МАЧТА ВЕТРОГЕНЕРАТОРА МОДУЛЬНОГО ТИПА

Полезная модель относится к ветроэнергетике, а именно к ветродвигателям роторного типа с вертикальным валом вращения и может быть использована в электромашиностроении.
Мачта для ветрогенератора представляет собой основной элемент энергоустановки. От правильного выбора ее высоты и конструкции зависит эффективность и надежность эксплуатации.
Существует несколько разновидностей мачт для ветрогенераторов: растяжная – используются металлические трубы относительно небольшого диаметра, а в качестве поддерживаемых элементов применяются растяжки из стального троса, присоединенного к конструкции на одном или нескольких уровнях; сварная – состоит из отдельных элементов, сваренных в единую систему, обычно делают трехгранную ферму из продольных труб с наклонными и поперечными элементами, конструкция трудоемкая, способная шуметь от ветра, но вполне надежная; коническая – сооружение создается из труб большого диаметра, уменьшающегося к вершине, конструкция очень трудоемкая, требующая большого количества материалов; гидравлическая – наиболее дорогостоящая конструкция, способная самостоятельно подниматься и опускаться при помощи гидравлического механизма, следовательно для обслуживания и ремонта ветряка такой вариант самый предпочтительный, но высокая стоимость ограничивает использование на практике.
На мачте держится вся конструкция ветрогенератора. Кроме большой нагрузки лопастей ветряка и непосредственно генератора, она выдерживает еще и постоянные порывы ветра. Поэтому конструкция должна быть максимально стабильной и прочной.
Известна МАЧТА ВЕТРОГЕНЕРАТОРА (патент РФ на полезную модель  № 42272 по заявке № 2004120970/22, 14.07.2004, опубл. 27.11.2004), правообладатели Алесь Владимир Федорович (RU), Развеев Виктор Борисович (RU).  Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в механизмах передачи вращения от лопаток ветрогенератора к электрогенератору, установленному на земле. Мачта ветрогенератора, состоящая из мачты и растяжек, отличающаяся тем, что дополнительно имеет два вала и крепежный элемент, при этом роль мачты выполняет конструкция узла валов, один из которых вставлен с возможностью вращения во второй, при этом крепежный элемент установлен в верхней части внешнего вала с возможностью вращения, а растяжки одним концом закреплены на крепежном элементе, вторым - к земле.
Недостатки данной разработки заключаются в том, что для закрепления растяжек требуется достаточно большое пространство, что ограничивает применяемость, ее сложнее обслуживать, сложно транспортировать, растяжки являются уязвимой частью конструкции, тем самым повышая опасность разрушения конструкции.
Известен Ветродвигатель с вертикальным валом вращения (патент РФ на полезную модель № 169203 заявка № 2016127164 от 05.07.2016, опубл. 09.03.2017), правообладатель Сергей Викторович Михалап.  Данная полезная модель относится к ветродвигателям, в частности к ветродвигателям роторного типа с вертикальным валом вращения и может быть использована для создания новых преобразователей энергии ветра в электрическую энергию. Ветродвигатель с вертикальным валом вращения содержит вертикальный вал вращения, связанный с рабочими лопастями системой подшипников, снабженный опорной фермой. При этом опорная ферма выполнена из одной опоры в виде сплошного ствола трубчатого сечения с основанием на его концах, внутри опоры установлен вертикальный вал, верхний конец которого размещен в цилиндре с возможностью его вращения. При этом вертикальный вал вращения верхним своим концом связан с рабочими лопастями посредством опорного вала и траверс, установленных перпендикулярно оси вертикального вала вращения, причем верхняя траверса размещена на опорном валу, а нижняя траверса установлена в нижнем подшипниковом корпусе на нижнем основании ствола, соединенных муфтой и инерционным механизмом с образованием приводного вала для исполнительного механизма, а крышка жестко закреплена в центре верхней траверс, а каждая рабочая лопасть жестко скреплена с торцом верхней и нижней траверсы и размещена на равном расстоянии от вертикального вала с возможностью поворота в вертикальной плоскости.
Недостатками данной разработки являются сложное обслуживание и транспортировка.
Задача, на решение которой направлена заявленная модель, заключается в создании модульной мачты, прочной по своей конструкции и, кроме того, удобной для ремонта, монтажа, обслуживания, а также транспортировки.
Техническое решение направлено на устранение указанных выше недостатков и заключается в создании мачты модульного типа, где мачта поделена на несколько модулей: модуль с генератором и модули с  лопастям, каждый из которых снабжен внешней рамой.  При сборке модулей образуется внешний каркас, который несет основную нагрузку.
Техническим результатом является создание конструкции мачты, совмещающей в себе требования к прочности за счет внешнего каркаса, а также удобства для ремонта, обслуживания и транспортировки.
Предлагаемая мачта модульного типа поясняется схемами.
На фиг. 1 представлен общий вид мачты, состоящий из модулей.
На фиг. 2 схематически представлен изометрический вид мачты.
На фиг. 3 схематически изображен модуль генератора.
На фиг. 4 схематически изображен ветроуловитель.
На фиг. 5 представлен модуль ветроуловителя в изометрии.
Где 1- модуль генератора, 2 - модуль ветроуловителя, 3 - лопасти, 4 - муфта для передачи момента, 5 – внешняя рама, 6– мультипликатор, 7 – генератор, 8 – внешняя рама (каркас), 9 – лопасти, соединённые с центральным валом, 13 – подшипник, 11 – муфта, 12 – выходной конец вала ветроуловителя.
Мачта модульного типа состоит минимум из двух модулей, соединенных между собой. Основанием мачты служит модуль генератора 1. Модуль генератора крепиться на грунт, бетонное основание или крышу здания. В модуле генератора находится сам генератор, мультипликатор. На модуль генератора сверху устанавливается модуль ветроулавителя (модуль с лопастями) 2. Монтаж происходит таким образом, что выходной вал ветроулавителя соединяется с помощью муфты для передачи момента 4. Крепление силовых рам модулей болтовое. При необходимости можно поставить еще один или несколько модулей с лопастями, которые соединяются между собой аналогичным образом. Вся мачта, при необходимости, дополнительно может крепиться растяжками.
Модуль генератора является основой для мачты. С помощью внешней рамы 5 модуль генератора можно крепить любым доступным методом (анкерами, бетонировать, прикручивать болтами), что увеличивает надежность и прочность мачты в целом. Модуль ветроуловителя представляет собой каркас 8, в который устанавливаются лопасти 9. Модуль необходим для создания крутящего момента и передачи его модулю генератора.
В итоге мы получили конструкцию мачты, совмещающую в себе требования к прочности за счет внешнего каркаса, а также удобства для ремонта, обслуживания и транспортировки, с возможностью изменения мощности генератора, за счет того, что мачта состоит из модулей.