Щогла вітроагрегата

Щогла вітроагрегата, що містить пальовий фундамент, залізобетонну плиту, обертову раму, вертикальний і три нахильних ґратчастих стояки, генератор з вітроколесом, флюгери і з'єднуючі елементи, яка відрізняється тим, що вертикальний і три нахильних стояки виконані однакової довжини, причому між хрестовинами з діаметрально протилежних сторін застосовані з'єднуючі стрижні, оснащені муфтами натягу, за допомогою яких кут між напруженими розтяжками і віссю вертикального стояка утворений в межах 1520° і уточнений розрахунком, нахильні стояки обперті на вертикальний стояк на рівні першої хрестовини від його верхівки з кутом нахилу між ними в межах 12-15° з уточненням розрахунком, обертова рама розширена в плані до розміру, необхідного для обпирання коліс на кільцеподібну рейку, муфти натягу розміщені по всіх в'язях ґратчастих стояків, двопелюсткові флюгери оснащені розтяжками, встановленими між ними і крайніми нахильними стояками, а центр ваги вітроагрегата вкупі з щоглою розміщений на відстані 1,5-2 м від осі вертикального стояка і уточнений розрахунком Винахід відноситься до галузі нетрадиційної енергетики і, зокрема, до конструкцій щогли вітроагрегата Відома конструкція щогли вітроагрегата, яка складається з центрального стовбура, виконаного з окремих секцій сталевих труб, з'єднаних на фланцях за допомогою болтів і СТІЙКІСТЬ якої забезпечена розтяжками, з'єднаними з стовбуром у двох рівнях КІЛЬКІСТЬ розтяжок в одному ярусі складає З одиниці Нижні КІНЦІ розтяжок з'єднані окремими з фундаментами КІЛЬКІСТЬ секцій центрального стовбура складена з трьох - чотирьох одиниць Натяг розтяжок виконують муфтами натягу Недоліками цієї конструкції є необхідність влаштовувати під кожну розтяжку фундамент, розтяжки з часом треба підтягувати, зусилля від розтяжок передається на центральний стовбур від чого його несуча спроможність знижується, СТІЙКІСТЬ центрального стовбура залежить від відстані між місцями приєднання розтяжок і величини їх натягу Інформація про цей аналог міститься у журналі "Wind Directions" March 2001 crop 22 Найбільш близьким по суті замовленого є технічне рішення, згідно якого щогла складена з попередньо напружених вертикального і трьох нахильних ґратчастих стояків, які мають довжину у 3/4 - 4/5 від довжини вертикального Останній встановлений на палю з можливістю обертатись навколо вертикального стояка в купі з нахильними стояками, які з'єднані з ним в'язями Вся система у складі стояків з гондолою і флюгерами базується на обертовій рамі і забезпечена можливістю рухатись по колу за допомогою колес, обпертих по рейках і встановлених на залізобетонній плиті Кут між нахильними стояками у плані становить 45°, центр тяжіння вітроагрегата вкупі з щоглою знаходиться на відстані 0,5 - 0,8м від вертикального стояка Анкерний обмежувальний пристрій забезпечує вітроагрегат від втрати загальної СТІЙКОСТІ ЦЯ конструкція прийнята за прототип Публікація міститься у бюлетені № 4 Патент 38218А від 15 05 2001 Недоліки прототипу - Недостатня КІЛЬКІСТЬ ґратчастих стояків з тієї причини, що розтяжки, маючи малий кут зміни напрямку (переламу) у точках приєднання до хрестовин і недостатньо їх обтискують - Необхідність зменшувати крок між хрестовинами для підвищення СТІЙКОСТІ стояків, що приводить до перевитрати матеріалу - В точці приєднання нахильних стояків до вертикального стояка утворюється значний момент О о 49700 від її вітроколеса - Флюгери консольно защемлені на вертикальному стовбурі стояка і не мають горизонтальних в'язів - Застосовані однопелюсткові флюгери, чутливість яких недостатня - Муфти натягу в'язів застосовані тільки в нижніх поясах ґратчастих стояків - Кут нахилу нахильних стійок становить біля 10°, що недостатньо - Необхідність виготовляти два типорозміри ґратчастих стояків, а тому треба будувати два стенди Таким чином, головними недоліками прототипу є його недостатня загальна і місцева СТІЙКІСТЬ В основу винаходу поставлена задача створення щогли вітроагрегата, конструктивні особистості якої забезпечили б підвищення його загальної і місцевої СТІЙКОСТІ при одночасному заощадженні матеріальних і трудових ресурсів Це досягнуто тим, що у щогли вітроагрегата у складі палевого фундаменту, залізобетонної плити, обертової рами, вертикального і трьох нахильних ґратчастих стояків, генератора з вітроколесом, флюгерів і з'єднуючих елементів, вертикальний і три нахильні стояки виконані однакової довжини, причому між хрестовинами з діаметрально протилежних сторін застосовані з'єднуючи стрижні, оснащені муфтами натягу за допомогою яких кут між напруженими розтяжками і віссю вертикального стояка утворений в межах 15 - 20° і уточнений розрахунком, нахильні стояки обперті до вертикального стояка на рівні першої хрестовини