Вітроенергетичний пристрій

1. Вітроенергетичний пристрій, який має вітроколесо, у вигляді багатолопатевого вертикального 3 48807 які діють на незакриті кінці лопатей, можуть пошкодити вітроколеса, при цьому неможливо збільшити довжину лопатей і збільшити бистрохідності ротора в заданому робочому діапазоні вітру від 5 до 20 м/с, і забезпечити безперебійну, безаварійну і надійну його роботу при різній силі вітру, в тому числі і при штормових вітрах. Все це знижує його ефективність. Пристрій працює наступним чином. Вітровий потік, створюючи тиск на лопаті відкритої частини вітроколеса, приводить його в обертання навколо вертикальної вісі обертання, яка нижньою частиною закінчується валом відбору потужності. Під час зміни напряму вітру флюгер займає нове положення, повертає при цьому п оворотні захисні зовнішній і внутрішній кожухи, які прикривають відповідну частину вітроколеса, постійно залишаючи відкритою його другу половину вітроколеса. Таким чином, поворотний захисний зовнішній кожух з флюгером автоматично орієнтують вітроколесо на вітер, постійно забезпечуючи тим самим максимальне використання вітру. У випадку зростання сили вітру руль, долаючи опір пружинного амортизатора, повертається разом з внутрішнім захисним кожухом навколо вертикальної вісі обертання і виходить із-за поворотного захисного зовнішнього кожуха, закриваючи ще частину ві троколеса. Під час зменшення сили вітру пружинний амортизатор відновить руль і зовнішній поворотний захисний кожух в початкове положення. В основу корисної моделі поставлена задача розробити такий вітроенергетичний пристрій, в якому виконання частини поверхні додаткового захисного кожуха з перфорацією, розташування руля і флюгера у взаємно не перпендикулярних площинах, виконання перфорації в шахматному порядку біля бокового торця додаткового кожуха, встановлення поверхні руля під кутом 10-15° до поверхні флюгера, дозволило б збільшити бистрохідність ротора в заданому робочому діапазоні вітру від 5 до 20 м/с, зменшило б великі навантаження, які діють на його лопаті, і забезпечило б безперебійну, безаварійну і надійну його роботу при різній силі вітру, в тому числі і при штормових вітрах, і за рахунок цього·підвищило б ефективність пристрою. Поставлена задача досягається тим, що в ві троенергетичному пристрої, який має вітроколесо, у вигляді багато лопатевого вертикального ротора, яке оснащене поворотним захисним кожухом з флюгером і додатковим поворотним захисним кожухом з рулем, при цьому вони взаємозв'язані пружним елементом, а в додатковому захисному кожусі частина поверхні виконана з перфорацією, руль і флюгер розташовані у взаємно не перпендикулярних площинах, перфорація виконана в шахматному порядку біля бокового торця додаткового кожуха, і в р уля поверхня встановлена під кутом 10-15° до поверхні флюгера. Виконання частини поверхні додаткового захисного кожуха з перфорацією біля бокового торця додаткового кожуха, дозволяє направляти частину потоку вітру через перфорацію, у вигляді окремих ослаблених потоків на поверхню лопатей по всій їх 4 довжині в процесі їх обертання. Все це зменшує великі навантаження, які діють на лопаті при сильних вітра х, дозволяє збільшити довжину лопатей і за рахунок цього бистрохідність ротора в заданому робочому діапазоні вітру, роботу при різній силі вітру, в тому числі і при штормових вітрах, і забезпечує безперебійну, безаварійну і надійну роботу пристрою. Розташування руля і флюгера у взаємно не перпендикулярних площинах тобто встановлення поверхні руля під кутом 10-15° до поверхні флюгера, дозволяє повністю перекривати лопаті додатковим захисним кожухом при штормовому вітрі і забезпечує поступлення його на лопаті через перфорацію окремих ослаблених потоків на поверхню лопатей по всій їх довжині в процесі їх обертання. Все це зменшує великі навантаження, які діють на лопаті при сильних вітрах, дозволяє збільшити довжину лопатей і за рахунок цього бистрохідність ротора в робочому діапазоні вітру, роботу при різній силі вітру, в тому числі і при штормових вітра х, і забезпечує безперебійну, безаварійну і надійну роботу пристрою. При таких конструктивних особливостях пристрою забезпечується бистрохідність ротора в заданому робочому діапазоні вітру від 5 до 20 м/с, зменшуються великі навантаження які діють на його лопаті, і забезпечується безперебійна, безаварійна і надійна його робота при різній силі вітру, в тому числі і при штормових вітрах, і за рахунок цього підвищується ефективність пристрою. У відомих вітроенергетичних пристроях не забезпечується створення умов для підвищення бистрохідності ротора в заданому робочому діапазоні вітру від 5 до 20 м/с, зменшення великих навантажень, які діють на його лопаті, і не забезпечується безперебійна, безаварійна і надійна його робота при різній силі вітру, в тому числі і при штормових вітрах, і за рахунок цього знижується ефективність пристрою. Описане технічне рішення в даний час у техніці невідоме. Сказане дозволяє зробити висновок про те, що нові суттєві ознаки цієї корисної моделі, порівняно з іншими існуючими конструкціями сприятимуть досягненню нового технічного результату - створення умов для збільшення бистрохідності ротора в заданому робочому діапазоні вітру від 5 до 20 м/с, зменшення великих навантажень, які діють на його лопаті, і забезпечення безперебійної, безаварійної і надійної його роботи при різній силі вітру, в тому числі і при штормових вітрах, і за рахунок цього підвищенню ефективності пристрою. