Вітроенергетична установка

Вітроенергетична установка, що містить щоглу, вітроколесо, передачу та енергоперетворювач, яка відрізняється тим, що щогла виконана у вигляді двох труб, встановлених телескопічно, з'єднаних шарнірно упорним підшипником, нижня труба більшого діаметра, її верхня частина з'єднана чотирма розтяжками з анкерами, закріпленими у ґрунті, а нижній кінець опирається на фундамент шарнірно, кінці труби з'єднані чотирма прутками, C2 2 (19) 1 3 нтаження на щоглу, що зменшує надійність та збільшує матеріалоємність. Задача винаходу - підвищення коефіцієнта використання енергії вітрового потоку, площі, що омітається, ефективності, надійності та зменшення матеріалоємності. Поставлена задача вирішується тим, що у вітроенергетичній установці, що містить щоглу, вітроколесо, передачу та енергоперетворювач, згідно з винаходом, щогла виконана у вигляді двох труб, встановлених телескопічно, з'єднаних шарнірно упорним підшипником, нижня труба більшого діаметра, її верхня частина, з'єднана чотирма розтяжками з анкерами, закріпленими у ґрунті, а нижній кінець опирається на фундамент шарнірно, кінці труби з'єднані чотирма прутками, відведеними від стінки труби хрестовиною, утворюючи просторову ферму, верхня труба меншого діаметра, на її верхньому кінці, закріплена горизонтальна вісь, з'єднана шарнірно з вітроколесом велосипедного типу; вітроколесо виконане у вигляді з'єднаних між собою дворядної втулки, спиць та ободу, лобова площа ободу покрита жорстким обтікачем, а на зовнішній поверхні ободу закріплена низка лопатей, їх вільні кінці з'єднані між собою зовнішнім ободом з відігнутою кромкою у вигляді конфузора; вітроколесо з'єднане передачею з електрогенератором, закріпленим до труби кронштейном; до труби шарнірно закріплена середньою частиною рульова штанга з рульовою лопаттю на кінці, що має можливість вільно обертатися в межах прямого кута між двома обмежувачами, виконаними у вигляді прутів, закріплених кінцями до труби в горизонтальній площині, рульова штанга притиснута до одного з обмежувачів, паралельна осі робочого колеса, вільний кінець цього обмежувача з'єднаний з вантажем шнуром, прокладеним через блок на середній частині рульової штанги та блок на її вільному кінці, вільний кінець другого обмежувача з'єднаний з парашутом шнуром, прокладеним через блок на середній частині рульової штанги та направляюче кільце на її кінці. Суть винаходу показана на кресленнях. Фіг.1. Вітроенергетична установка у перерізі (фронтальна проекція) Фіг.2. Рульова штанга (аксонометрична проекція) Вітроенергетична установка (Фіг.1) складається з щогли, виконаної у вигляді двох труб, встановлених телескопічно, нижня труба 1 більшого діаметра, верхня труба 2 меншого діаметра, вони з'єднані упорним підшипником 3, кінці труби 1 з'єднані чотирма прутками 4, відведеними від її стінки хрестовиною 5, утворюючи просторову ферму, нижній кінець труби 1 закріплений до фундаменту 6 шарнірно, а в площині хрестовини 5 чотирма розтяжками 7 до анкерів 8, у верхній частині труби 2 закріплена горизонтальна вісь 9, на ній шарнірно закріплена дворядна втулка 10, з'єднана спицями 11 з ободом 12, лобова площа ободу покрита жорстким обтікачем 13, на зовнішній поверхні ободу 12 закріплена низка лопатей 14, їх вільні кінці з'єднуються між собою зовнішнім ободом 15 з відігнутою кромкою у вигляді конфузора, утворюючи вітроколесо, яке з'єднане передачею 16 з 95023 4 електрогенератором 17, закріпленим до труби 2 кронштейном 18, на трубі 2 (Фіг.2) шарнірно закріплена