Роторно-парусна вітроенергетична станція (рпвес)
Формула / Реферат
1. Роторно-парусна вітроенергетична станція, яка включає кінематично сполучені між собою щонайменше один пристрій для перетворення енергії вітру в механічну енергію, вал відбору потужності, агрегати, що споживають механічну енергію, і гальмівний пристрій станції, яка відрізняється тим, що пристроєм для перетворення енергії вітру в механічну енергію є роторно-парусна установка, яка має свій власний силовий вал, споряджений гальмівним пристроєм установки, обгінною муфтою і кінематично сполучений з валом відбору потужності при допомозі мультиплікатора, причому установка складається із ротора у вигляді жорсткої, просторової, обтічної конструкції, який має можливість обертатися навколо вертикальної осі, установленої одним кінцем на радіально-опорний підшипник, розміщений на несучій конструкції приміщення, в якому знаходиться конічна зубчаста передача, що з'єднує вісь ротора з власним силовим валом установки, а іншим кінцем вісь ротора спирається на підшипник втулки, розміщеної в місці перетину горизонтальних розтяжок щонайменше чотирьох жорстких обтічних колон, споряджених захистом від грози, шарнірно закріплених на фундаментах і прикріплених також нахиленими розтяжками до фундаментів; при цьому ротор несе на собі лопаті, взаємодіючі з вітром, споряджені полотнищами з еластичного матеріалу, які мають можливість розгортатися на всю площину лопаті та складатися в захисний чохол жорсткої конструкції, виконаний з листового матеріалу і прикріплений до каркаса лопаті, а осі лопатей, розміщені паралельно осі ротора, ділять площу кожного полотнища на дві частини: більшу та меншу, і розміщені на конструкції ротора по колу на однаковій відстані одна від одної, а кожна з лопатей, прикріплена до конструкції ротора гумовими поясами, має можливість під дією вітру повертатися більшою своєю частиною в своєму секторі із заданих ідентичних секторів, вістрям направлених в сторону обертання ротора, з розміром кута кожного сектора від гострого до розгорнутого і обмеженого гумовими подушками, розміщеними по краях сектора на конструкції ротора; причому вал відбору потужності, один на всі установки станції споряджено щонайменше одним маховиком, стабілізуючим частоту обертання вала відбору потужності при поривах вітру і роботі агрегатів, а також регулятором частоти обертання вала відбору потужності в заданому інтервалі, і взаємодіючим з кожним із агрегатів, що споживають механічну енергію, шляхом підключення (відключення) їх до роботи через мультиплікатори, а також взаємодіючим з гальмівним пристроєм станції; при цьому агрегатами, що споживають механічну енергію вала відбору потужності, служать кінематично з'єднані з валом відбору потужності щонайменше один основний агрегат станції, а також щонайменше один додатковий агрегат, а також гальмівний пристрій станції; при цьому жорстка, просторова, обтічна конструкція ротора складається із двох дисків, виконаних із радіально розміщених, жорстких стержнів, з'єднаних між собою жорсткими розпірками і приєднаних жорстко до вертикальної осі, виконаної з жорсткої труби, а диски, в місцях приєднання розпірок до радіальних стержнів, з'єднані між собою жорсткими стержнями, а також зв'язками, розміщеними у вертикальних площинах; при цьому ротор має біля кожної лопаті площадку для обслуговування лопаті, площадку для посадки оператора, ходові доріжки між ними і огородження доріжок і площадок; при цьому кожна з лопатей ротора також має жорсткий каркас, лебідку, прикріплену до каркаса лопаті, блоки під замкнутий трос лебідки, закріплені до каркаса лопаті, і замкнений трос лебідки, намотаний на барабан лебідки, одним кінцем прикріплений до траверси, а другим - до двох стропів, закріплених до цієї ж траверси, яка має можливість переміщення по каркасу лопаті за допомогою роликів; при цьому жорсткий каркас лопаті включає в себе жорсткий стержень осі лопаті, щонайменше два жорсткі подовжні стержні, паралельні осі лопаті, два поперечні жорсткі стержні і гнучкі стержні, які натягнуто у вигляді струн між поперечними жорсткими стержнями в одній площині з віссю лопаті паралельно їй; при цьому полотнище лопаті розділено по вертикалі щонайменше на дві частини, а кожна з частин полотнища забезпечена розтяжками із міцної тканини у вигляді плоских ременів, прикріплених до кожної частини полотнища лопаті і розміщених як по контуру кожної частини полотнища, так і перпендикулярно осі лопаті, з розділенням кожної частини полотнища на замкнуті по контуру розтяжками елементи, а кріплення кожної частини полотнища до подовжніх гнучких металевих стержнів лопаті виконано за допомогою металевих пристроїв, розміщених на гнучких металевих стержнях, що ковзають по них і з'єднані з кільцями, прикріпленими до поперечних розтяжок кожної частини полотнища; при цьому кріплення кожної частини полотнища виконано зверху до рухомої траверси, знизу до поперечного стержня каркаса лопаті за допомогою металевих пристроїв і кілець, прикріплених до подовжніх розтяжок, а траверса і поперечний стержень каркаса лопаті мають петлі під металеві пристрої.
