Регулятор частоти обертання вітроколеса

1. Регулятор частоты вращения ветроколеса, содержащий центральный груз, размещенный в полости поворотной лопасти с комлем, связанный с силовым элементом, и пружину, отличающийся тем, что он снабжен расположенным в полости поворотной лопасти кожухом, центробежный груз, силовой элемент и пружина установлены в последнем, при этом центробежный груз снабжен выступами, силовой элемент ответными направляющими спиральными канавками, а пружина размещена коаксиально силовому элементу между грузом и верхней стенкой кожуха. 2. Регулятор п о п . 1 , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен дополнительной пружиной, установленной коаксиально основной пружине и имеющей жесткость больше жесткости основной пружины, а длину меньше длины основной пружины, при этом одни концы пружин прикреплены к верхней стенке кожуха, а другие концы размещены с возможностью контактирования с центральным грузом. VI Изобретение относится к ветроэнергетике и касается регуляторов частоты вращения вегроколес и может быть использовано на ветродвигателях с горизонтальной осью вращения и снабженных лопастями. Известен ветроэнергетический агрегат быстроходный ВБЛ-3, ветроколесо которого имеет три лопасти из листовой стали, закрепленные в ступице с помощью шарикоподшипников. При регулировании они поворачиваются относительно продольной оси под действием центробежных сил грузов, масс лопасти и пружин регуляторов. При пуске угол заклинивания лопасти равен 30°, в рабочем положении - 7°. а в останов ленном - -2°. Агрегат автоматически выключается из работы при ветре большем, чем 35 м/сек [1]. Известен ветродвигатель стабилизаторного типа, в котором регулирование производится поворотным концом лопасти с помощью вынесенного стабилизатора, управляемого центробежным регулирующим механизмом, расположенным в лопасти, имеющим пружину и ряд тяг и качалок. Наиболее близким техническим решением является "Регулятор частоты вращения ветроколеса", в котором центробежный груз размещен в комле полноповоротной лопасти, причем механизм поворота лопасти вы ь 6978 На фиг.2 показаны три положения повополнен в виде установленной концентрично ротной части лопасти при виде сверху; 1 комлю втулки с внутренней винтовой резьбой режим страгивания, II - режим стабилизаи гайки с ответной резьбой. Кроме этого, в ции в номинале и III - режим стабилизации комле лопасти выполнена полость с продольными шлицевыми пазами, в которых располо- 5 при шторме. жены выступы гайки, а в полости комля На фиг.З показан механизм регулятора установлен связанный с центробежным грус центробежным грузом в кожухе по сеч. А зом подпружиненный ступенчатый валик [3]. А в номинальном режиме. Основными недостатками данной констНа фиг.4 показан механизм регулятора рукции являются: 10 в положении страгивания (см.: фиг.2, поло- сложность конструкции механизма пожение 1). ворота всей лопасти, состоящего из большоРегулятор частоты вращения ветроколего числа взаимодействующих деталей; са содержит комлевую часть лопасти 1, жес- повышенный вес лопасти из-за значитко закрепленную во втулке винта. К тельных нагрузок на полый комель лопасти, 15 силовому элементу лопасти 1 прикреплен что ухудшает ее массовые характеристики и силовой элемент 2 поворотной части 3 лопаснижает диапазон стабилизации оборотов; сти, имеющий на своей наружной поверхности две спиральные канавки 4, в которые - сложность регулировки и эксплуатавходят выступы 5 центробежного груза б. В ции механизма регулятора, расположенного внутри пустотелого комля, что исключает его 20 нерабочем положении груз 6 удерживается на основании силового кожуха 7 на миниосмотр без снятия лопасти; мальном радиусе основной пружиной 8 вне - необходимость полного торможения зависимости от положения неподвижных ветроколеса при шторме из-за больших налопастей 1 с целью сохранения статической грузок на комель и его подшипники. Задачей изобретения является увеличе- 25 балансировки винта. Верхняя часть основной пружины 8 закреплена к верхней части ниє рабочего диапазона ветроколеса путем кожуха 7. Внутри пружины 8 коаксиально уменьшения его скорости страгивания и нарасположена более жесткая дополнительдежной работы в номинальном режиме при ная пружина 9, также закрепленная к верхштормовом ветре а также общее повышение надежности путем упрощения конструкции. 