середньою частиною рульова штанга 19 з рульовою лопаттю 20 на кінці, вона вільно обертається в межах прямого кута між двома обмежувачами 21, 22, виконаними у вигляді прутів, закріплених кінцями до труби 2 у горизонтальній площині, рульова штанга притиснута до обмежувача 21, паралельна осі вітроколеса, кінець обмежувача 21 з'єднаний з вантажем 23 шнуром 24, прокладеним через блок 25, встановлений на середній частині рульової штанги 19 та блок 26 на її вільному кінці, кінець обмежувача 22 з'єднаний з парашутом 27 шнуром 28, прокладеним через блок 29, закріплений на середній частині рульової штанги 19, та направляюче кільце 30 на її кінці. Вітроенергетична установка працює наступним чином. Вітровий потік обтікаючи обтікач 13 вітроколеса збільшує тиск повітря на його лобовому боці та зменшує тиск повітря на тильному боці, це приводить до збільшення швидкості руху повітря на зовнішній поверхні ободу 12, взаємодія вітрового потоку з відігнутою кромкою зовнішнього ободу 15 теж приводить до збільшення швидкості руху повітря на внутрішній поверхні зовнішнього ободу 15, потік повітря між ободом 12 та зовнішнім ободом 15 проходить при підвищеній швидкості і взаємодіє з низкою лопатей 14, при цьому утворюється обертальний момент, що обертає вітроколесо, утворюючи механічну потужність, яка передається передачею 16 електрогенератору 17, що перетворює її в електричну потужність, при цьому вантаж 23 знаходиться в нижньому стані, шнур 24 притискує блоком 25 рульову штангу 19 до обмежувача 21, рульова штанга 19 з лопаттю 20 повертає трубу 2 на упорному підшипнику 3 при зміні напрямку вітру і орієнтує вісь робочого колеса паралельно напрямку вітрового потоку. При збільшенні швидкості вітрового потоку до небезпечної величини сила, діюча на парашут 27 перевищує вагу вантажу 23 та сили тертя в шарнірах, вантаж 23 підіймається, рульова штанга 19 залишається нерухомою паралельно напрямку вітрового потоку, а обмежувачі 21, 22, труба 2 з вітроколесом обертаються, вітроколесо частково або повністю виходить з робочого стану, попереджуючи збільшення навантаження на конструктивні елементи вітроенергетичної установки, запобігаючи її руйнуванню. При зменшенні швидкості вітрового потоку до безпечної величини сила, діюча на парашут 27 зменшується, вантаж 23 опускається, обмежувачі 21, 22, труба 2 з вітроколесом обертаються в протилежному напрямку в попередній робочий стан. Виконання щогли у вигляді двох труб, встановлених телескопічно, з'єднаних упорним підшипником, та з'єднання кінців нижньої труби чотирма прутками, розведеними хрестовиною, збільшують її стійкість та жорсткість, що зменшує матеріалоємність; покриття всієї площі ободу жорстким обтікачем, розміщення низки лопатей за межами ободу та з'єднання їх вільних кінців зовнішнім ободом з відігнутою кромкою збільшує площу, що омітається, вітроколеса та коефіцієнт використання вітрового потоку; кінематичний зв'язок шнурами 5 95023 обмежувачів, блоків на рульовій штанзі з вантажем та парашутом дозволяє автоматично захистити вітроенергетичну установку від руйнування при закритичній швидкості вітрового потоку, що підвищує її ефективність та надійність. Джерела інформації: Комп’ютерна верстка А. Рябко 6 1. В.П. Глущенко. Применение ветродвигателей в сельском хозяйстве. С. 28. Южное отделение МАШГИЗ Киев-Москва 1959. 2. В.П. Глущенко. Применение ветродвигателей в сельском хозяйстве. С.7. Южное отделение МАШГИЗ Киев-Москва 1959. Підписне Тираж 24 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