2. Вітроенергетична станція за п. 1, яка відрізняється тим, що як пристрої кріплення полотнищ до подовжніх гнучких стержнів застосовано металеві карабіни.
3. Вітроенергетична станція за п. 1, яка відрізняється тим, що кожний замкнутий по контуру розтяжкою елемент кожної частини полотнища лопаті має увігнуту форму.
4. Вітроенергетична станція за п. 1, яка відрізняється тим, що полотнища лопатей з еластичного матеріалу виконано з просоченням антифризом.
5. Вітроенергетична станція за п. 1, яка відрізняється тим, що агрегатами, які споживають механічну енергію вала відбору потужності, служать генератори і механізми, що приводяться в дію безпосередньо від вала відбору потужності.
Текст
1. Роторно-парусна вітроенергетична станція, яка включає кінематично сполучені між собою щонайменше один пристрій для перетворення енергії вітру в механічну енергію, вал відбору потужності, агрегати, що споживають механічну енергію, і гальмівний пристрій станції, яка відрізняється тим, що пристроєм для перетворення енергії вітру в механічну енергію є роторно-парусна установка, яка має свій власний силовий вал, споряджений гальмівним пристроєм установки, обгінною муфтою і кінематично сполучений з валом відбору потужності при допомозі мультиплікатора, причому установка складається із ротора у вигляді жорсткої, просторової, обтічної конструкції, який має можливість обертатися навколо вертикальної осі, установленої одним кінцем на радіально-опорний підшипник, розміщений на несучій конструкції приміщення, в якому знаходиться конічна зубчаста передача, що з'єднує вісь ротора з власним силовим валом установки, а іншим кінцем вісь ротора спирається на підшипник втулки, розміщеної в місці перетину горизонтальних розтяжок щонайменше чотирьох жорстких обтічних колон, споряджених захистом від грози, шарнірно закріплених на фундаментах і прикріплених також нахиленими розтяжками до фундаментів; при цьому ротор несе на собі лопаті, взаємодіючі з вітром, споряджені полотнищами з еластичного матеріалу, які мають можливість розгортатися на всю площину лопаті та складатися в захисний чохол жорсткої конструкції, виконаний з листового матеріалу і прикріплений до каркаса лопаті, а осі лопатей, розміщені паралельно осі ротора, ділять площу кожного полотнища на дві частини: більшу та меншу, і розміщені на конструкції ротора по колу на однаковій відстані одна від одної, а кожна з лопатей, прикрі 2 (19) 1 3 87259 4 між поперечними жорсткими стержнями в одній площині з віссю лопаті паралельно їй; при цьому полотнище лопаті розділено по вертикалі щонайменше на дві частини, а кожна з частин полотнища забезпечена розтяжками із міцної тканини у вигляді плоских ременів, прикріплених до кожної частини полотнища лопаті і розміщених як по контуру кожної частини полотнища, так і перпендикулярно осі лопаті, з розділенням кожної частини полотнища на замкнуті по контуру розтяжками елементи, а кріплення кожної частини полотнища до подовжніх гнучких металевих стержнів лопаті виконано за допомогою металевих пристроїв, розміщених на гнучких металевих стержнях, що ковзають по них і з'єднані з кільцями, прикріпленими до поперечних розтяжок кожної частини полотнища; при цьому кріплення кожної частини полотнища виконано зверху до рухомої траверси, знизу до поперечного стержня каркаса лопаті за допомогою металевих пристроїв і кілець, прикріплених до подовжніх розтяжок, а траверса і поперечний стержень каркаса лопаті мають петлі під металеві пристрої. 2. Вітроенергетична станція за п.1, яка відрізняється тим, що як пристрої кріплення полотнищ до подовжніх гнучких стержнів застосовано металеві карабіни. 3. Вітроенергетична станція за п.1, яка відрізняється тим, що кожний замкнутий по контуру розтяжкою елемент кожної частини полотнища лопаті має увігнуту форму. 4. Вітроенергетична станція за п.1, яка відрізняється тим, що полотнища лопатей з еластичного матеріалу виконано з просоченням антифризом. 