30 ней части кожуха 7, а нижний конец пружины 9 в неподвижной лопасти располоПоставленная задача решается тем, что жен на определенном расстоянии от груза 6. регулятор частоты вращения ветроколеса, Силовой кожух 7 жестко закреплен в повосодержащий центральный груз, размещенротной части 3 лопасти и в нижней части ный в полости поворотной лопасти с комлем, связанный с силовым элементом, и пружину, 35 имеет гнездо для размещения опорно-упорного подшипника 10, а в верхней своей части согласно изобретению снабжен располоимеет гнездо для воспринимающего центроженным в полости поворотной части лопабежные нагрузки опорно-упорного подшипсти кожухом, центробежный груз, силовой ника 11. Поворотная часть 3 лопасти элемент и основная пружина установлены в последнем, при этом центробежный груз 40 удерживается гайкой 12, навернутой на верхний конец силового элемента 2. снабжен выступами, силовой элемент ответными направляющими спиральными канавНа остановленном ветродвигателе поками, а основная пружина размещена ложение груза 6 соответствует пусковому коаксиально силовому элементу между грууглу поворотной части 3 лопасти, а положезом и верхней стенкой кожуха. Кроме этого 45 ние груза 6 в верхней части кожуха 7 - углу регулятор снабжен дополнительной пружимаксимального торможения (см.: фиг.2). ной, установленной коаксиально основной Работает регулятор частоты вращения пружине и имеющей жесткость больше жестветроколеса следующим образом. кости основной пружины, а длину - меньше При скорости ветра, равной скорости длины основной пружины, при этом одни кон- 50 страгивания большой отрицательный угол цы пружин прикреплены к верхней стенке коповоротной части 3 лопасти создает максижуха, а другие концы размещены с мальный вращательный момент и ветроковозможностью контактирования с центролесо начинает вращаться. С ростом числа бежным грузом. оборотов центробежный груз 6, преодолеИзобретение поясняется следующими 55 вая сопротивление основной пружины 8, печертежами. ремещается в сторону конца лопасти, при На фиг.1 показан механизм регулятора этом выступы 5, скользя по спиральным качастоты вращения ветроколеса, располонавкам 4, поворачивают с помощью груза 6 женного в верхней поворотной части лопаповоротную часть 3 лопасти в сторону уменьсти, в положении стабилизации оборотов. шения отрицательного угла. При дальнейшем 6978 усилении ветра груз 6 достигает свободного Таким образом вследствие выполнения конца более жесткой пружины 9 и останавлопастей ветроколеса из корневой неповоливается в положении примерного совпадеротной и концевой поворотной частей упрония хорд профилей основной части лопасти щается конструкция и повышается 1 и поворотной части 3 достигая наибольшей надежность ветроколеса. Кроме этого, увелиэффективности. чение диапазона поворота концевой части лоПри дальнейшем росте скорости ветра пасти автоматически увеличивает крутящий груз б преодолевает сопротивление пружин момент ветроколеса при слабом ветре, что 8 и 9 и поворачивает часть 3 лопасти на снижает скорость страгивания, а при штормоположительные углы, снижая несущие спо- 10 вом ветре создаваемый поворотной частью собности ветроколеса и удерживая его в нообратный крутящий момент автоматически минальном режиме. То же происходит и при обеспечивает сохранение номинальных обоштормовом ветре, при котором вычитающий ротов ветроколеса, исключая обычную его момент поворотной части 3 лопасти позвополную остановку при шторме. ляет обойтись без торможения ветроколеса 15 при шторме. Следствием этого является повышение экономической эффективности ветроустаПри ослаблении ветра груз 6 под дейстновки, работающей большее количество вием пружин 8 и 9 возвращается в исходное дней в году. положение. Риг. { 6978 /\ '- *A A •' * Упорядник А.Сарний Замовлення 4508 Техред М.Моргентал Коректор С.Патрушева Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Виробничо-видавничий комбінат "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101