Вітроустановка

Вітроустановка, яка включає вітроколесо із радіальними стержнями, розташоване за опорою у відношенні до вітру на горизонтальній осі, а також 29846 3 - розтяжки штангової опори; 4 - флюгер; 5 - підшипники; 6 - вітроколесо; 7 - центральний конус-обтікач; 8 - маточина; 9 - радіальні стержні; 10 - розтяжки; 11 - лопаті; 12 - лонжерони; 13 - пружні розтяжки; 14 - шарніри лопаті. На фіг. 2 показана конструкція лопаті, виготовленої з листового матеріалу, наприклад, оцинкованої сталі, де: 9 - радіальний стержень; 11 - лопать; 12 - лонжерони; 13 - пружні розтяжки. Як показано на фіг. 1 енергетичний вузол 1 (електрогенератор з редуктором , пнемо- або гідропомпа, генератор тепла тощо), розташований на вершині штангової опори 2 з розтяжками 3, прикріплений до поворотного флюгера з підшипниками 5, розміщеними на вказаній штанговій опорі 2. На осі енергетичного вузла розташоване вітроколесо 6 із центральним конусом-обтікачем 7 і маточиною 8. До маточини 8 прикріплені нахилені проти вітру радіальні стержні 9, кінці яких скріплені стяжками 10. На радіальних стержнях на шарнірах встановлені лопаті 11 із листового матеріалу (металу або пластмаси). Для забезпечення необхідного зігнутого профілю лопатей використовуються два лонжерони 12 (при необхідності їх може бути і більше). Причому лопаті з'єднані зі стержнями 9, які слідують за ходом обертання, за допомогою пружних розтяжок 13 (пружинних або гумових), а місце кріплення цих розтяжок до лопатей знаходиться близько середини лонжерона 12. Як видно з фіг. 2, лопать 11 виконана із листового матеріалу, наприклад, оцинкованого заліза, має гвинтову поверхню, яка розгортується, зокрема, конусну, із центром в точці А. При цьому отримана необхідна закрутка лопаті з метою більших нахилів профілів до площини обертання вітроколеса при наближенні до його центра. Вітроустановка працює таким чином. При відсутності вітру пружні розтяжки 13 встановлюють під деяким початковим кутом a до площини обертання вітроколеса, вісь якого направлена в довільну сторону .При появі вітру, завдяки тиску повітря на флюгер 4 і лопаті 11, відбувається поворот вітроустановки енергетичним вузлом проти вітру. Одночасно лопаті відхиляються за вітром на кут, що більший від початкового a. Це збільшує радіальні зусилля на лопаті, і вітроколесо починає обертатись. Для полегшення пуску енергетичний блок спочатку працює на холостому ході. При збільшенні сили вітру відбувається поворот лопатей на більший кут відносно площини обертання, і це призводить до стабілізації швидко сті обертання вітродвигуна. При включенні навантаження відбувається деяке зменшення обертів, і вони стають рівними номінальним і підтримуються сталими, при необхідності, за рахунок характеристики цього навантаження (наприклад, синхронного генератора, що працює паралельно із сіткою і запасає в ній енергію). Завдяки підвищеній кількості лопатей швидкість обертання виявляється порівняно невисокою, що виключає появу різних шумів. Нахилені проти вітру радіальні стержні 9 утворюють чашкоподібну конструкцію вітроколеса, що зменшує його обтікання вітром по краях лопатей; одночасно збільшує опір вітроколеса і коефіцієнт використання енергії вітру. Застосування стяжок 10 між краями радіальних стержнів (тросових або дротових) зміцнює конструкцію і призводить до того, що радіальні стержні працюють не на згин під дією сили вітру, а, в основному, на стискування та на зріз. Це дає можливість значно зменшити діаметр і масу стержнів, що зменшує металоємність і аеродинамічний опір при їх обертанні. Збільшена площа лопатей і їх встановлення з початковим кутом a (фіг. 2), (в районі розташування першого від зовнішнього краю лопаті лонжерона) до площини обертання покращує запуск вітродвигуна і забезпечує значні початкові моменти. Фіксований профіль лопатей за допомогою лонжеронів дозволяє одержати підвищену аеродинамічну якість, а поворот цих лопатей на шарнірах навколо радіальних стержнів під дією сили вітру забезпечує роботу на оптимальних кутах атаки і стабілізує швидкість обертання вітроколеса. Гвинтова поверхня лопаті (фіг. 2) дає можливість забезпечити постійні і оптимальні кути атаки вздовж лінії радіального стержня і цим самим покращити аеродинамічні характеристики вітродвигуна. Запропонована конструкція вітроустановки достатньо проста, надійна в експлуатації і може бути виготовлена в умовах майстерні, бо не включає деталей із складними формами (крім покупних елементів енергетичного вузла). Джерела інформації: 1. Шефтер Я.И. Использование энергии ветра. М.: Энергоатомиздат, 1983. - 200 с. 2. Шефтер Я.И., Рождественский И.В. Изобретателю о ветродвигателях и ветроустановках. - М.: Изд-во Мин. с.-х.,1957. - 146 с. 3. Состояние, научно-технические и экономические основы развития ветроэнергетики и рекомендации по применению ветродвигателей. - М.: ВИЭСХ, 1966. - 72 с. 4. Ветроэнергетика в сельском хозяйстве. - М.: ГОСИНТИ, 1960. - 86 с. 5. Вітроагрегат. Заявка на винахід, зареєстрована в Держпатенті України за № 95114816 від 9.11.1995. 2 Фіг. 1 29846 3 Фіг. 2 29846 4 29846 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5