ВЕТРОЭЛЕКТРОУСТАНОВКА

Полезная модель относится к альтернативным источникам электрической энергии и предназначена для использования как в сельских, так и в городских условиях с долговременными господствующими ветрами.
Известна ветроэлектроустановка (патент РФ №112288, МПК F03D 3/04, 10.01.2012), содержащая содержащая ветроколесо с конфузором и конический мультипликатор-генератор, имеющий вертикальный и горизонтальный валы, при этом ветроколесо имеет минимум четыре вогнутых лопасти, верхние и нижние концы которых связаны между собой обечайками, и вертикально расположенный вал, верхняя вращательная опора которого жестко связана с крышей ветроэлектроустановки, а нижняя упорно-вращательная опора вертикального вала жестко связана с основанием ветроэлектроустановки, причем вертикальный вал ветроколеса связан муфтой с вертикальным валом конического мультипликатора-генератора
Основной недостаток известной ветроэлектроустановки заключается в том, что она имеет большую неравномерность вращения ротора генератора из-за наличия четырех лопастей ветроколеса и неравномерного давления на них ветра (ротор генератора вращается то ускоренно, то замедленно), что снижает качество получаемого электрического тока.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в том, чтобы уменьшить неравномерность вращения ротора генератора и улучшить качество получаемого электрического тока.
Технический результат достигается тем, что ветроэлектроустановка, содержащая ветроколесо с конфузором и конический мультипликатор-генератор, имеющий вертикальный и горизонтальный валы, при этом ветроколесо имеет минимум четыре вогнутых лопасти, верхние и нижние концы которых связаны между собой обечайками, и вертикально расположенный вал, верхняя вращательная опора которого жестко связана с крышей ветроэлектроустановки, а нижняя упорно-вращательная опора вертикального вала жестко связана с основанием ветроэлектроустановки, причем вертикальный вал ветроколеса связан муфтой с вертикальным валом конического мультипликатора-генератора, согласно предлагаемой полезной модели, ветроэлектроустановка дополнительно содержит ряд таких же ветроколес с конфузором и конических мультипликаторов с муфтами, имеющих вертикальный и горизонтальный валы, причем вертикальный вал каждого ветроколеса связан последовательно через муфту соответствующего конического мультипликатора с горизонтальным валом конического мультипликатора-генератора, при этом каждое дополнительно введенное ветроколесо установлено по отношению к предыдущему со смещением лопастей на угол, определяемый соотношением 90:N, где N - общее количество ветроколес, а конфузор каждого ветроколеса выполнен прямоугольного сечения, обрамляющего рабочую часть ветроколеса.
Такое исполнение ветроэлектроустановки повышает равномерность вращения ротора генератора и улучшает качество получаемого электрического тока за счет смещения лопастей ветроколес относительно друг друга.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема главного вида ветроэлектроустановки, а на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (вид сверху на ветроэлектроустановку).
На чертеже цифрами обозначены:
1 - ветроколесо с вогнутыми лопастями,
2 - вертикальный вал ветроколеса,
3 - верхняя вращательная опора вертикального вала ветроколеса,
4 - крыша ветроэлектроустановки,
5 - нижняя упорно-вращательная опора вертикального вала ветроколеса,
6 - основание ветроэлектроустановки,
7 - муфта,
8 - конический мультипликатор-генератор,
9 - конфузор,
10 - дополнительное ветроколесо,
11 - дополнительное ветроколесо,
12 - дополнительный конический мультипликатор,
13 - дополнительный конический мультипликатор.
Ветроэлектроустановка содержит ветроколесо 1 с конфузором 9 и конический мультипликатор-генератор 8, имеющий вертикальный и горизонтальный валы. Ветроколесо 1 имеет минимум четыре вогнутых лопасти, верхние и нижние концы которых связаны между собой обечайками. Ветроколесо 1 имеет вертикально расположенный вал 2. Верхняя вращательная опора 3 вертикального вала 2 жестко связана с крышей 4 ветроэлектроустановки. Нижняя упорно-вращательная опора 4 вертикального вала 2 жестко связана с основанием 6 ветроэлектроустановки. Вертикальный вал 2 ветроколеса связан муфтой 7 с вертикальным валом конического мультипликатора-генератора 8.