5. Вітроенергетична станція за п.1, яка відрізняється тим, що агрегатами, які споживають механічну енергію вала відбору потужності, служать генератори і механізми, що приводяться в дію безпосередньо від вала відбору потужності. Винахід належить до галузі вітроенергетики і може бути використаний в любій місцевості Земної кулі для повсякденного використання Богом даної екологічно чистої вітрової енергії. З аналогів винаходу відома вітроустановка, яка має вітроколесо з ободом закріплене на горизонтальному валі установленим на двох фермах жорстко з'єднаних з поворотною башнею, з катками, взаємодіючими з круговим рельсом по [а.с. СРСР №1534205 А1 F03D9/00. Також відомим є вітродвигун по [a.с. GPGP №1173059 Μ кл. F03D3/02, який має башню з установленою на ній поворотну головку, закріплені на ній симетрично відносно вала відбору потужності два робочі колеса з поворотними лопотями. Також відомим є вітроелектричний агрегат, який має групи вітроколес барабанного типу і електрогенератор з'єднаний з ними передаточним механізмом із ланцюгових і фрикціонних передач по [а.с. СРСР 1188365 А Μ кл. F03D3/02]. Також відомий вітродвигун приведений [на стор.13 від 14 червня 1989р. №24 в Літературній газеті CPCP]. Найбільш близьким прототипом до запропонованої конструкції станції є вітродвирун [В.Г.Елескіна а.с. СРСР №1483081 Α1 Μ кл. F03D3/02], який має на вертикальному валі робоче колесо, а також поворотні лопоті, вал з'єднаний з електрогенератором. Причинами які перешкоджають при використанні прототипу одержання очікувального технічного результату є: - конструкція металоємка, складна у виготовленні, складна при монтажі, складна при ремонті; - немає достатньої просторої жорсткості при роботі в умовах сильного вітру; - конструкція не захищена від штормового вітру; - при заданій конструкції лопоті не можуть бути виконаними великих розмірів для сприйняття слабкого вітру і сильного вітру; - при заданій конструкції прототипу його не можна використати повсюдно і повсякденно, так як він до цього не пристосований; - дуже складна система установки лопотів з робоче положення відносно напрямку вітру; - не передбачена зупинка робочого колеса на період ремонта. В основу винаходу поставлено задачу на основі вітроустановок, які включають в себе кінематично сполучені між собою по крайній мірі один пристрій для перетворення енергії вітру в механічну енергію, вал відбору потужності, агрегати споживаючі механічну енергію і гальмовий пристрій, створити роторно-парусну вітроенергетичну станцію шляхом зміни конструкції пристроїв для перетворення енергії вітру в механічну енергію, зміни конструкції вала відбору потужності і доповнення конструкції вала відбору потужності пристроями, забезпечуючими йому обертання в заданому діапазоні забезпечити повсюдне і повсякденне використання Богом даної вітрової енергії, збільшення потужності кожної установки окремо І станції в цілому, спрощення конструкції, забезпечення надійності в експлуатації, зниження собівартості виробництва електроенергії і терміну окупності станції, відмовлення від надмірного використання надр Землі, закриття атомних електростанцій, забезпечення безпеки льоту птахів і забезпечення роботи станції і діапазоні від штилю до шторму. Для здобуття поставленої задачі, роторно парусна вітроенергетична станція включає в себе кінематично сполучені між собою, по крайній мірі, один пристрій для перетворення енергії вітру в механічну енергію, вал відбору потужності, агрегати, споживаючі механічну енергію і гальмовий пристрій станції. Пристроєм для перетворення енергії вітру в механічну енергію є роторно-парусна вітроенергетична установка, яка має свій власний силовий вал, споряджений гальмівним пристроєм установки, обгінною муфтою, і кінематично сполучений з валом відбору потужності при допомозі мультиплікатора. Роторно-парусна вітроенергетична установка складається із ротора в вигляді жо 5 рсткої, просторої, обтічної конструкції, який має можливість обертатись кругом вертикальної