Є ще 2 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Ветровая электростанция, содержащая электрогенератор с редуктором, связанные через муфты с горизонтальным валом, каждая секция которого установлена в вертикальных опорах на подшипниках и соединена муфтой с соседней секцией, каждая секция горизонтального вала снабжена лопастями, к которым примыкают секции направляющих аппаратов, имеющих вертикальные перегородки и заслонки, отличающаяся тем, что ветровая электростанция выполнена цельной конструкцией и по длине состоит из двух обособленных половин, расположенных одна по отношению к другой под прямым углом, каждая эта половина состоит из секций направляющих аппаратов, которые являются двухсторонними и образованы вертикальными опорами в виде несущих стен с проемами и фундаментами, расположенными перпендикулярно к горизонтальному валу, каждая секция горизонтального вала является полой, а лопасти применены с возможностью двухстороннего вращения, каждая лопасть в поперечном сечении имеет два изгиба, причем лопасти выполнены в виде радиальных секций несущего каркаса с обшивкой, каждая секция двухсторонних направляющих аппаратов, посредством вмонтированных в несущие стены ферм с обшивкою, образуют по разные стороны от оси горизонтального вала совместно с потолком крыши и бетонированным основанием по три симметрично расположенных коробообразных ветровода, а потолок крыши над продольной осью горизонтального вала, над лопастями образует ветродинамический свод.

2. Ветровая электростанция по п.1, отличающаяся тем, что каждый из трех коробообразных ветроводов больше чем на половину своей длины по оси симметрии имеет форму конфузора, переходящую на оставшемся участке в трубу со своеобразными для каждой симметричной пары ветроводов изгибами, сечение этой трубы в плоскости, перпендикулярной оси симметрии коробообразного ветровода, имеет форму прямоугольника, при этом больший угол между воображаемой плоскостью, соединяющей выходные концы обшивки ферм у лопастей и осью симметрии коробообразного ветровода лежит в пределах 100 - 110°.

3. Ветровая электростанция по п.1, отличающаяся тем, что верхние концы лопастей на одну пятую часть своей высоты от горизонтального вала в поперечном сечении образуют собой плавный переход геометрии изгиба этих лопастей в противоположную сторону.

4. Ветровая электростанция по п.1, отличающаяся тем, что бетонированная поверхность земли вдоль оси горизонтального вала под лопастями переходит в установленные направляющие наконечники с каркасом и обшивкою, а поверхность природного или насыпного склона холма с обеих фронтальных сторон ветровой электростанции является составной частью нижней плоскости всех секций направляющего аппарата.

5. Ветровая электростанция по п.1, отличающаяся тем, что несущие стены, имеющие по разные стороны от оси горизонтального вала остроугольные торцы, образуют в вертикальных плоскостях коробообразных ветроводов конфузорные сужения, а вверху на уровне крыши над проемами несущих стен образованы дополнительные диффузорные выходы.

