Вітроагрегат будревича

Ветроагрегат, содержащий установленный на опоре и кинематически связанный с генератором полый вертикальный вал с закрепленными на нем нижней и верхней крестовинами, расположенные между последними на вертикальных осях поворотные яопасти, устройство поворота лопастей, механизм ориентации лопастей с флюгерным устройством, связанным токосъемными щетками с преобразователем электрической энергии и с контактными секторами, закреп Изобретение относится к ветроэнергетике и предназначено для выработки электроэнергии. Известен ветроагрегат, который содержит установленный на опоре и кинематически связанный с генератором, полый вертикальный вал с закрепленными на нем нижней и верхней крестовинами, расположенные между последними на вертикальных осях поворотные лопасти, механизм ориентации лопастей с флюгерным устройством, связанным токосъемными щетками с преобразователем электрической энергии и с контактными секторами, закрепленными со сдвигом друг относительно друга на 90° и ленными со сдвигом друг относительно друга на 90° и электрически Связанными с первым и вторым реле, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что вертикальные оси лопастей установлены со смещением относительно продольных осей симметрии лопастей, флюгерное устройство выполнено в виде ветроколеса с горизонтальной осью вращения, кинематически связанного с преобразователем электрической энергии, устройство поворота лопастей - в виде установленных на вертикальных осях лопастей подпружиненных кулачковых муфт и электромагнитов, штоки которых контактируют с муфтами, а обмотки параллельно подключены к контактам первого реле, электрически связанным через токосьемные щетки и контактные сектора с преобразователем электрической энергии, при этом катушка первого реле связана с контактами второго реле, подключенными к генератору при помощи переменного резистора. электрически связанными с первым и вторым реле[1]. К недостатку известного ветроагрегата относится сравнительно малый КПД. Это объясняется тем, что холостые лопасти прототипа, совершая движение навстречу ветра, располагаются к нему своей плоскостью в основном под острыми углами. В результате этого увеличивается давление ветра на холостые лопасти и сопротивление последних вращению полого вертикального вала, связанного с генератором. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать ветродвигатель таким образом, чтобы обеспечить возможность ус С > ел ел СО о 5518 іанавливать холостые лопасти плоскостью параллельно направлению ветра с наименьшим сопротивлением. Поставленная задача решается тем, что в ветроэлектрическом агрегате, содержа- 5 щем установленный на опоре и кинематически связанный с генератором полый і ертикальный вал с закрепленными на нем - 1жней и верхней крестовинами, расположенные между последними на вертикальных 10 осях поворотные лопасти, устройство поворота лопастей, механизм ориентации лопастей с флюгерным устройством, связанным токосъемными щетками с преобразователем электрической энергии и с контактными сек- 15 торами, закрепленными со сдвигом друг относительно друга на 90° и электрически связанными с первым и вторым реле, согласно изобретению, вертикальные лопасти установлены со смещением относительно 20 продольных осей симметрии лопастей, флюгерное устройство выполнено в виде ветроколеса с горизонтальной осью вращения, кинематически связанного с преобразователем электрической энергии, устройство по- 25 ворота лопастей в виде установленных на вертикальных осях лопастей подпружиненных кулачковых муфт и электромагнитов, штоки которых контактируют с муфтами, а обмотки параллельно подключены к контак- 30 там первого реле, электрически связанным через токосьемные щетки и контактные сектора с преобразователем электрической энергии, при этом катушка первого реле связана с контактами второго реле, подключен- 35 ным к генератору при помощи переменного резистора. У заявленного ветрозгрегата движущиеся навстречу ветру холостые лопасти устанавливаются своей плоскостью по 40 направлению ветра самым ветром, так как их вертикальные оси смещены относительно продольных осей симметрии лопастей и имеют при этом возможность свободного поворота, что исключает расход электро- 45 энергии от постороннего источника для поворота лопастей. Флюгерное устройство выполнено в виде ветроколеса с горизонтальной осью вращения, кинематически связанного с 50 преобразователем электрической энергии, что дает возможность автономной работы