играющих также роль концентраторов потоков ветра) в кожуха. Потоки ветра могут напрямую попадать через входные окна на направляющие лопатки внутри кожухов находящиеся напротив лопастей (размещаемых на колесах) и затем, пройдя через лопасти, выходить через выходные окна кожухов с подветренной стороны тканевых полос. Проходящие через кожуха потоки ветра создают на лопастях колес подъемную силу (как на крыле самолета). Лопасти на колесах создают вращательное движение колес. Крутящий момент от колес передается к ротору электрогенератора с помощью валов и муфт.