Текст

1. Ветровая электростанция, содержащая электрогенератор с редуктором, связанные через муфты с горизонтальным валом, каждая секция которого установлена в вертикальных опорах на подшипниках и соединена муфтой с соседней секцией, каждая секция горизонтального вала снабжена лопастями, к которым примыкают секции направляющих аппаратов, имеющих вертикальные перегородки и заслонки, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что ветровая электростанция выполнена цельной конструкцией и по длине состоит из двух обособленных половин, расположенных одна по отношению к другой под прямым углом, каждая эта половина состоит из секций направляющих аппаратов, которые являются двухсторонними и образованы вертикальными опорами в виде несущих стен с проемами и фундаментами, расположенными перпендикулярно к горизонтальному валу, каждая секция горизонтального вала является полой, а лопасти применены с возможностью двухстороннего вращения, каждая лопасть в поперечном сечении имеет два изгиба, причем лопасти выполнены в виде радиальных секций несущего каркаса с обшивкой, каждая секция двухсторонних направляющих аппаратов, посредством вмонтированных в несущие сте ны ферм с обшивкою, образуют по разные стороны от оси горизонтального вала совместно с потолком крыши и бетонированным основанием по три симметрично расположенных коробообразных ветровода, а потолок крыши над продольной осью горизонтального вала, над лопастями образует ветродинамический свод. 2. Ветровая электростанция по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что каждый из трех коробообразных ветроводов больше чем на половину своей длины по оси симметрии имеет форму конфузора, переходящую на оставшемся участке в трубу со своеобразными для каждой симметричной пары ветроводов изгибами, сечение этой трубы в плоскости, перпендикулярной оси симметрии коробообразного ветровода, имеет форму прямоугольника, при этом больший угол между воображаемой плоскостью, соединяющей выходные концы обшивки ферм у лопастей и осью симметрии коробообразного ветровода лежит в пределах 100-110°. 3. Ветровая электростанция по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что верхние концы лопастей на одну пятую часть своей высоты от горизонтального вала в поперечном сечении образуют собой плавный переход геометрии изгиба этих лопастей в противоположную сторону. 4. Ветровая электростанция по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что бетонированная поверхность земли вдоль оси горизонтального вала под лопастями переходит в установленные направляющие наконечники с каркасом и обшивкою, а поверхность природного или насыпного склона холма с обеих фронтальных сторон ветровой электростанции является составной частью нижней плоскости всех секций направляющего аппарата. Os —V It* О 26774 5. Ветровая электростанция по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что несущие стены, имеющие по разные стороны от оси горизонтального вала остроугольные торцы, образуют в вертикальных плос костях коробообразных ветроводов конфузорные сужения, а вверху на уровне крыши над проемами несущих стен образованы дополнительные диффузорные выходы. Изобретение относится к ветроэнергетике, касается ветроэлектростанций, снабженных направляющими аппаратами и может быть использовано для получения в хозяйстве страны дешевой и эколо- 5 гически чистой электроэнергии в ветроэлектростанциях средней и большой мощности. Известна ветроэлектростанция [1], ветродвигатель которой снабжен круговым 10 направляющим аппаратом, способным воспринимать ветры разных направлений и в более ускоренном виде направлять ветровые потоки в трех направлениях на вертикально установленные ковшовые ло- 15 пасти. Недостатками этой установки является то, что она будет иметь более низкий коэффициент использования энергии ветра, чем предлагаемая, потому что ветер, 20 благодаря круговому направляющему аппарату, действует одновременно только на три лопасти из восьми, причем, только на одну из них с полной эффективностью. А вертикальное расположение вала ограни- 25 чивает мощность и надежность ветроустановки. Более близкой к предлагаемому изобретению является ветроэлектростанция [2], содержащая электрогенератор с редукто- 30 ром, связанные через муфты с горизонтальным валом, каждая секция которого установлена в вертикальных опорах на подшипниках и соединена муфтой с соседней секцией, каждая секция горизон- 35 тального вала снабжена лопастями, к которым примыкают секции направляющих аппаратов, имеющих вертикальные перегородки и заслонки, выполненных в виде коробчатых конфузоров, каждый из кото- 40 рых, в свою очередь, выполнен в виде отдельной секции. Вышеописанная ветроэлектростанция конструктивно может иметь лопасти большой парусности. Но для получения боль- 45 ших