Вітроелектричний агрегат конструкції є.б.левіна

1. Вітроелектричний агрегат, який містить приєднаний до поворотної головки башти агрегату корпус, що містить всередині електрогенератор, на горизонтальному валу якого вмонтоване вітроколесо, за лопатями якого розміщується конфузор, який відрізняєтъся тим, що башта або інший постамент агрегату обладнані спеціальним "оголовком", всередині якого вертикально вмонтований електрогенератор, обладнаний вітроколесом, принаймні чотири лопаті якого входять всередину обичайки корпуса, конструкція якого, з одного боку, є концентратором енергії вітру у вигляді "конфузора-розтруба", ви хідним отвором якого є вище згадана обичайка, навколо якої, з другого боку, конструкційно формується поворотна платформа, яка, за допомогою "роликового прижимного пристрою", прилаштована шарнірно до "оголовка" башти, для забезпечення можливості обертання корпуса агрегату навколо нерухомого електрогенератора U 2 (19) 1 3 31160 порожнини (у найбільш вузькому розрізі її) досягає своєї максимальної потужності. Недоліками конструкції [3] є її великі матеріаломісткість і габарити, що не уможливлює використання її в якості мобільного елементу будь-якого технічного пристрою (наприклад, на вітроенергетичному агрегаті). Відома конструкція вітроелектричного агрегата [4], який має, приєднаний до поворотної головки башти агрегата, корпус, що містить в середині електрогенератор, на горизонтальному валу якого монтується вітроколесо, за лопатями (не менше чотирьох) якого розмішується конфузом прототип. Недоліком прототипу [4] є конструкційна помилка: розміщення конфузора агрегата за лопатями вітроколеса зводить нанівець ефект підвищення напору повітряного потоку, який утворюється на вихідному отворі конфузора. В основу корисної моделі "Вітроелектричний агрегат конструкції Є.Б. Левіна" поставлена задача розробити таку конструкцію агрегата, яка б дозволила використовувати його за призначенням (без зупинок) у широкому діапазоні швидкостей повітряного потоку: від 4м/с до буревію. Суть пропонуємої корисної моделі складає сукупність таких суттєви х ознак: по-перше, башта (або інший постамент агрегата) обладнується спеціальним “оголовком”, всередині якого вертикально монтується електрогенератор, обладнаний вітроколесом, лопаті якого (не менше чотирьох) входять всередину обичайки корпуса, конструкція якого (з одного боку) являє собою концентратор енергії вітру у вигляді “конфузора – розтруба”, ви хідний отвір якого являє собою вище згадану обичайку, навколо якої (з другого боку) конструкційно формується поворотна платформа, яка, за допомогою "роликового прижимного пристрою", прилаштовується шарнірно до “оголовка” башти, чим, для корпуса агрегата, забезпечується можливість обертатись навколо нерухомого електрогенератора за рахунок функціональних можливостей, розташованого на корпусі (зовні “конфузора - розтруба”), віндроза, що несе на собі “елерон”, який під дією повітряних потоків вмикає (або вимикає) пристрій для саморегуляції роботи агрегата (під час дії у його довкіллі повітряних потоків з швидкостями неадекватними технічним параметрам агрегата) - тим самим регулюється кількість маси повітряних потоків, що входять у вхідний отвір “конфузора - розтруба”; по-друге, загальна конструкція пристрою для регулювання кількості повітряної маси, що надходить у вхідний отвір конфузора, включає в себе, закріплений (зверху поворотної платформи корпуса під вхідним отвором “конфузора – розтруба”) і, обладнаний “натяжною пружиною”, “натяжний вал”, до якого, одним своїм кінцем, жорстко кріпиться і (далі) накручується на нього (за допомогою натяжної пружини) “рольова засувка”, вільний кінець якої обладнується спеціальною “цапфою”, завдяки якої “рольова засувка” може (під час її розкручування) вертикально пересуватись по трьох (встановлених 4 на торці “конфузора-розтруба”), металевих направляючих за допомогою “тросово - блокової системи”, яка з'єднує між собою цапфу “рольової засувки” і “елерон”. Сутність корисної моделі пояснюється кресленнями і їх докладним описом, де: на Фіг.1 зображено загальний вигляд (в розрізі) вітроелектричного агрегата; на Фіг.2 показано вигляд А' вітроелектричного агрегата на Фіг.1 під час роботи агрегата у нормальних погодних умовах (швидкість повітряного потоку не перевищує 15м/с); на Фіг.3 показано вигляд А" вітроелектричного агрегата на Фіг.1 під час роботи агрегата в умовах буревію; на Фіг.4 показано вигляд Б вітроелектричного агрегата на Фіг.2. "Вітроелектричний агрегат..." включає в себе наступні елементи конструкції: - Корпус 1, який складається з “конфузорарозтруба” 2 і поворотної платформи 3. Корпус 1 несе на собі віндроз 4; - Башта (або інший постамент агрегата) 5, яка несе на собі оголовок 6, в середині якого розмішуються: каркас 7, на якому монтується електрогенератор 8, на валу якого встановлюється вітроколесо 9; - Прижимний роликовий вузол 10, який разом з опорним кульковим підшипником 11, з'єднує шарнірно корпус 1 з оголівком 6 башти 5; Складові елементи "Пристрою для саморегуляції роботи агрегата", а саме: натяжний вал 12 (натяжна пружина не показана); рольова засувка 13 з цапфою 14; тросові блоки 15 (всього чотири); відрізки торсу 16 (два однакової довжини), вільні кінці 17 яких жорстко з'єднують між собою, з одного боку, елерон 18, що має можливість обертатись навколо свого вала 19, аз