вісі, установленої одним кінцем на радіально-опірний підшипник, розміщений на несучій конструкції приміщення, в якому знаходиться конічна зубчата передача, що з'єднує вісь ротора з власним силовим валом установки, а іншим кінцем вісь ротора опирається на підсипник втулки, розміщеної в місці перетину горизонтальних розтяжок, по крайній мірі, чотирьох жорстких, обтічних колон, споряджених захистом від грози, шарнірно закріплених до фундаментів і прикріплених також нахиленими розтяжками до фундаментів. Конструкція ротора несе на собі лопоті, взаємодіючі з вітром. Лопоті споряджені полотнищами. Полотнища мають можливість розгортатися на всю площину лопоті, та складатися в захисний чохол виконаний з жорсткої конструкції з листового матеріалу і закріплений до каркасу лопоті. Осі лопотів розміщені паралельно осі ротора, ділять площу кожного полотнища на дві різновеликі частини - одну більшу і одну меншу, і розміщені на конструкції ротора по колу на однаковій відстані одна від одної. Кожна з лопотів прикріплена до конструкції ротора гумовими поясами. Кожна лопоть також має можливість під тиском вітру повертатися більшою своєю частиною в своєму ний до секторі. Сектори задані ідентичними для даної установки, вістрям направлені в сторону обертання ротора і можуть мати розміри кута сектора від гострого кута до розвернутого кута. Розмір кута кожного сектора обмежений гумовими подушками, які розміщені по краях секторів на конструкції ротора. Зал відбору потужності виконаний один на всі установки станції, споряджений, по крайній мірі, одним маховиком, стабілізуючим частоту обертання вала відбору потужності від поривів вітру і роботи агрегатів, споживаючих механічну енергію. Вал відбору потужності також споряджений регулятором, регулюючим частоту обертання вала відбору потужності в заданому інтервалі і взаємодіючим з кожним із агрегатів, споживаючих механічну енергію, шляхом підключення (відключення) їх в роботу через мультиплікатори, а також взаємодіючим з тормозним пристроєм станції. Агрегатами, споживаючими механічну енергію валу відбору потужності, служать кінематично з'єднані з валом відбору потужності, по крайній мірі, один агрегат, який діє постійно, а також, по крайній мірі, один агрегат, який діє тимчасово, а також тормозний пристрій станції. Жорстка, простора, обтічна конструкція ротора складається із двох дисків, виконаних із радіально розміщених жорстких стержнів, з'єднаних між собою жорсткими розпірками і приєднаних жорстко до вертикальної осі, виконаної з жорсткої труби, а диски, в місцях приєднання розпірок до радіальних стержнів, з'єднані між собою жорсткими стержнями, а також зв’язками, розміщеними у вертикальних площинах. Жорстка обтічна конструкція ротора має біля кожної лопоті площадку для обслуговування лопоті, площадку для посадки оператора і ходові доріжки між ними, а також огородження доріжок і площадок. Кожна з лопотів ротора має також в своєму складі жорсткий каркас лопоті, лебідку, закріплену до каркасу лопоті, бло 87259 6 чки під замкнутий трос лебідки, закріплені до каркасу лопоті. Замкнутий трос лебідки. намотаний на барабан лебідки, нижнім кінцем прикріплений до траверси, а верхнім - до двох стропів, закріплених до цієї ж траверси, яка має можливість переміщатись по каркасу лопоті при допомозі роликів. Жорсткий каркас лопоті включає в себе жорсткий стержень вісі лопоті, по крайній мірі два жорсткі подовжні стержні, паралельні вісі лопоті, два поперечні жорсткі стержні і хибкі стержні (струни), натягнуті до поперечних жорстких стержнів, і розміщені в одній площині з віссю лопоті і паралельні їй. Полотнище лопоті виконане з еластичного матеріалу, розділене вертикально, по крайній мірі, на дві частини, а кожна 8 частим полотнища забезпечена каймою із міцної тканини в вигляді плоских ременів, прикріплених до кожної частини полотнища лопоті, і розміщених, як по контуру кожної частини полотнища, так і перпендикулярно вісі лопоті, і розділяючих