мощностей, и также для обеспечения эффективного использования слабых ветров потребуются лопасти сверхбольшой парусности. Для этого следует увеличить длину отдельной секции вала и увеличить диаметр лопастей. При этом, чтобы исключить осевые прогибы вала и обеспечить надежность лопастей, необходим несущий каркас как для вала, так и для обшивки лопастей. Выходные к лопастям отверстия коробов обоих конфузоров, выполненные точно по внешнему периметру вращения лопастей, обеспечивают очень низкую эффективность использования энергии ветра, что выявлено при полевых испытаниях таких моделей. Также был сделан вывод, что конфузор, имеющий только конфузорное сужение, несовершенный, так как поток ветра, встречая на своем пути верхнюю и нижнюю плоскости конфузора, создает более ускоренные ветровые потоки, протекающие по направлению этих плоскостей. Радиальные лопасти по [2] в моменты прохождения каждой лопастью этих уплотненных потоков временами тормозят вращение ветроколеса. Чтобы рассеять эти ускоренные ветровые образования, и придать ветровому потоку выходящему к лопастям с зева конфузора устоявшуюся однородность необходимо известное конфузорное сужение продолжить к лопастям прямоугольной трубой со срезом этой трубы у лопастей под прямым углом по отношению к продольной оси симметрии этой трубы. Чтобы исключить вышеупомянутые торможения лопастей надо изгиб лопастей в поперечном сечении на четыре пятых своей высоты от оси горизонтального вала оставить прежний, а оставшуюся одну пятую часть лопасти применить с плавным переходом геометрии изгиба лопастей в противоположную сторону. При перпендикулярном к валу направлении ветра, теряется пятая часть ветрового потока, который уходит через зазоры между секциями конфузоров. Весьма затруднен выход отработанного ветрового потока со стороны конфузора, находящегося ниже вала, что наглядно видно 26774 по материалам [2]. При направлении ветра вдоль зала, ветроэлекггростанция вообще не будет работать, потому что конфузоры ВЭС не способны воспринять такие ветровые потоки. Все эти существенные недостачи препятствую"1" как достижению высокого коэффициента использования энергии ветра, так и получению больших мощностей. Горизонтальное расположение вала обеспечивает надежность установки, но в конструкции прототипа заметны следующие недостатки: барабанное ветроколесо с лопастями, оба конфузора, отдельные секции ВЭС конструктивно не связаны между собой, а,также и имеют надежных опор для связи с землей, что отрицательно сказывается на механической устойчивости ветрозлектростанции и ограничивает ее мощность. Задачей предлагаемой разработки ветровой электростанции является создание двухстороннего многосекционного многоканального направляющего аппарата, симметрично расположенного по разные стороны от оси вала и конструктивно объединенного в одно целое* по ширине - при помощи несущих стен и общих ферм крыши и по длине - при помощи несущих стен с фундаментами, обеспечивающих горизонтальному валу надежную связь с землей и также объединяющих отдельные секции направляющих аппаратов, которые способные выполнить и конфузорные и диффузорные функции при противоположных направлениях ветра; создания для восприятия ветров противоположных направлений, радиальных лопастей двухстороннего вращения, способность всей ветровой электростанции без потерь воспринимать и ускорять ветровой поток набегающий под разными углами на всю фронтальную сторону многосекционного многоканального направляющего аппарата, которая (фронтальная сторона) сможет иметь большие вертикальные площади с многократным преобладанием длины над высотой, при этом не только ускорять ветровой поток, но и придавать ему устоявшуюся однородность и направлять его в трех направлениях и дальше по кругу ветродинамического свода, достигая таким образом воздействия ускоренных ветровых потоков одновременно на четыре радиальные лопасти из шести, обеспечив при этом беспрепятственный выход отработанного ветрового потока, получив за счет всех этих конструктивных разработок высокий коэффициент использования энергии ветра, возможность получать 6 сверхбольшие мстности >i высокую механическую иадэжносгь. предлагаемой выРОЗЗЙ ЗЛЄКТрОСТ"Ь ;ИИ. 5 10 15 20 25 30 35 40 Вышеописанная задача дагного изоб рьтенир решается oot часі.