АЭРОГЕНЕРАТОР С ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ОСЬЮ
AEROGENERATOR WITH HORIZONTAL AXIS

Настоящее изобретение относится к аэрогенератору с горизонтальной осью.
Обычно аэрогенераторы содержат ротор, образованный лопастями, перпендикулярными к оси трансмиссии, как например аэрогенераторы, раскрытые в документах FR-A-2826065, опубл. 20.12.2002, FR-A-791094, опубл. 22.09.2000, FR-A-2869068, опубл. 21.10.2005. Эти лопасти имеют следующие недостатки:
- остановка работы при большой скорости ветра,
- изменение ландшафта из-за слишком больших габаритов,
- отрицательное влияние на окружающую среду,
- шумность.
Устройство в соответствии с настоящим изобретением позволяет устранить или ограничить эти недостатки:
- работа при сильном ветре и запуск при низкой скорости ветра,
- уменьшение изменения ландшафта,
- ограничение отрицательного влияния на окружающую среду,
- отсутствие шумности.
Устройство в соответствии с настоящим изобретением преобразует кинетическую энергию ветра в механическую энергию. Таким образом, механическая энергия ротора может быть преобразована в электрическую энергию (взаимодействие с электрическим генератором). Изобретение можно использовать в качестве гидравлической турбины путем погружения ротора в массу движущейся воды. Его можно использовать на принципе приливно-отливной электростанции или гидроэлектростанции.
Лопасти ротора можно выполнять из материалов любого типа (металлы, композиты, дерево и т.д.).
Изобретение проиллюстрировано описанием и прилагаемыми чертежами.
Объектом изобретения является аэрогенератор с горизонтальной осью, поворачивающийся в направлении ветра и содержащий ротор, оборудованный закрученными лопастями в виде половины усеченного конуса, почти параллельными оси вращения; контейнером; подвижной конструкцией и стойкой, на которой установлен весь комплекс ротор/контейнер/подвижная конструкция.
Ротор может содержать две, три или четыре лопасти, установленные на трансмиссионном валу или оси вращения (фиг.1-4).
Далее следует описание формы и конфигурации пространства лопасти (фиг.8).
Лопасть в соответствии с настоящим изобретением имеет форму половины усеченного конуса (фиг.1-10).
Соотношение размеров лопасти выражается следующим образом:
для данной высоты Н усеченного конуса:
- диаметр основания: D1=0,25×H
- диаметр вершины: D2=0,083×H
Рассмотрим эту лопасть, расположенную в пространстве по отношению к системе координат (x, y, z) (фиг.5-8).
Вершина (наименьшая сторона половины усеченного конуса) В2 диаметром D2 расположена вокруг оси вращения (у) с углом закрутки β, находящимся в пределах от 20° до 30° по отношению к основанию (наибольшая сторона половины усеченного конуса) В1 диаметром D1.
В результате основание В1 имеет наклон под углом α=11°, a основание В2 - наклон под углом γ=9° в плоскости (х, у) (фиг.6).
Лопасть имеет наклон под углом ψ (пси), составляющим от 10° до 16° по отношению к оси вращения ротора (фиг.8).
Чтобы схематично представить этот наклон, примем ось трансмиссионного вала за (R). В случае, когда ротор содержит две или четыре лопасти, они расположены диаметрально противоположно на трансмиссионном валу (или оси вращения) (фиг.1, 3, 4).
В случае, когда ротор содержит три лопасти, они расположены под углом 120° относительно друг друга (фиг.2).
Лопасть закреплена на трансмиссионном валу в двух точках. Эти крепления обеспечиваются фланцами на двух ступицах, неподвижно соединенных с трансмиссионным валом (фиг.10, 11).
На уровне основания В1 фланец закреплен непосредственно на ступице.
На уровне основания В2 фланец неподвижно механически соединен с задней ступицей при помощи трубчатого элемента жесткости.
Сзади каждой лопасти (подветренная сторона) находится щиток регулирования скорости (фиг.3). Этот щиток обеспечивает две функции:
1. Он позволяет регулировать скорость вращения ротора путем изменения его угла атаки. Этот угол образован между щитком и осью вращения ротора.
Предположим, что максимальная скорость ветра составляет (х) м/с. Пока скорость ветра находится в пределах от 2 м/с до (х) м/с, щитки регулирования скорости сохраняют свое положение, обеспечивая использование кинетической скорости ветра на выходе лопасти.
Как только скорость ветра становится больше или равной (х) м/с, щитки поворачиваются таким образом, чтобы снизить скорость вращения ротора.
Чем сильнее дует ветер, тем меньше становится угол наклона щитка по отношению к направлению ветра.
2. Он обеспечивает функцию дополнительной лопасти для использования кинетической энергии ветра на выходе лопасти. Узел ротора установлен на двух опорных подшипниках на каждом конце трансмиссионного вала (фиг.2 и 3).
Указанные опорные подшипники механически закреплены на подвижной опорной конструкции U-образной формы. Подвижная опорная конструкция установлена на мачте.
На вершине мачты выполнена система ориентации комплекса опорная конструкция/ротор.
Основание мачты содержит неподвижный цоколь, закрепленный на железобетонном фундаменте.