кожну частину полотнища на замкнуті по контуру каймою ячейки. Кріплення кожної частини полотнища до подовжніх гибких металічних стержнів (струн) лопоті виконане металевими пристроями, одітими на подовжні металічні стержні (струни), ковзаючими по струнах і з'єднаними з кільцями закріпленими до поперечних кайм кожної частини полотнища. Кріплення кожної частини полотнища виконане зверху до рухомої траверси, а знизу до поперечного стержня каркасу лопоті при допомозі металевих пристроїв і кілець, закріплених до подовжніх кайм, при цьому траверса і поперечний стержень каркасу лопоті споряджені петлями під металеві пристрої. Вітроенергетична станція може бути виготовлена таким чином, що в якості металевих пристроїв кріплення полотнищ до подовжніх гибких стержнів (струн) служать металеві карабінчики. Вітроенергетична станція може бути виготовлена таким чином, що для кращого контакту з вітром, кожна замкнута по контуру каймою ячейка, кожної частини полотнища лопоті, мае в робочому стані ввігнуту форму, виконану при виготовленні кожної частини полотнища лопоті. Вітроенергетична станція може бути виготовлена таким чином, що барабан лебідки має можливість обертатися при допомозі електродвигуна, яким споряджена лебідка. Вітроенергетична станція може бути виготовлена таким чином, що кнопки управління електродвигунами лебідок розміщені на конструкції лопотів. Вітроенергетична станція може бути виготовлена таким чином, що управління електродвигунами лебідок виконане автоматичним, дистанційним і з залежності від швидкості вітру. Вітроенергетична станція може бути виготовлена таким чином, що управління кожною лебідкою виконане дублюючим, а саме оператором вручну з площадки по обслуговувані лопоті. Вітроенергетична станція може бути виготовлена таким чином, що для роботи в зимових умовах, полотнища лопотів із еластичного матеріалу пропитані антифризом. Вітроенергетична станція може бути виготовлена таким чином, що участки вала відбору поту 7 жності, які розміщені під кутом один до одного, з'єднані між собою хрестовинами. Вітроенергетична станція може бути виготовлена таким чином, що в якості агрегатів, споживаючих механічну енергію вала відбору потужності, служать як генератори, які виробляють електроенергію, так і механізми, які приводяться в рух безпосередньо від вала відбору потужності, без проміжного вироблення електроенергії. Фіг.1 показана роторно-парусна вітроенергетична станція. Кінематична схема. Фіг.2 - роторно-парусна вітроенергетична установка. Вид по А-А. Фіг.3 - роторно-парусна вітроенергетична установка. План. Фіг.4 - кінематична схема розміщення восьми лопотів роторно-парусної вітроенергетичної установки відносно напрямку вітру "Р". Фіг.5 - жорстка, простора, обтічна конструкція ротора роторно-парусної вітроенергетичної установки. План. Фіг.6 - те ж. Розріз по В-В. Фіг.7 -·лопоть, споряджена полотнищем, яке має можливість розгортатися на всю площину лопоті, та складатися в захисний чохол. Загальний вигляд. Фіг.8 - те ж. Траверса лопоті. Розріз по С-С. Фіг.9 - те ж. Розріз по D-D. Фіг.10 - те ж. Схема розміщення нижніх блочків і барабана лебідки. Розріз по Е-Е. Фіг.11- те ж. Кріплення полотна лопоті до траверси і до струн лопоті. Вузол А. Фіг.12 - те ж. Кріплення полотнища лопоті до поперечного стержня лопоті і до струн лопоті. Вузол В. Фіг.13 - те ж. Кріплення полотнища лопоті до струн лопоті. Вузол С. Фіг.14 - те ж. Розріз по F-F. Фіг.15 показана кінематична схема розміщення п'яти лопотів установки відносно напрямку вітру "P". Фіг.16 - те ж. Шести лопотів. Приклад 1. Роторно-парусна вітроенергетична станція включає в себе кінематично сполучені і між собою, по крайній мірі, один пристрій 2 для перетворення енергії вітру в механічну енергію, вал 3 відбору потужності, агрегати 4, 5, споживаючі механічну енергію вала 3 відбору потужності і гальмівний пристрій 6 станції. Пристроєм 2 для перетворення енергії вітру в механічну енергію є роторно-парусна