о изобретения* ветровая электростанция, оодэр*" 1 цая электрогенератор с р ь д у ю ^ о м , счзяза • ные через муфты с горизонтальным валом, каждая секция которого установлена в вертикальных опорах на подшипниках и соединена муфтой с соседней секцией, каждая секция горизонтального вала снабжена лопастями, к которым примыкают секции направляющих аппаратов, имеющих вертикальные перегородки и заслонки, отличающаяся тем, что ветровая электростанция выполнена цельной конструкцией и по длине состоит из двух обособленных половин, расположенных одна по отношению к другой под прямым углом, каждая эта половина состоит из секций направляющих аппаратов, которые являются двухсторонними и образованы вертикальными опорами в виде несущих стен с проемами и фундаментами, расположенными перпендикулярно к горизонтальному валу, каждая секция горизонтального вала является полой, а лопасти применены с возможностью двухстороннего вращения, каждая лопасть в поперечном сечении имеет два изгиба, лопасти выполнены в виде радиальных секций несущего каркаса с обшивкою, каждая секция двухсторонних направляющих аппаратов, посредством вмонтированных в несущие стены ферм с обшивкой, образуют, по разные стороны от оси горизонтального вала совместно о потолком крыши и бетонированным основанием, по три, симметрично расположенных коробообразных ветровода, а потолок крыши над продольной осью горизонтального вала над лопастями образует ветродинамический свод Каждый из трех коробообразных ветроводов больше чем на половину своей длины по оси симметрии имеет форму конфузора, переходящую на оставшемся участке в трубу со своеобразными для 50 каждой симметричной пары ветроводов изгибами, сечение этой трубы в плоскости, перпендикулярной оси симметрии коробообразного ветровода, имеет форму прямоугольника, при этом больший угол между воображаемой плоскостью, соединяю55 щей выходные концы обшивки ферм у лопастей и осью симметрии коробообразного ветровода, лежит в пределах 100110°. Верхние- концы лопастей на одну пятую часть своей высоты от горизонталь 45 26774 ного вала в поперечном сечении образуют собой плавный переход геометрии изгиба этих лопастей в противоположную сторону. Бетонированная поверхность земли вдоль оси горизонтального вала под лопастями переходит в установленные направляющие наконечники с каркасом и обшивкой, а поверхность природного или насыпного склона холма с обеих фронтальных сторон ветровой электростанции является составной частью нижней плоскости всех секций направляющего аппарата. Несущие стены, имеющие по разные стороны от оси горизонтального вала остроугольные торцы, образуют в вертикальных плоскостях коробообразных ветроводов конфузорные сужения, а вверху на уровне крыши над проемами несущих стен образованы дополнительные диффузорные выходы. Технический результат выражается в повышении мощности и надежности ветровой электростанции, при высоком коэффициенте использования энергии ветра. Указанный технический результат достигается тем, что фермы с обшивкою, несущие стены и крыша электростанции, образующие ветроводы, в местах захода ветровых потоков, имеют остроугольные торцы, поэтому многосекционные многоканальные направляющие аппараты электростанции способны с больших вертикальных площадей {имеющих многократное преобладание длины над высотой), включая и поверхность пригодного или насыпного склона холма перед ветростанцией, воспринять эесь ветровой поток и направить его при помощи трех коробообразных ветроводов, имеющих своеобразные для каждого ветровода изгибы в ускоренном и устоявшемся виде в трех направлениях и дальше по ветродинамическому своду одновременно на четыре радиальные лопасти из шести, обеспечив всем этим высокий коэффициент использования энергии ветра. Эффективная работа ветроводов обеспечивается тем, что они, помимо известного ускорения ветровых потоков й конфузорных сужениях коробов ветроводов, еще и придают устоявшуюся однородность этим ветровым потоком в прямоугольных зетроводных трубах. Это особенно важно при направлении ветра несколькими потоками по окружности, описываемой наружными частями лопастей. Еще более высокая эффективность многоканального двухстороннего направляющего аппарата 8 достигается за счет того, что потолок крыши на одну треть длины окружности, вдоль оси горизонтального вала над лопастями, образует верхнюю плоскость ветродина5 мического свода, по которому проходит интенсивный ветровой поток, высокоэффективно воздействуя на лопасти. При испытании моделей выявлено, что 10 намного эффективней работает выгодное отверстие короба конфузора с прямоугольным срезом, которое применено в ветроводах и которое способствует более эффективной их работе. При испытаниях 15 именно двухстороннего многоканального направляющего аппарата также было выявлено, что для обеспечения эффективного воздействия на лопасти интенсивных ветровых потоков и беспрепятственного диф20 фузорного выхода их, трех противоположных ветроводов недостаточно. Поэтому в конструкции несущих стен'дополнительно предусмотрены проемы, по величине на одну четвертую часть больше диаметра 25 лопастей с несколько расширяющимися (на сколько позволит конструкция несущих стен) к крыше диффузорными выходами. Несущие стены выполняются по ширине (вдоль оси горизонтального вала) на 30 одну шестую часть меньше радиуса лопастей. Такая ширина обеспечивает достаточный дополнительный диффузорный выход отработанных ветровых потоков через крышу ветростанции. Толстые несу35 щие стены, имеющие остроугольные торцы, создают дополнительное конфузорное сужение в вертикальных плоскостях всех трех ветроводов и способствует более эффективной их работе. 