від його верхівки з кутом нахилу між ними в межах 1 2 - 1 5 ° з уточненням розрахунком, обертова рама розширена в плані до розміру, необхідному для обпирання колес на кільцеподібну рейку, муфти натягу розміщені по всіх в'язках ґратчастих стояків, двохлелюсткові флюгери оснащені розтяжками, встановленими між ними і крайніми нахильними стояками, а центр тяжіння вітроагрегата вкупі з щоглою розміщений на відстані 1,5 - 2м від ВІСІ вертикального стояка по ВІСІ Х-Х у бік нахильних стояків і уточнений розрахунком Між суттєвими ознаками і задачею винаходу існує наступний причинно-наслідковий зв'язок - На відміну від прототипу, у якому КІЛЬКІСТЬ хрестовин у ґратчастих чотирьох стояках становить "п" одиниць, у замовленому винаході вона зменшена на ш'2 одиниць без зниження СТІЙКОСТІ стояка - На відміну від прототипу, у якому відсутні з'єднуючі стрижні з муфтами натягу, у замовленому винаході вони застосовані - На відміну від прототипу, у якому кут зміни напрямку розтяжок (кут переламу), від якого залежить величина тиску на хрестовини від дії розтяжок, становить 1 - 2°, у замовленому винаході він збільшений до 15 - 20° - На відміну від прототипу, у якому довжина нахильних стояків на 1/3 - 1/4 менше порівняно з вертикальним стояком, у замовленому винаході вони однакові - На відміну від прототипу, у якому на вертикальний стояк у точці приєднання нахильних стояків діє згинаючий момент R-1, у замовленому винахо ді величина і у 2 - 3 рази менша і ВІДПОВІДНО меншу величину має згинаючий момент На відміну від прототипу, у якому куг нахилу нахильних стояків до вертикального становить 10°, у замовленому винаході він збільшений до 12 15° - На відміну від прототипу, у якому центр тяжіння генератора вкупі з вітроколесом і щоглою знаходиться на відстані 0,5 - 0,8м від вертикального стояка, у замовленому винаході ця відстань становитиме 1,5 - 2м - На відміну від прототипу, у якому СТІЙКІСТЬ СТОЯКІВ забезпечена в'язями, що розміщені у їх нижньому поясі, у замовленому винаході вони розміщені по всій їх довжині - На відміну від прототипу, у якому застосовані однопелюсткові флюгери, у замовленому винаході застосовані більш чутливі двопелюсткові - На відміну від прототипу, у якому співвідношення між висотою вертикального стояка і діаметром кільцеподібної рейки становить 4,5, у замовленому винаході воно збільшено до 6, тобто СТІЙКІСТЬ щогли підвищена на 25% - На відміну від прототипу, у якому флюгери жорстко закріплені тільки до вертикального стовбура, у замовленому винаході додатково застосовані горизонтальні в'язі Суть винаходу пояснюється кресленнями, на яких зображено На фіг 1 загальний вигляд вітроагрегата, На фіг 2 план вітроагрегата по 1-1, На фіг 3 вид вітроагрегата збоку Щогла вітроагрегата має наступні матеріальні об'єкти генератор 1, вітроколесо 2, флюгери 3, 4, вертикальний стояк 5, підшипник 6, фундамент 7, нахильні стояки 8, обертову раму 9, колесо 10, кільцеподібну рейку 11, залізобетонну плиту 12, в'язі 13 до стояків 5 і 8, муфти натягу 14 до в'язів 13, хрестовини 15 до обертової рами 9, обмежувальний пристрій 16, горизонтальні в'язі 17 до флюгерів 4 Вітроагрегат працює наступним чином Власна вага і вітрові навантаження R на вітроагрегат у складі генератора 1, вітроколеса 2, флюгерів 3 і 4, вертикального стояка 5 через посередництво підшипника 6 передана на палевий фундамент 7 Додатковий до власної ваги конструкцій тиск R від вітру за допомогою нахильних стояків 8, обертової рами 9 з в'язями 15, колес 10 і кільцеподібної рейки 11 переданий на залізобетонну плиту 12 Всі перелічені елементи працюють переважно на стиск В'язі 13 З муфтами натягу 14, встановлені на кожній з них, забезпечують СТІЙКІСТЬ нахильних стояків 8 Обертова рама 9 підсилена хрестовими в'язями 15, забезпечує їх СТІЙКІСТЬ Кут між віссю вертикального 5 і нахильного стояками 8 становить 12 - 15° Обмежувальний пристрій 16 попереджує втрату СТІЙКОСТІ вежі від вітрового перевантаження При ЗМІНІ напрямку вітру скручуючі моменти Мі, Мг і Мз від флюгерів 3 і 4 передані на стовбур вертикального стояка 5 у різних точках, що розподіляє ці моменти по довжині стовбура Згинаючий момент М кр прикладений на рівні першої хрестовини від верхівки стовбура, а тому має незначну величину 49700 Рівнодіюча R від вітрового навантаження дещо розвантажує вертикальний стояк 5 і збільшує навантаження на нахильні стояки 8Двопелюсткові флюгери 3 і 4 забезпечують необхідну його чутливість при малій швидкості не менше 1м/с Реалізація винаходу забезпечить досягнення таких показників Місцева СТІЙКІСТЬ ґратчастих стояків підвищиться в 1,5 рази Загальна СТІЙКІСТЬ вітроагрегата зросте на 25% Діапазон використання швидкості вітру розшириться на 15% ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71