вітроенергетична установка, яка має свій власний силовий вал 7, споряджений тормозним пристроєм 8 установки, і кінематично сполучений і з валом 3 відбору потужності при допомозі обгінної муфти 9. Роторно-парусна вітроенергетична установка складається із ротора в вигляді жорсткої, просторої, обтічної конструкції 10. Ротор має можливість обертатися кругом вертикальної вісі 11, установленої одним кінцем на радіально-опірний підшипник 12, розміщений на несучій конструкції 13, приміщення 14, в якому знаходиться конічна зубчата передача 15, що з'єднує вісь 11 ротора з власним силовим валом 7 установки. Іншим кінцем вісь 11 ротора опирається на підшипник 16 втулки 17, розміщеної в місці пе 87259 8 ретику горизонтальних розтяжок 18, по крайній мірі, чотирьох жорстких, обтічних колон 19, споряджених захистом 20 від грози, шарнірно закріплених до фундаментів 21 і прикріплених також нахиленими розтяжками 22 до фундаментів 21 і 23. Конструкція ротора несе на собі лопоті 24, взаємодіючі з вітром. Лопоті 24 споряджені полотнищами 25. Полотнища 25 мають можливість розгортатися на всю площину лопоті 24, та складатися в захисний чохол 26 полотнища 25, виконаний з жорсткої конструкції з листового матеріалу і закріплений до каркасу лопоті. Осі 27 лопотів 24 розміщені паралельно осі 11 ротора, ділять площу кожного полотнища 25 на дві різновеликі частини одну більшу і одну меншу. Осі 27 лопотів 24 розміщені на конструкції 10 ротора по колу, на однаковій відстані одна від одної. Кожна з лопотів 24 прикріплена до конструкції 10 ротора гумовими поясами 28. Кожна лопоть 24 має можливість під тиском вітру повертатися більшою своєю частиною в своєму секторі 29. Сектори 29 задані ідентичними для даної установки, вістрям направлені в сторону обертання ротора і можуть мати розміри кута α від гострого кута до розвернутого кута. Розмір кута α кожного сектора 29 обмежений гумовими подушками 30, які розміщені по краях секторів 29 на конструкції 10 ротора. Вал 3 відберу потужності станції виконаний один на всі установки станції, споряджений, по крайній мірі, одним маховиком 31, стабілізуючим частоту обертання вала 3 відбору потужності від поривів вітру і роботи агрегатів 4, 5, споживаючих механічну енергію. Вал 3 відбору потужності також споряджений регулятором 32, регулюючим частоту обертання вала 3 відбору потужності в заданому інтервалі і взаємодіючим з кожним із агрегатів 4, 5, споживаючих механічну енергію, шляхом підключення (відключення) їх в роботу через мультиплікатори, а також взаємодіючим 8 гальмівним пристроєм 6 станції. Агрегатами 4, 5, споживаючими механічну енергію вала 3 відбору потужності, служать кінематично з'єднані і з валом відбору потужності, по крайній мірі, один агрегат 4, який діє постійно, а також, по крайній мірі, один агрегат,5, який діє тимчасово, і гальмівний пристрій 6 станції. Жорстка, простора, обтічна конструкція 10 ротора складається із двох дисків, виконаних із радіально розміщених жорстких стержнів 33, з’єднаних між собою жорсткими розпірками 35, 35 і приєднаних жорстко до вертикальної осі, виконаної з жорсткої труби 36. Диски, в місцях приєднання розпірок 34, 35 до радіально розміщених жорстких стержнів 33, з'єднані між собою жорсткими стержнями 37, а також зв’язками з стержнів 38, 39, розміщених у всіх вертикальних площинах. Жорстка, обтічна конструкція 10 ротора має біля кожної лопоті 24 площадку 40 для обслуговування лопоті 24, площадку 41 для посадки оператора, ходові доріжки 42 між ними і огородження 43 доріжок 42 і площадок 40, 41. Кожна з лопотів 24 ротора має також в своєму складі жорсткий каркас лопоті, лебідку 44, закріплену до каркасу лопоті 24, блочки 45, 46, 47 під трос 48 лебідки 44, закріплені до каркасу лопоті 24. Замкнутий трос 48 лебідки 44 намотаний на барабан лебідки 44, нижнім кінцем прикріплений до траверси 49, а 9 верхнім - до двох строп 50, закріплених до цієї ж траверси 49, яка має можливість переміщатись по каркасу лопоті при