40 Применение несущего каркаса для вала и лопастей позволяет существенно увеличить диаметр лопастей, а также длину отдельной секции вала. Ветровая электростанция, имеющая в целом горизонталь45 ный вал большой длины, следовательно, будет иметь на нем лопасти большой и сверхбольшой парусности. Эту конструкцию, для достижения еще большей эффективности нужно предельно облегчить за 50 счет применения полого зала и облегченного каркаса и обшивки лопастей. Такой многосекционный ветроперерабатывающий аппарат, снабженный вышеописанным многосекционным многоканаль55 ным двухсторонним направляющим аппаратом, способен обеспечить большую мощность ветровой электростанции, а также при ветрах малой силы через редукторы все же обеспечить выработку электроэнергии. 26774 Ветровая электростанция воспринимает ветры разных направлений за счет горизонтального расположения двух своих половин под прямым углом, причем эти половины располагаются одна от другой 5 на расстоянии не менее чем в два раза большем длины одной из этих частей, или постройка ВЭС данного региона в двух направлениях по валу, допустим, с севера на юг и с востока на запад; симмет- 10 ричности и идентичности многосекционного многоканального направляющего аппарата расположенного справа и слева от вала ВЭС и за счет применения лопастей двухстороннего вращения. 15 10 каркаса 6 и обшивки 7. Между опорами подшипников 4 в проемах несущих стен 3 находятся соединительные муфты 8. В две, идущие перпендикулярно к валу 5 одна за другой, несущие стены 1 вмонтированы по две фермы 9, симметрично расположенные по разные стороны от оси горизонтального вала 5. Каждая из этих ферм 9 имеет обшивку 10, для образования коробов ветроводов. Вверху ветровой электростанции находится цельная ферма 11, которая тоже вмонтирована в несущие стены 1. Верхняя обшивка 12 ферм 11 служит крышей ВЭС, а нижняя обшивка 13 является потолком крыши, который над лопастями и вдоль их образует Двухстороннее вращение лопастей ветродинамическии свод 14. Потолок 13 обеспечивается наличием в поперечном служит верхней плоскостью двухсторонсечении каждой лопасти двух изгибов, конегр многоканального направляющего апторые, как показали испытания, обеспечивают практически равное число оборо- 20 парата. Нижней плоскостью этого направляющего аппарата служит бетониротов вала при противоположных направлеванная поверхность земли 15, которая в ниях ветра. центре под лопастями и вдоль их перехоВетровая электростанция имеет высодит в направляющий наконечник, состоякую надежность и механическую устойчивость за счет создания многосекционного 25 щий из каркаса 16 и обшивки 17. Бетонированная поверхность земли 15 за премногоканального двухстороннего направделами ВЭС переходит в природный или ляющего аппарата как цельной конструкнасыпной склон холма 18. ции, как по разные стороны от оси вала, так и на протяжении всего вала и размеКаждая секция двухстороннего многощением в этой единой конструкции опор 30 канального направляющего аппарата, огподшипников вала посредством: несущих раниченная в вертикальных плоскостях стен с фундаментами; (проходящих перпендикулярно валу 5) несущими стенами 1, в горизонтальных плосналичия ферм с обшивкой, вмонтирокостях, посредством ферм 9 и 11, с обванных в- несущие стены для образования коробов ветроводов и общей крыши; 35 шивкой 10 и 13 и бетонированной поверхностью земли 15, делится на три ветрооснования многосекционных многокавода 19, 20, 21 и 19а, 20а и 21а, симметнальных двухсторонних направляющих апрично расположенные по разные стороны паратов, являющимся бетонированной поот оси горизонтального вала 5 и предсверхностью земли; несущего каркаса полого вала и ло- 40 тавляющие собой короба с конфузорным сужением переходящим в трубу прямоупастей. гольного сечения со своеобразным дли Сущность изобретения поясняется схекаждого ветровода изгибом. мами, где на фиг. 1 дана общая схема Все лопасти в поперечном сечении* ветровой электростанции в поперечном разрезе; на фиг. 2 - схема крыши, несу- 45 на четыре пятых части имеют известные изгибы АВ (фиг. 1), которые на оставшейщих стен с проемами при виде сверху; на ся одной пятой части лопасти ВС заканфиг. 