Пристрій для видалення льоду з лопатей вітрової трубіни

Реферат: UA 105653 U UA 105653 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до способів боротьби з обмерзанням поверхні лопатей вітрових турбін, зокрема термічних способів. Відомий пристрій для видалення льоду з лопатей вітрової турбіни, що містить джерело електричного струму для генерації імпульсів електричного струму і перетворювач імпульсів електричного струму в механічну імпульси [Levin І.Α., Levin A.Y., Fedorov N.E. et al., Device for removing ice from surfaces of thin-walled structures, US Patent 3809341, 7.5.1974]. Недоліком системи є необхідність проведення монтажу складних електричних схем в тілі лопатей, в тому числі під робочими поверхнями, що призводить до ускладнення структури лопатей і вимагає постійного контролю та ремонту. Відомий пристрій для видалення льоду з лопатей вітрової турбіни, що містить тепловий резервуар, вентилятори і систему отворів для виходу теплого повітря [Bahuguni Α., Kandasamy R., Wong V. Η., De-icing of a wind turbine blade, US Patent Application 20150125297 A1, 7.5.2015]. Недоліком системи є суттєве ускладнення структури лопатей, що вимагає додаткових операцій при виготовленні лопатей, погіршує їх механічні властивості та підвищує вартість виготовлення лопатей. За найближчий аналог взято відомий пристрій для видалення льоду, що містить електротермічні пристрої, які розміщені в окремих зонах поверхні лопатей і перетворюють електричну енергію у вигляді трифазного електричного струму в теплову [Mullen J., Schroeder G., Ice protection system, US Patent 8827207, 9.9.2014]. Недоліком системи є необхідність додаткового облаштування поверхневих зон лопатей електричними комунікаціями, що призводить до ускладнення конструкції лопатей і вимагає постійного контролю та ремонту. Обмерзання лопатей вітрової турбіни призводить до проблем з нормальним режимом експлуатації турбіни і може знизити продуктивність її роботи на 20-40 %. В основу корисної моделі поставлена задача залучення системи дзеркал до термічного впливу сонячного випромінювання на поверхню лопатей, що обмерзли, з метою розтоплення льоду і видалення його з поверхні лопаті. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для видалення льоду з лопатей вітрової турбіни містить вежу і ротор з лопатями. До вежі прикріплена мобільна платформа з кількома дзеркалами, яка може рухатись в горизонтальному і вертикальному напрямах, а кожне дзеркало обладнане механізмом управління і керується командами програми наведення. Кожне з дзеркал наводиться на сонце так, щоб віддзеркалення падало на одну і ту ж зону лопаті. Концентроване таким чином сонячне випромінювання розтоплює лід на певній ділянці поверхні лопаті. Потім зону нагріву зміщують у потрібному напрямку і продовжують цей процес до повного видалення льоду з лопаті. Послідовно переходять до нагрівання інших лопатей ротора. Кожне дзеркало має бути обладнане механізмом управління і керуватись командами програми наведення. Також вся платформа з дзеркалами має рухатись в потрібному напрямі і на належній висоті. Після проведення операції видалення льоду з лопатей ротора платформу з дзеркалами опускають на рівень землі і прилаштовують на місце базування. Суть корисної моделі пояснює креслення. На кресленні показано принципову схему дії пристрою, що пропонується для видалення льоду з лопатей вітрової турбіни. На вежі 1 встановлено ротор 2 з лопатями. До цієї ж вежі 1 прилаштована мобільна платформа 3 з дзеркалами 4 і 5. Пристрій працює наступним чином. Ротор 2 з лопатями виставляють за сонцем. Платформу 3 з дзеркалами 4 і 5 виводять на позицію проти сонця навпроти ротора 2. За допомогою механізмів наведення та слідкування за сонцем (на кресленні не показані) дзеркала 4 і 5 орієнтують так, щоб відбите ними сонячне випромінювання падало на одну і ту ж ділянку поверхні лопаті. Нагрітий до певної температури лід тане і зону нагріву переміщують на сусідню ділянку поверхні лопаті. Таким чином видаляють лід з однієї лопаті. Потім в зону дії дзеркал переводять другу лопать, а потім третю. Приклад здійснення корисної моделі. Лопаті ротора вітрової турбіни типу W2 діаметром 1,5 м при експлуатації в березні фрагментарно покрилися льодом, внаслідок чого в кінці кінців прийшлось зупинить ротор. В сонячний день турбіну повернули проти сонця. Платформу з чотирма дзеркалами виставили навпроти нижньої лопаті ротора. Кожне дзеркало мало форму прямокутника з розмірами 20 на 40 см. Кожне дзеркало було виставлене так, щоб відбиті сонячні промені від кожного дзеркала падали на одну і ту ж ділянку поверхні лопаті. Через 30 секунд льодова пляма товщиною 1,5 мм була розтоплена. Потім взаємним переміщенням платформи і лопатей ротора була поступово висвітлена вся поверхня лопаті. Після цього дві інші лопаті по черзі були переміщені в нижню позицію і таким же чином очищені від льоду. Вся операція по видаленню льоду з лопатей 1 UA 105653 U 5 вітрової турбіни зайняла не більше 10 хвилин, після чого ротор запрацював у нормальному режимі. Застосування мобільної платформи з кількома дзеркалами дало змогу видалити лід з лопатей вітрової турбіни, що дозволило експлуатувати турбіну далі у несприятливих погодних умовах і таким чином підвищити ефективність її роботи. Корисна модель може бути основою створення дзеркальних систем для видалення льоду з лопатей вітрової турбіни і полегшення ефективної експлуатації турбіни в несприятливих погодних умовах. 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 Пристрій для видалення льоду з лопатей вітрової турбіни, що містить вежу і ротор з лопатями, який відрізняється тим, що до вежі прикріплена мобільна платформа з кількома дзеркалами, яка може рухатись в горизонтальному і вертикальному напрямах, а кожне дзеркало обладнане механізмом управління і керується командами програми наведення. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2