допомозі роликів 51. Жорсткий каркас лопоті 24 включає в себе жорсткий стержень 52 вісі 27 лопоті 24, три жорсткі поздовжні стержні 53, 54, 55, паралельні вісі 27 лопоті 24, два поперечні жорсткі стержні 56, 57 і хибкі стержні (струни) 58, натягнуті до поперечних жорстких стержнів 56, 57, розміщені в одній площині з віссю 27 лопоті 24, і паралельні вісі 27. Полотнище 25 лопоті 24, виконане з еластичного матеріалу, розділене вертикально на чотири частини, кожна з яких забезпечена каймою 59, 60 із міцної тканини в вигляді плоских ременів, прикріплених до кожної частини полотнища 25 лопоті 24 і розміщених, як по контуру кожної частини полотнища 25, так і перпендикулярно вісі 27 лопоті 24 і розділяючих кожну частину полотнища 15 на замкнуті по контуру каймою 59, 60 ячейки. Кріплення кожної частини полотнища 25 до подовжніх хибких металічних стержнів (струн) 58 каркасу лопоті 24 виконане металевими пристроями 61, одітими на подовжні металічні стержні (струни) 58, ковзаючими по струнах, і з'єднаними з кільцями 62, закріпленими до поперечної кайми 60 кожної частини полотнища 25. Кріплення кожної частини полотнища 25 виконане зверху до рухомої траверси 49, а знизу до поперечного стержня 57 каркасу лопоті 24 при допомозі металевих пристроїв 61 і кілець 62, закріплених до подовжніх кайм 59. Траверса 49 і поперечний стержень 57 каркасу лопоті 24 споряджені петлями під металеві пристрої 61. Роторно-парусна вітроенергетична станція працює слідуючим чином: При штилі гальмівні пристрої установок, силові вали 7 установок, вал 3 відбору потужності, агрегати 4, 5, споживаючі механічну енергію і гальмівниний пристрій 6 станції нерухрмі і відключені один від одного. При появі вітру, звідки б вітер не повіяв, і якої б сили він не був, кожна лопоть 24 установок, незалежно від кількості лопотів 24, розміщених на конструкції 10 ротора (3, 4, 5, 6, 7, 8 чи більше) за декілька секунд під дією вітру "Р", дією гумових подушок 30 і гумових поясів 28, займає відносно напрямку вітру таке положення лопоті 24, яке показане на кінематичній схемі розміщення лопотів (Фіг.4), якщо вона в даний момент знаходиться відносно осі 11 ротора і відносно напрямку вітру "Р" в даному місці (І, II, III, ІY, Y, YІ, YІІ, YIII). Таке положення кожної лопоті 24 в залежності від сили вітру, забезпечене завдяки тому, що оcі лопотів ділять площу кожного полотнища 25 на дві рівновеликі частини - одну більшу і одну меншу, завдяки наявності зорієнтованих секторів 29 повороту кожної лопоті 24, наявності гумових подушок 30, обмежуючих сектор 29, а зміна положення лопоті 24 відносно напрямку вітру "Р", наприклад, з місця і на місце II, з місця II на місце III, і т.д., відбувається завдяки повороту ротора установки. Так, наприклад, якщо кожний сектор 19 повороту лопоті 24 даної установки направлений своїм вістрям по напрямку обертання годинникової стрілки, має кут "α" 90° і бісектриса цього кута перпендикулярна прямій, що з'єднує в плані вісь 11 ротора з віссю 27 лопоті 24, то: 87259 10 В місці І вітер від слабкого до сильного діє паралельно площині лопоті 24. В місці II вітер від слабкого до сильного діє на площину лопоті 24 справа під кутом від 43° до 0°. В місці III вітер від слабкого до сильного діє на площину лопоті 24 справа під кутом від 90° до 45°. В місці ІY вітер від слабкого до сильного діє на площину лопоті 24 зліва під кутом від 45° до 90°. В місці Y вітер від слабкого до сильного діє на площину лопоті 24 зліва під кутом від 0° до 45°. В місці YІ нестійке положення лопоті 24, при якому вітер діє паралельно площині лопоті 24, змінюється за декілька секунд на стійке положення, при якому вітер від слабкого до сильного діє на площину лопоті 24 справа під кутом від 45° до 90°. В місці YІІ вітер від слабкого до сильного діє на площину лопоті 24 зліва під кутом від 90° до 43°. В місці YІІІ вітер від слабкого до сильного діє на площину лопоті 24 зліва під кутом від 45° до 0°. в проміжках між місцями