3 и 4 - схемы тех моделей, с чиваются плавным переходом геометрии которыми были проведены испытания. изгиба этой лопасти в противоположную Связь конструктивных элементов ветроэлектростанции осуществляется пос- 50 сторону. Выход отработанного ветрового поторедством несущих стен 1 с фундаментака (лри ветре слева) осуществляется чеми 2 (фиг. 1 и фиг. 2). В каждой несущей рез проемы 3 несущих стен 1, сообщаясь стене 1 имеются проемы 3, в которых с атмосферой посредством диффузорных постепенно монтируются по две опоры подшипников 4, На двух противоположных 55 отверстий в крыше, представляющие собой многоугольники ABCDEFGH (фиг. 2) и опорах подшипников 4 располагается секдальше через три ветровода диффузора ция горизонтального вала 5 с несущим 19а, 20а и 21а. каркасом 6. Каркас 6 является несущим не только для вала, но и для лопастей. Каждый из шести ветроводов имеет Каждая из шести лопастей состоит из створчатые заслонки 22 с шарнирами 23. 11 26774 Створчатые заслонки 22, установленные в концах конфузорных сужений коробов ветроводов, служат для защиты установки от ураганных ветров, для регулировки подачи на лопасти ветровых потоков и для возможности проведения ремонтных и наладочных работ. Ветровой поток, встречая на своем пути холм, ускоряется. В ускоренном виде через остроугольные торцы 24 несущих стен 1 (фиг. 2) и через остроугольные торцы 25 двух ферм 9 с обшивкою 10, и через остроугольные торцы 26 общей фермы 11с обшивками 12 и 13 (фиг. 1) он полностью заходит в многосекционные направляющие аппараты, где посредством коробов ветроводов 19, 20 и 21 разделяется на три ветровых потока. Еще более ускорившись в конфузорных сужениях коробов ветроводов, эти ветровые потоки приобретают устоявшуюся однородность в трубообразных, прямоугольного сечения ветроводных коробах ветроводов 19, 20 и 21 и на выходе к лопастям, через срезы этих выходов в 100-110° по окружности, описанной наружными частями лопастей, в трех направлениях, благодаря своеобразному для каждого ветровода изгибу трубообразной части короба, одновременно и с равной силой, действуют на три лопасти ABC (фиг. 1) из шести. Срезы коробов ветроводов на выходе к лопастям под углами в 100-110° яви* лись результатом проведенных испытаний. Вначале на ветру была испытана модель, схематически изображенная на фиг. 3, где короб конфузора, обозначенный плоскостями АВ и CD, имеет' на выходе к лопастям срез точно по периметру вращения наружных частей лопастей F, обозначенный пунктирной линией ВС. Наличие плоскости, обозначенной на схеме •линией АВ, практически не убыстряло вращения ветроколеса F, А при переведении плоскости АВ в положение А,В и выше вращение лопасти F даже временами прекращалось: При слабом ветре ветроколесо F не начинало вращение. Были проведены испытания модели схематически изображенной на фиг. 4/ Как видно со схемы, в данном случае только одно конструктивное изменение и оно заключается в том, что срез короба конфузора на выходе к лопастям здесь выполнен под прямым углом по отношению к оси короба конфузора AECD и обозначенный пунктирной линией СЕ. Благодаря прямоугольному срезу короба конфузора СЕ, скорость вращения ветроко 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 12 леса F намного увеличилось. Это было неоспоримо заметно. Но при разработке предлагаемых коробов ветроводов, практически невозможно получить срезы этих коробов на выходе к лопастям под углами в 90 е и, поэтому, исходя из взаимосвязей предлагаемой конструкции многоканального двухстороннего направляющего аппарата, эти срезы -выполнены с углами в 100-110°, Со схемы фиг. 1 видно, что фермы 9, обшивка этих ферм 10 не доходят до внешнего периметра описанного вращающи- , мися лопастями ABC, что тоже способствует более эффективному их вращению вусловиях действия на них трех ветровых потоков. Чтобы эффективно использовать эти ветровые потоки и дать им возможность для дальнейшего динамического воздействия на радиальные лопасти ABC (фиг. 1), верхние ветроводы 19 и 19а над лопастями и вдоль их образуют посредством потолочной обшивки 13 ветродинамический свод 14 с определенной высотой от лопастей с таким расчетом, чтобы радиус этого свода описанного от центра горизонтального вала 5 был на одну шестую часть меньше суммы линейных размеров трех выходов ветроводов 19-21 по высоте. В итоге ветроводы 19-21 и ветродинамический свод 14 обеспечивают совместное эффективное воздействие ветровых потоков на четыре радиальные лопасти из шести. Конфузор ветровода 21 воспринимает ускоренный ветровой поток обеспеченный склоном природного или насыпного холма 18 перед электростанцией. Поэтому заборный зев конфузора ветровода 21 по высоте в конструкции ВЭС выполняется наименьшим. Больший по высоте заборный зев у конфузора ветровода 20, потому что ускоренный склоном ветровой потеж здесь практически не действует, да и длина ветровода 20 меньше длины ветровода 21, следовательно процессы ускорения и приданий ветровым потокам устоявшейся однородности здесь происходят с меньшим успехом. Наибольшим по высоте выполняется заборный зев