СООРУЖЕНИЕ БАШЕННОГО ТИПА ДЛЯ УСТАНОВКИ ВЕТРОЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОРОВ
TOWER TYPE STRUCTURE FOR INSTALLATION OF WIND ELECTRIC GENERATORS

Предлагаемое изобретение относится к области строительства и может быть использовано при строительстве высотных многоуровневых сооружений башенного типа различного назначения, в частности для поярусного размещения ветроэнергетических установок (ВЭУ), а также для целей радио и телевещания.
Известна башня высотой 200 метров для ветроэнергетической установки, которая включает опорную конструкцию и размещенную вокруг нее несколько вертикальных башен, которые служат дополнительными опорами для закрепленной в верхней ее части кольцевой платформы. К внешнему контуру кольцевой платформы периодически прикреплены лопасти. Сама платформа имеет возможность вращения вокруг вертикальной оси башни [Патент РФ №2 508 470- аналог].
Недостатком этого сооружения является огромная материалоемкость и технологическая сложность изготовления массивной платформы (высота 25 метров, масса - 700 тонн), расположенной на высоте 200 метров. Опорные башни высотой 200 метров, расположенные по периметру платформы, для поддержания мощной платформы не несут больше никакой функциональной нагрузки.
Известна ветрогенерирующая установка, которая содержит опорную полую башню и расположенный в ее верхней части ветрогенератор с вертикальной осью вращения. Опорная башня выполнена в виде открытого сверху полого гиперболоида вращения с окнами в виде тангенциальных каналов для входа воздушного потока, расположенными в его нижней части, и подающими вентиляторами, соединенными с тангенциальными каналами через один. Ветрогенератор расположен внутри в верхней части башни [Патент РФ №2 416 737 - аналог].
Недостатком ветрогенерирующей установки является закрытое пространство башни в связи с чем приходится для организации поступающего потока воздуха использовать подающие вентиляторы, которые соединяются с тангенциальными каналами и приводятся в движение солнечными батареями, что снижает эксплуатационную эффективность устройства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является «Аэроэлектростанция», выполненная в виде многоярусной башни, содержащая вертикальные колонны неподвижно установленные на фундаментной плите по окружности в радиальных плоскостях, через вертикальный промежуток скрепленные между собой горизонтальными плоскостями, образуя вертикальные открытее машинные залы, предназначенные для установки ветроэлектрогенераторов с вертикальной осью вращения [Патент РФ №2 396 459 - прототип].
Недостатком установки по прототипу является то, что данное сооружение применимо для поярусной установки ограниченного количества ветроэлектрогенераторов указанного типа. Так как при увеличении высоты сооружения, для размещения большего количества ветроэлектрогененраторов, откосы будут терять свою жесткость и устойчивость и не обеспечат необходимую вертикальную жесткость и устойчивость сооружению.
Технический результат - повышение надежности и эксплуатационной эффективности сооружения башенного типа для установки ветроэлектрогенераторов.
Техническая задача - повышение надежности и эксплуатационной эффективности сооружения башенного типа для установки ветрогэлектрогенераторов за счет обеспечения повышения вертикальной и горизонтальной жесткости сооружения при одновременной возможности увеличения количества размещения ветроэлектрогенераторов. Решение технической задачи Сооружение башенного типа для установки ветроэлектрогенераторов, включающее многоярусную башню, содержащую вертикальные колонны неподвижно установленные на фундаментной плите по окружности в радиальных плоскостях и через вертикальный промежуток скрепленные между собой горизонтальными плоскостями перекрытий, образуя вертикальные открытые машинные залы, предназначенные для установки ветроэлектрогенераторов с вертикальной осью вращения, кроме этого сооружение содержит дополнительную многоярусную башню, при чем башни идентичны и между собой соединены посредством металлических каркасов, жестко смонтированных поярусно на взаимно противоположных торцах колон башен, и предназначенных для установки внутри каркасов ветроэлектрогенераторов с горизонтальной осью вращения, при этом колонны каждой из башен, выполненные в виде пластин из железобетона и расположенные по восьми румбам направления ветровых потоков, монолитно связаны с горизонтальными железобетонными перекрытиями, состоящими из трех дисков, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, при этом верхние диски, предназначенные для установки на них ветроэлектрогенераторов и крепления нижнего конца оси ротора ветроэлектрогенераторов, снабжены металлическим ограждением, нижние диски для крепления верхнего конца оси ротора, а средние диски служат для погашения вибраций, возникающих при работе ветроэлектрогенераторов, помимо этого между верхним и нижним дисками по вертикальной оси размещено техническое помещение для обслуживания технологического оборудования, между ярусами перекрытий смонтированы металлические лестницы, а на одной из колонн каждой башни смонтирован грузовой лифт для подъема технологического оборудования, а выше упомянутые металлические каркасы, выполнены в виде восьмигранников, жестко скреплены между собой по горизонтальным ребрам, при этом внутренние диаметрально противоположные углы каркасов соединены металлическими связями пересекающимися в центре каркасов, являющимися местом крепления оси ветроэлектрогенераторов с горизонтальной осью вращения.