І, II, III, ІY, Y, YІ, YІІ, YIII вітер діє на площину лопоті 24 під перехідними між ними кутами. Таким чином вітрова нагрузка на лопоті 24, які знаходяться в любому місці, крім місця І, примушує ротор установки обертатися за годинниковою стрілкою, а вертикальному валу ротора передається крутящий момент перемінного значення, залежно від поривів вітру. Крутящий момент від вертикального вала ротора через конічну передачу передається своєму власному силовому валу 7 установки. При початку обертання силовий вал 7 кожної установки підключається через обгінну муфту 9 і мультиплікатор і до вала 3 відбору потужності, який починає розкручуватись разом з маховиком 31 від нульової швидкості до верхньої межі швидкості заданого Інтервалу обертання вала 3 відбору потужності. В момент, коли вал 3 відбору потужності досягає верхньої межі заданого інтервалу швидкості, регулятор 32 швидкості обертання валу 3 відбору потужності підключає через мультиплікатор і перший агрегат 4, споживаючий механічну енергію вала 3 відбору потужності. При наростанні нагрузки підключаються регулятором 32 почергово по одному всі агрегати, споживаючі механічну енергію, а при необхідності і гальмівний пристрій 6 станції. При спаді вітрового навантаження, або II коливанні, регулятор 32 відключає почергово, або підключає почергово агрегати 4, 5, споживаючі механічну енергію, або гальмівний пристрій 6 станції, і тримає обертання вала 3 відбору потужності в заданому інтервалі. Якщо необхідно зупинити любу установку для ремонту, чи по екстремальній необхідності, то це виконується гальмівним пристроєм 8 установки, а також опусканням полотнищ 25 лопотів 24 і при допомозі обгінної муфти 9. При значнім зменшенні швидкості вітру, установки при допомозі обгінних муфт 9 автоматично відключаються від вала 3 відбору потужності, поступово відключаються регулятором 32 від вала 3 відбору потужності агрегати 4, 5, споживаючі механічну енергію, і відключаються до тих пір, поки маховик 31 вала відбору потужності не віддасть повністю свою енергію останньому агрегату 4, споживаючому механічну енергію вала 3 11 відбору потужності, що можливе тільки при штилі. При необхідності, в залежності від сили вітру, полотнища 25 лопотів 24 можуть бути опущені на половину площини полотнищ 25, чи на любу II частину. При наближенні шторму, при штормовому попередженні, кожне полотнище 25 лопотів 24 установок станції механічно, автоматично, або вручну ховається в захисний чохол 26 і в роботі роторів приймають участь тільки площини чохлів 26, виконані жорсткої конструкції, які витримують шторм і ураганний вітер. Після ураганного вітру 87259 12 полотнище 25 лопотів 24 розгортаються на повну площину, чи на любу II частину, і станція працює в заданому режимі. Таким чином роторно-парусна вітроенергетична станція може працювати в інтервалі від штилю до шторму, має перемінну потужність, при цьому постійна складова частина потужності використовується агрегатами 4, по основному призначенню станції, а перемінна складова частина потужності використовується агрегатами 5, які діють тимчасово по допоміжному призначенню станції. 13 87259 14 15 87259 16 17 87259 18 19 87259 20 21 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 87259 Підписне 22 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюRotary sail-driven wind power plant
Автори англійськоюKykot Hryhorii Dmytrovych
Назва патенту російськоюРоторно-парусная ветроэнергетическая станция (рпвэс)
Автори російськоюКикоть Григорий Дмитриевич
МПК / Мітки
МПК: F03D 3/02
Мітки: вітроенергетична, станція, роторно-парусна, рпвес
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/11-87259-rotorno-parusna-vitroenergetichna-stanciya-rpves.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Роторно-парусна вітроенергетична станція (рпвес)</a>
Попередній патент: Установка для піролізної переробки вуглевмісної сировини
Наступний патент: Підшипникова опора бурового долота
Випадковий патент: Призмовий спектрометр