Ветроколесо ветроэлектрогенератора
WIND WHEEL OF A WIND GENERATOR

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветросиловых и ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа.
Известно ветроколесо [пат. РФ №2684301, опубл. 05.04.2019, Бюл. 10, заявка №2018108519 от 07.03.2018]. Ветроколесо содержит вал, ступицу, лопасти и дуги с роторными элементами, закрепленными на внешних краях лопастей, согласно изобретению, ступица выполнена в виде пластины, на пластине закреплены внутренние края лопастей и стойки, причем между стойками и дугами с роторными элементами установлены стержни. Изобретение направлено на повышение жесткости конструкции ветроколеса.
Недостаткам ветроколеса является наличие промежуточных дугообразных элементов.
Также известно ветроколесо-ротор [пат. РФ №2687667, опубл. 15.05.2019, Бюл. №14, заявка №2018108522 от 07.03.2018]. Ветроколесо-ротор, содержащее ступицу, дуги роторных элементов, лопасти, отличается тем, что дополнительно введены элементы жесткости, размещенные между ступицей и дугами роторных элементов, при этом элементы жесткости выполнены в виде дополнительных лопастей и установлены с возможностью фиксированного осевого перемещения, а на дугах роторных элементов установлены фиксаторы угла атаки дополнительных лопастей.
Недостатком ветроколеса-ротора является так же наличие дугообразных элементов.
Наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ветроколесо ветроэлектрогенератора [пат. РФ №2684219, опубл. 05.04.2019, Бюл. №10, заявка №2018108520 от 07.03.2018]. Ветроколесо содержит ступицу, лонжероны и парусные плоскости, ступица выполнена в виде платин, расположенных в параллельных плоскостях, между пластинами закреплены концы трубчатых лонжеронов. Ветроколесо состоит как минимум из трех пластин, собранных в пакет, причем пластины расположены в параллельных плоскостях, центры пластин расположены по одной осевой.
Недостатком этого ветроколеса является наличие нескольких опорных пластин, что увеличивает массу и габариты устройства.
Изобретение направлено на повышение технологичности и уменьшение массы.
Это достигается тем, что в ветроколесе ветроэлектрогенератора, содержащим ступицу, роторные элементы, трубчатые лонжероны парусные плоскости, ступица выполнена в виде пластины, согласно изобретению трубчатые лонжероны закреплены попарно с внешней и внутренней стороны пластины, снабжены растяжками, роторные элементы выполнены в виде уголков с длинной и короткой сторонами, причем в длинной стороне выполнены три отверстия, два из которых соосны с отверстиями в лонжеронах.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 показано ветроколесо ветроэлектрогенератора, вид спереди, на фиг. 2 вид торец пластины, на фиг. 3 показан полюсный наконечник в увеличенном масштабе, вид со стороны отверстий, на фиг. 4 показано крепление полюсных наконечников к трубчатому лонжерону в увеличенном масштабе.
Ветроколесо ветроэлектрогенератора содержит пластину - 1 с центральным отверстием, крепления - 2, трубчатые лонжероны - 3, растяжки - 4, при этом лонжерон - 5, например, расположен на внешней стороне пластины, лонжерон - 6 на внутренней стороне, роторные элементы содержат уголки с длинной - 7 и короткой - 8 сторонами при этом длинные стороны уголков содержат три отверстия: нижние - 9 и 10, расположены соосно с отверстиями 11 и 12 трубчатых лонжеронов и отверстие 13, служащие для крепления постоянного кольцевого магнита 14 немагнитным болтом 15. Крепление уголков к трубчатому лонжерону осуществляется немагнитными болтами 16 и 17. Роторный элемент взаимодействует со статорным элементом, например катушкой, показано на фиг. 4 пунктиром. Расположение лонжеронов в двух уровнях обеспечивает необходимую величину крутки парусной плоскости.
Ветроколесо работает следующим образом. При набегании ветрового потока ветровое воздействие воспринимается парусными плоскостями (показано пунктиром между лонжеронами 5 и 6 на фиг. 2), далее ветровое воздействие передается на лонжероны пластину 1 ветроколесо приходит во вращение. При этом магнитные силовые линии, проходящие через постоянный магнит 14 и короткие стороны уголков магнитопроводов перемещаются относительно статорных элементов, в которых наводится ЭДС.
Технико-экономическим преимуществом данного устройства является отсутствие дугообразных элементов и использование только одной опорной пластины, что улучшает технологичность и удешевляет конструкцию.