конфузора ветровода 19 с тем чтобы получить наиболее сильный ветровой поток и этим самым обеспечить эффективное прохождение трех суммарных ветровых потока, воздействующих на радиальные лопасти ABC через ветродинамический свод 14. Горизонтальный вал 5, соединенный в одно целое посредством муфт 8, имея на себе посекционные радиальные лопасти 13 26774 ABC большой и сверхбольшой парусности, воспринимает выработанные многосекционным, многоканальным направляющим аппаратом вышеописанные ветровые потоки с больших вертикальных площадей (имеющих многократное преобладание длины над высотой) накапливает энергию и через редуктор вращает генератор. При изменении направления ветра не противоположное, горизонтальный вал 5 начинает вращаться в противоположную сторону. Симметрично, расположенный многоканальный двухсторонний направляющий аппарат никакой переналадки не требует. Радиальные лопасти имея в поперечном сечении два изгиба АВ и ВС также работают без переналадки практически с одинаковой эффективностью. При восприятии многосекционным многоканальным направляющим аппаратом ветровых потоков, направленных под острыми углами по отношению к горизонтальному валу 5, в действие вступают вертикальные перегородки 27 ветроводов 1921. Вертикальные перегородки 27 не дадут сконцентрироваться всему ветровому потоку у несущих стен 1, а разделят его на несколько (по количеству вертикальных перегородок) менее сконцентрированных ветровых потока, которые через ветроводы 19-21 равномерно и в перпендикулярном к гориз'онтальному валу 5 направлении уйдут на радиальные лопасти ABC. При направлении ветра вдоль горизонтального вала 5, будет работать другая, прямоугольно расположенная, часть ветровой электростанции. При направлении ветра по биссектрисе прямого угла катетов-валов в ту или противоположную сторону, будут работать обе части ВЭС и, притом, каждая из них, благодаря вертикальным перегородкам, будет вырабатывать энергии намного больше половины, если за единицу взять количество энергии вырабатываемой одной из прямоугольно расположенных частей ветровой электростанции при перпендикулярном к горизонтальному валу направлении ветра. Прямоугольно расположенные части ветровой электростанции нужно размещать 5 10 15 2Q 25 30 35 • 40 45 50 14 одна от другой на расстоянии, не менее чем в 'два раза большем от длины этой отдельно взятой части. Такое расстояние должно быть выдержано потому, что из восьми основных направлений ветра в двух случаях, когда ветер будет направлен по гипотенузе имеющихся катетов-валов в ту, или противоположную сторону, близко расположенные друг от друга части ВЭС будут мешать одна другой. Защита ветровой электростанции от ветров ураганной силы осуществляется путем закрытия всех шести ветроводов 1921а створчатыми заслонками 22. При сильных ветрах уравновешивается вращение горизонтального вала 5 подключением к нему дополнительной нагрузки (генераторов), или путем закрытия некоторой части створчатых заслонок. При слабых ветрах лопасти сверхбольшой парусности способны передать на горизонтальный вал достаточно энергии, чтобы посредством редуктора осуществить выработку электроэнергии, хотя и в меньших количествах. При полном отсутствии ветра в данной местности но при единой системе энергоснабжения выручат ВЭС из других' регионов, где в это время есть ветер. Можно также рядом с ветровыми электростанциями строить гидроаккумулирующие электростанции, которые при наличии сильных ветров запасут энергию, а потом выручат при безветрии, которое случается редко. Нижние .плоскости всех трех ветроводов по обе стороны от оси горизонтального вала постепенно, а потом и более круче восходят вверх, а значит, будут препятствовать проникновению к лопастям атмосферных осадков. Предлагаемая ветровая электростанция будет использовать и перерабатывать в электрическую (тепловую) энергию ветровые потоки, протекающие в непосредственной близости от поверхности земли, что считается наиболее безопасным в экологическом отношении для ветровых электростанций. В сравнении с ГЭС, а особенно с тепловыми и атомными электростанциями, ветровая электростанция будет наиболее экологически безопасна. 1 -J Фиг. 1 .А 5 Ш 12 12, С о F a Фиг. 2 u 26774 Фиг.З Фиг. Упорядник Техред М. Келемеш Коректор М.Самборська Замовлення 529 Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл , 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м Ужгород, вул Гагаріна, 101

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Shkryl Mykhailo Ivanovych

Автори російською

Шкриль Михаил Иванович

МПК / Мітки

МПК: F03D 3/02, F03D 3/04

Мітки: електростанція, вітрова

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-26774-vitrova-elektrostanciya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Вітрова електростанція</a>

Подібні патенти