Вітроустановка

Винахід відноситься до вітроенергетики і може бути використаний в техніці для агро-промислового комплексу. Відомі вітроустановки для використання в сільськогосподарському виробництві для роботи з водопідйомниками, млинами, подрібнювачами. /Справочная книга по механизации животноводства. М.Сельхозгиз 1957. 678с./ Вони складались з башти, поворотної головки з вітроколесом і механізмом орієнтації, верхнього кутового редуктора, вертикального вала, трансмісії і робочої машини. Вітродвигуни могли бути ти хохідними або швидкохідними. Недоліки таких вітро установок - велика металомісткість, складність конструкції, висока вартість. Найбільш близьким за сукупністю ознак до заявляємої вітроустановки є вітроенергетична установка /Патент України №26720, F03Д1/06, №7, 1999р./, яка містить опору з поворотною головкою, лопаті вітродвигуна, редуктор, генератор, пристрій для зміни кута повороту лопатей навколо осі. Недоліки цієї вітроустановки: складність конструкції вітродвигуна, робота на середніх і високих швидкостях вітрового потоку, висока металоємність. В основу винаходу поставлена задача створити таку вітроустановку, в якій конструктивне виконання вітрової турбіни приводить до високої механічної міцності, жорсткості і надійності конструкції при мінімальній металоємності і забезпечує роботу установки з високим коефіцієнтом корисної дії в широкому діапазоні швидкостей вітрового потоку. Поставлена задача досягається тим що в вітроустановці, яка містить опору, поворотну головку з кутовим редуктором, механізмом орієнтації і вітровою турбіною, робочу машину згідно винаходу лопаті закріплені на горизонтальному валу редуктора з можливістю розвороту і фіксації, виконані з радіусом профілю R=0,8-1,2 їх ширини і жорстко зв'язані між собою і горизонтальним валом редуктора розтяжками на відстані 0,5-0,7 довжини лопатей, а кінці лопатей жорстко зв'язані між собою розтяжками з можливістю розвороту і фіксації кута їх на хилу. Закріплення лопатей на горизонтальному валу редуктора з можливістю розвороту і фіксації дає можливість в залежності від типу робочої машини - тихохідна чи швидкохідна-зміновати характеристику вітрової турбіни. Її пусковий і робочий крутний момент, оберти. Виконання лопатей з увігнутим профілем - R==0,8-1,2 їх ширини дозволяє працювати при малих швидкостях вітрового потоку, зменшити вартість виготовлення при незначному погіршені коефіцієнта корисної дії порівняю з класичним плоско-випуклим профілем. Застосування розтяжок, якими лопаті жорстко з натягом зв'язуються між собою і горизонтальним валом, забезпечує високу механічну міцність, підвищення надійності і ресурсу при мінімальній металоємності, а розтяжки, зв’язуючи кінці лопатей, окрім цього з допомогою вузла розвороту і фіксації лопатей забезпечують необхідний кут їх нахилу з "закруткою". Суть винаходу пояснюється кресленням на фіг.1. Вітроустановка містить опору 1, поворотну головку 2 на основі кутового редуктора, механізм орієнтації -3 вітрову турбіну, яка складається з лопатей 4, лобових розтяжок 5, міжлопатевих розтяжок 6 і 7, вузлів фіксації кута нахилу лопатей в периферійній частині 8, вертикальний вал - 9 і робочу машину-10. Працює вітроустановка таким чином: лопаті - 4 вітрової турбіни, зорієнтовані на напрямок вітрового потоку механізмом орієнтації 3, під його дією починають обертатись, і обертовий момент з допомогою кутового редуктора поворотної головки 2 і вертикального вала 9 передається на робочу машину 10. В залежності від типу робочої машини - швидкохідна чи тихохідна-обертовий момент на її валу можна регулювати з допомогою кута нахилу лопатей 4. Збільшення кута нахилу дає зростання обертового моменту.