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де: Фіг.1 - загальний вигляд пристрою у розрізі; Фіг.2 - розріз А-А на Фіг.1; Фіг.3 - поворотний захисний кожух з додатк овим поворотним захисним кожухом, який повністю перекрив сектор вітроколеса зі сторони вітру; Фіг.4 - розріз Б-Б на Фіг.3. Вітроенергетичний пристрій включає опорну ферму 1, на якій встановлено вітроколесо 2 у вигляді багато лопатевого ротора з лопатями 3 і з вертикальною віссю обертання 4. Вітроколесо 5 48807 споряджене зовнішнім поворотним захисним кож ухом 5, який виконаний у вигляді тонкостінного пів циліндра, жорстко зв'язаного з флюгером 6, і внутрішнім поворотним додатковим захисним кожухом 7, у вигляді тонкостінного кругового сектора, жорстко з'єднаного з рулем 8. Руль і флюгер розташовані у взаємно не перпендикулярних площинах, руль встановлений під кутом 10-15° до поверхні флюгера 6. В додатковому захисному кожусі 7 частина поверхні біля бокового торця виконана з перфорацією 9 в шахматному порядку. Кожух 5 і додатковий кожух 7 зв'язані між собою пружними елементами 10 (пружини або резинові джгути). Кожухи 5 і 7 споряджені підшипниковими вузлами 11, а вертикальна вісь 4 підшипниковим вузлом 12. Пружні елементи споряджені кріпленням 13 і 14. На додатковому кожусі 7 закріплені фіксатори 15, а на кожусі 5 упори 16. Кожух 7 з'єднаний кріпленням 17 з підшипниковими вузлами 11. Вітроенергетичний пристрій працює таким чином. Вітровий потік рухається на пристрій, при ць ому зовнішній 5 і внутрішній 7 захисні кожухи суміщені і закривають від вітру половину вітроколеса 2, друга половина вітроколеса відкрита вітру. Вітровий потік, створює тиск на лопаті 3 відкритої частини вітроколеса 2, приводить його в обертання навколо вертикальної вісі обертання 4. Під час зміни напряму вітру флюгер 6 займає нове положення, повертає при цьому поворотні захисні зовнішній 5 і внутрішній 7 кожухи, які прикривають відповідну частину вітроколеса 2, постійно залишаючи відкритою другу половину вітроколеса. Поворотний захисний зовнішній кожух 5 з флюгером 6 автоматично орієнтують вітроколесо 2 на вітер, постійно забезпечуючи тим самим максимальне його використання. При зростанні сили вітру руль 8, долаючи опір пружного елемента 10, повертається разом з внутрішнім захисним кожухом 7 на 6 вколо вертикальної вісі 4 обертання і виходить ізза поворотного захисного зовнішнього кожуха 5, закриваючи тим самим ще частину вітроколеса 2. Під час зменшення сили вітру пружний елемент 10 відновлює початкове положення руля 8 і зовнішнього поворотного захисного кожуха 5. Таким чином, вітроколесо 2 захищається від поривів вітру і тим самим підтримується частота обертання вітроколеса. Обертання вала відбору потужності передається через мультиплікатор генератору електричного струму і далі системі акумулювання електричного струму (не показані). Під час штормового вітру сила його різко зростає, руль 8, долаючи опір пружного елементу 10, повертається разом з внутрішнім захисним кож ухом 7 навколо вертикальної вісі 4 обертання. Кожух 7 виходить із-за поворотного захисного зовнішнього кожуха 5, закриває повністю робочу частину вітроколеса 2, за рахунок встановлення руля 8 під кутом 10-15° до поверхні флюгера 6. При цьому потік вітру через перфорацію 9, у вигляді окремих ослаблених потоків, поступає на поверхню лопатей 3 по всій їх довжині в процесі їх обертання. Цьому сприяє виконання перфорації в шахматному порядку біля бокового торця кожуха 7, який находиться біля бокового торця зовнішнього кожуха 5. Все це зменшує великі навантаження, які діють на лопаті при сильних вітрах, дозволяє збільшити довжину лопатей і за рахунок цього бистрохідність ротора в робочому діапазоні вітру. Використання заявленого пристрою має ряд переваг. До них необхідно віднести можливість збільшити бистрохідність ротору в заданому робочому діапазоні вітру від 5 до 20 м/с, зменшити великі навантаження, які діють на його лопаті, і з абезпечити безперебійну, безаварійну і надійну його роботу при різній силі вітру, в тому числі і при штормових вітрах, і за рахунок цього підвищити ефективність пристрою. 7 Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 48807 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601