Отличием предлагаемой ветроэлектроустановки является то, что она дополнительно содержит ряд таких же ветроколес 10, 11 с конфузором и конических мультипликаторов 12, 13 с муфтами, имеющих вертикальный и горизонтальный валы. Вертикальный вал каждого дополнительного ветроколеса 10, 11 связан последовательно через муфту соответствующего дополнительного конического мультипликатора 12, 13 с горизонтальным валом конического мультипликатора-генератора 8. Каждое дополнительно введенное ветроколесо установлено по отношению к предыдущему со смещением лопастей на угол, определяемый соотношением 90:N, где N - общее количество ветроколес. Конфузор каждого ветроколеса выполнен прямоугольного сечения, обрамляющего рабочую часть ветроколеса.
Пример конкретного выполнения.
Ветроэлектроустановка (фиг.1) содержит четырехлопастное ветроколесо 1 с вогнутыми лопастями, обрамленными сверху и снизу обечайками, имеющее вертикально расположенный вал 2. Верхняя вращательная опора 3 вала жестко связана с крышей 4 ветроэлектроустановки, а нижняя упорно-вращательная опора 5 вала жестко связана с основанием 6 ветроэлектроустановки. Вертикальный вал ветроколеса связан муфтой 7 с вертикальным валом конического мультипликатора-генератора 8, установленного на чердаке строения. Ветроэлектроустановка имеет конфузор 9. Ветроэлектроустановка снабжена рядом таких же ветроколес, например, 10 и 11, вертикальные валы которых связаны последовательно через конические мультипликаторы соответственно 12 и 13 с валом ротора общего мультипликатора-генератора 8. При этом каждое последующее ветроколесо (фиг.2) установлено по отношению к предыдущему со смещением лопастей на угол α, определяемый количеством градусов прямого угла, приходящегося на количество ветроколес.
Углы смещения устанавливаются с помощью зубчатых колес путем поворота их на соответствующий угол. Конфузор каждого ветроколеса выполнен прямоугольного сечения, обрамляющего рабочую часть ветроколеса.
Ветроэлектроустановка работает при господствующем ветре, направленном на конфузоры.
Ветер вращает вертикально расположенное четырехлопастное ветроколесо 1 с валом 2, верхний конец которого вращается в верхней вращательной опоре 3 крыши 4, а нижняя упорно-вращательная опора 5 вала жестко связана с основанием 6 установки. Нижний конец вала 2 связан с помощью муфты 7 с валом конического мультипликатора-генератора 8, установленного на чердаке строения. Выработанная электроэнергия может использоваться как в момент ее выработки, так и аккумулироваться в электроаккумуляторы с возможностью использования в требуемый момент времени. Для обеспечения жесткости лопастей четырехлопастного ветроколеса 1 их верхние и нижние концы связаны между собой обечайками. Для увеличения скорости ветра Ветроэлектроустановка снабжена конфузором 9.
Если ветроэлектроустановка имеет одно ветроколесо, то возникает большая неравномерность вращения ротора генератора. Качество электрического тока при этом снижается.
Для устранения этого недостатка предложена ветроэлектроустановка, состоящая из нескольких ветроколес. На фиг.1 ветроэлектроустановка состоит из трех ветроколес: 1, 10 и 11. При этом лопасти каждого последующего ветроколеса, например, ветроколеса 10, смещены по отношению к предыдущему на угол α. Для описанной ветроэлектроустановки угол α равен 30°. Лопасти ветроколеса 11 смещены еще на 30° и составляют по отношению к лопастям ветроколеса 2 угол, равный 60°. Неравномерности вращения всех ветроколес складываются, а общая неравномерность вращения ротора генератора уменьшается, поскольку каждое ветроколесо работает на общий генератор со смещением по фазе на угол, равный 30°.
Количество N ветроколес может быть любым. Оно зависит от размеров здания. Чем больше ветроколес, тем равномернее будет вращаться ротор общего генератора, мощность которого в несколько раз больше, чем у ветроэлектроустановки с одним ветроколесом.
Таким образом, неравномерность вращения ротора генератора предложенной ветроэлектроустановки стала меньше, а качество электрического тока - выше.