ветроагрегата. Устройство поворота лопастей выполнено в виде установленных на вертикальных 55 осях лопастей подпружиненных кулачковых муфт и электромагнитов, штоки которых контактируют с муфтами, а обмотки параллельно подключены к преобразователю электроэнергии флюгерного устройства, что позволяет работать ветроагрегату при больших скоростях ветра с постоянной частотой вращения ветроколеса и напряжением генератора. На схематическом чертеже показан вид ветроагрегата спереди и его флюгерное устройство, условно повернутое в горизонтальной плоскости на 90 градусов. Ветроэлектрический агрегат содержит установленный на опоре 1 и кинематически связанный с генератором 2 полый вертикальный вал 3 с закрепленными на нем нижней и верхней крестовинами 4, расположенные между последними на вертикальных осях поворотные лопасти 5, механизм ориентации лопастей 5 с флюгерным устройством б, связанным токосъемными щетками 7 с преобразователем 8 электрической энергии и с контактными секторами 9, закрепленными со сдвигом друг относительно друга на 90° и электрически связанными с первым 10 и вторым 11 реле. Вертикальные оси лопастей 5 установлены со смещением относительно продольных осей симметрии лопастей 5. Флюгерное устройство б выполнено в виде ветроколеса 12 с горизонтальной осью 13, кинематически связанного с преобразователем 8 электрической энергии. Устройство поворота лопастей 5 выполнено в виде установленных на вертикальных осях лопастей 5 подпружиненных кулачковых муфт 14 и электромагнитов 15, штоки 16 которых контактируют с муфтами 14, а обмотки параллельно подключены к контактам первого реле 10, электрически связанным через токосьемные щетки 7 и контактные сектора 9 с преобразователем 8 электрической энергии. При этом катушка первого реле 10 связана с контактами второго реле 11, подключенными к генератору 2 при помощи переменного резистора 17. Ветрозгрегат работает следующим образом. Ветер, действующий сбоку на ветроколесо 12, поворачивает его с флюгерным устройством 6 вокруг вертикальной оси на опоре 1, пока горизонтальная ось 13 еетроколеса 12 не установится по направлению ветра. После этого ветроколесо 12, вращаемое ветром, приводит в действие кинематически связанный с ним преобразователь 8 электрической энергии. Выработанный им ток поступает через контактные сектора 9, токосъемные щетки 7 и нормально замкнутые контакты первого реле 10 в обмотки электромагнитов 15, которые при этом посредством штока 16, преодолевая сопротивление пружины, выключают подпружиненные кулачковые муфты 14 на осях 5518 холостых лопастей 5, находящихся с одной стороны полого вертикального вала 3 и опоры 1. Вследствие того, что оси всех лопастей 5 смещены от их продольных осей симметрии, холостые лопасти после выключения 5 муфт 14 свободно поворачиваются вокруг своих осей, устанавливаясь к ветру ребром плоскости. В это время противоположные им рабочие лопасти 5 зафиксированы включенными подпружиненными кулачковыми 10 муфтами от поворота вокруг своих осей при обесточенных электромагнитах 15 контактными секторами 9 на ступице неподвижного флюгера и расположены плоскостью к ветру под прямым или острым углом. Под действи- 15 ем разного давления ветра на рабочие и холостые лопасти они вращаются вместе с крестовинами 4, полым вертикальным валом 3 вокруг опоры 1, а токосъемные щетки 7, установленные на верхней крестовине, обе- 20 гают контактные сектора 9, последователь 13 но включая и выключая электромагниты 15 кулачковых муфт 14 холостых лопастей. Когда ветер превышает расчетную скорость, вращение лопастей 5 и напряжение генератора становятся выше нормального, второе реле 11, замыкает свои контакты и подает ток от генератора 2 в катушку первого реле 10, которая размыкает его контакты. При этом электромагниты 15 отключаются от преобразователя 8 электрической энергии, кулачковые муфты холостых лопастей включаются в работу под действием своих пружин, прекращая свободный поворот этих лопастей. В следствие этого холостые лопасти устанавливают к ветру под углом и тормозят вращение полого вертикального вала 3, связанного с генератором 2 до тех пор, пока вращение вала 3 и напряжение генератора 2 снова не станут нормальными. Таким образом ветроагрегат может нормально работать при больших скоростях ветра. 9 3 12 (noeepj/t/roj I 5518 Упорядник Ч.-К.А.Будревич Замовлення 612 Техред М.Моргентал Коректор О.Густі Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТз-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.ГагарІна, 101