другого - цапфу 14, яка за допомогою трьох металевих направляючих 20 може вертикально пересуватись біля торця “конфузора – розтруба” 2. Позиції 15; 16 і 17 (див. креслення) функціонально утворюють “Тросово-блокову систему”, що забезпечує роботу “Пристрою...” Працює вітроелектричний агрегат наступним чином. На початку (після закінчення будівельних та монтажних робіт) електрогенератор 8 знаходиться у загальмованому стані (штатні електромеханічні гальма електрогенератора на кресленні не показано), вхідний отвір (розтруб) конфузора 2 не перекритий (рольова засувка 13 накручена на натяжний вал 12), цапфа 14 рольової засувки 13 знаходиться на нижній частині металевих направляючих. При цьому, прижимний роликовий вузол 10 поворотної платформи 3, налагоджується таким чином, щоб корпус 1, з усиллями свого віндроза 4, був постійно орієнтований вхідним отвором конфузора 2 на зустріч повітряному потоку (кожної миті, починаючи з швидкості набігаючого на агрегат повітряного потоку не менше 2м/с). У такому стані агрегат знаходиться до виконання команди "пуск". Експлуатація агрегата виконується у двох режимах: 5 31160 1) "Штатний" режим скоюється в межах відповідної швидкості (сили) повітряного потоку (див. Фіг.1), що відповідає вимогам формули (1): V2≤2 V1 (1), де: V2 - витічна швидкість повітряного потоку із вихідного отвора (обичайки поворотної платформи 3); V1 - швидкість повітряного потока, що входить в розтруб конфузора 2. Примітка 1 - Варіації формули (1): V2≤[3V1 , 4V1....] - обумовлюють технічні характеристики того, чи іншого типорозміру вітроелектричного агрегата. Примітка 2 - Експлуатація вітроелектричних агрегатів (вітряків та інше) вказує на існування граничних показників швидкості повітряних потоків, що обумовлюють (обмежують) параметри режиму експлуатації агрегатів (за технічним паспортом даного агрегата): показник найменшої швидкості є "Стартовою швидкістю" (наприклад 4м/с) для розкручування вітроколеса 9 електрогенератора 8, а показник вищої швидкості (наприклад 15м/с) визначає момент досягання робочим колесом максимально можливих обертів (далі можлива аварійна ситуація). Під час "штатного" режиму роботи агрегата використання "Пристрою для саморегуляції роботи агрегата" не потребує; 2) “Експлуатація агрегата під час надзвичайних погодних умов”. Цей режим експлуатації агрегата автоматично виникає із "штатного" режиму. Як тільки показник V1 починає перевищувати показник вищої (див. Примітку 2) граничної швидкості повітряного потоку (аж до буревію) автоматично вмикається “режим саморегуляції роботи агрегата”, призначення якого є автоматичне регулювання балансу надходження маси повітряного потоку у вхідний отвір конфузора 2. Для докладного опису скоєння процесу “саморегуляції” розглянемо Фіг.1, де ми бачимо, що повітряний поток V1 частково - входить в розтруб конфузора 2 і одночасно діє: по-перше, на віндроз 4 і, по-друге, на елерон 18. При цьому реакція віндроза 4 на таку дію нам відома (викладено вище), а реакція елерона 18 є тим самим "пусковим механізмом" для процесу саморегулювання: тобто, як тільки імпульс кінетичної енергії повітряного потоку, що набігає на елерон 18 (встановлений на віндрозі 4 під технічно визначеним кутом до напрямку руху повітряного потоку) починає підвищуватись тягове зусилля натяжної пружини (на кресленні не показано) натяжного вала 12, на якому намотана рольова засувка 13, вільний кінець якої обладнаний цапфою 14, яка своїми спеціальними пазами обіймає три металеві направляючі 20, що жорстко прилаштовані (вертикально) до торца раструба конфузора 2. Між цапфою 14 і рухомим елероном 18 змонтована тросово-блокова система (конструкцію її викладено вище), яка перетворює кутове переміщення елерона 18 у 6 лінійне переміщення (вертикально) цапфи 14 по металевим направляючим 20. Основний сенс “саморегуляції” роботи агрегата за призначенням при наявних неординарних повітряних потоках є дія їх на поверхню рухомого елерона 18: чим більший на нього тиск, тим буде більше кутове переміщення елерона 18 (див. кут “w”, на Фіг.1), тим більша частка рольової засувки 13 буде розкручена з натяжного вала 12 і тим більша частина площі вхідного отвор у конфузора 2 буде перекрита засовкою 13, що (відповідно) приведе до зменшення маси повітряного потоку, який входить у розтруб конфузора 2. І навпаки: зменшення швидкості повітряного потоку (зменшення тиску не поверхню елерона 18) призводить до збільшення вільної площини розтруба конфузора 2 і тим, самим, відбувається збільшення маси повітряного потоку, що попадає в розтруб конфузора 2 (рольова засувка 13 згортається за рахунок перевищення сили натягу натяжної пружини натяжного вала 12 над силою тиску повітряного потока на елерон 18). Таким чином, застосування пропонуємої корисної моделі дає можливість проектування вітроелектричних агрегатів, які можна буде використовува ти (за призначенням) при широкому загалі швидкостей повітряних потоків (від 4м/с до швидкостей повітряних потоків під час дії буревіїв). Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво СРСР №1076617, кл.F03D1/00, 28.02.84, бюл.№6. 2. Фатєєв Є.М. "Ветродвигатели и их применение в сельском хозяйстве", Ленінград "Ма шгиз",1957р., с.8; 9. 3. Авторське свідоцтво СРСР №1197568, кл F03D11/00 07.12.85, бюл.№45. 4. Авторське свідоцтво СРСР №1231253, кл F03D5/06, 15.05.86, бюл.№18, - портотип. 7 31160 8