Сущность
Предлагаемое высотное сооружение башенного типа выполнено в виде двух идентичных многоярусных башен, между которыми поярусно, на взаимно противоположных колоннах жестко смонтированы металлические каркасы.
В каждой из башен вертикальная жесткость обеспечивается железобетонными колоннами, выполненными в виде пластин, расположенных в радиальных плоскостях по периметру окружности и направленных центру сооружения по восьми румбам направления ветровых потоков. Кроме того, сужающиеся к центру колонны, являясь диффузорами, способствуют улавливанию ветровых потоков различной направленности и увеличивающими скорость воздушных потоков, поступающих к вероэлектроенраторам.
Горизонтальная жесткость сооружения обеспечивается железобетонными перекрытиями монолитно связанными с колоннами и выполненными из трех дисков расположенными по вертикальной оси на одинаковом расстоянии друг от друга. Верхние диски перекрытий предназначены под установку ветроэлектрогераторов с вертикальной осью вращения и крепления нижнего конца оси ротора, нижние диски для крепления верхнего конца ротора, а средние диски служат для погашения вибраций при работе ветроэлектрогененраторов, и, кроме того, обеспечивают дополнительную жесткость сооружению.
Таким образом, повышение вертикальной и горизонтальной жесткости сооружения, обеспечивает повышение надежности сооружения башенного типа, а расположение вертикальных колонн, являющихся одновременно диффузорами, увеличивающими скорость воздушных потоков, поступающих к ветроэлекторогенераторам, обеспечивает повышение эксплуатационной эффективности сооружения.
Металлические каркасы, выполненные в виде восьмигранников, жестко скрепленные между собой по горизонтальным ребрам и поярусно смонтированные на противоположных торцах вертикальных колонн, предназначенные для размещения внутри них ветроэлектрогенераторов с горизонтальной осью вращения, обеспечивают дополнительную жесткость сооружению, состоящему из двух башен, что также способствует повышению надежности сооружения башенного типа, а за счет возможности дополнительного размещения ветроэлектрогенераторов обеспечивает повышение эксплуатационной эффективности сооружения.
Полезная модель представлена графическим материалом:
- на фиг. 1 схематично представлен общий вид сооружения башенного типа, вертикальный разрез А-А;
- на фиг. 2 показаны: поперечное сечение сооружения, разрез - В-В и сечение разрез С-С.
Устройство
Сооружение башенного типа для установки ветроэлектрогенераторов содержит две идентичные многоярусные башни 1 и 2 неподвижно установленные на фундаменте. Каждая из башен содержит восемь вертикальных железобетонных колон 3, выполненных в виде пластин и расположенных в радиальных плоскостях по периметру окружности к центру сооружения по восьми румбам направления ветра. Вертикальные колонны 3 монолитно связаны с горизонтальными железобетонными перекрытиями, состоящими из трех дисков 4, 5 и 6, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга, при чем верхние диски 4 каждого яруса, предназначенные для установки на них ветроэлектрогенераторов с вертикальной осью вращения, снабжены металлическим ограждением 7, и крепления нижнего конца оси ротора, нижние диски 6 - для крепления верхнего конца оси ротора, а средние диски служат для погашения вибраций, возникающих при работе ветроэлектрогенераторов. Между верхним диском 4 и нижним диском 6 по вертикальной оси сооружения размещено техническое помещение 8 для установки технологического оборудования для съема, сохранения (накопления) и передачи полученной от ветроэлектрогенераторов электроэнергии. Высота ярусов между горизонтальными перекрытиями обусловлена габаритными размерами устанавливаемых на верхних дисках 4 перекрытий ветроэлектрогенераторов. Между ярусами перекрытий смонтированы металлические лестницы 9 для обслуживания технологического оборудования, а на одной из колонн 3 смонтирован грузовой лифт 10 для подъема технологического оборудования. Между башнями 1 и 2 на взаимно противоположных торцах вертикальных колонн 3 жестко смонтированы металлические каркасы 11, выполненные в виде восьмигранников, жестко скрепленные между собой по горизонтальным ребрам 12, при этом, внутренние диаметрально противоположные углы каркасов 11 соединены металлическими связями 13, пересекающимися в центре каркасов и являющимся местом крепления 14 вероэлектрогенераторов с горизонтальной осью вращения.
Предлагаемое сооружение башенного типа за счет высокой вертикальной и горизонтальной жесткости позволяет повысить ярусность сооружения, а, следовательно, эффективность использования сооружения за счет увеличения количества размещения ветроэлектрогенераторов, а также не нарушает экологию окружающей среды. Кроме того, многоярусное сооружение башенного типа не требует отведения большой площади застройки, что очень важно при строительстве ветроэнергетических установок в городских условиях.