Вітроенергетична установка

93 WS-G &Є МП^о F03D 3/00 ЬПгиьНЫГьЛИЧНА Винахід ВІДНОСИІЬСЯ УСТАНОВКА до обиасп енеріеіики і призначаться дня одержання електричної енерлі за рахунок кінеіичноі еиерпі вітру В і до м а в и ро с н е р іе і и чн а ус і ан о в к а ід о м іс і т ь в с і ан о в д ен е на прямовисном у всілу із махами на периферії яки х розміщені розкладн і прямокуіні лопан посіачені обмежувачами виконаними у виї ляді ІНУЧКИХ зв'язків, одні юнц і яких пов'язан і із ро{міщеними на периферії махів Тподібними сішками а інші - відповідними прямовисними поішіями [ і j Лол an які розверну п і навпряного боку, сприймають енерпю впру і впроколесо починаь оберіаіися передаючи оберіання на іенераюр Лопал які спрямо ван і і острим куіом до струм у, зменшуюіь свою поверхн ю, що обмиа^ься і не переш коджаю і ь оберіанню вііро колеса Про іе ро зкладн і лопаті не млкнь необхідну надійність і видають чималий шум при складанні і розкриванні Відома вітроенергетична установка що містить плоскі лопаті розмішені на юризоніальних осях повороіу, закріплених радіально на прямовисному валу, юршоніально розміщені опори, радіально закріплені згори і/або знизу шодо іиризоніальних осей на налу в площині їх розміщення на відс!анях, менших розміру лопаті від горизонтальних осей, при цьому і оризонтальні осі закріплені на лопатях вище ІА ценіральної часіини [ 2 ] Проте в даній усіановщ юризонтально розміщені упори, що t частиною рамки каркаса випробовую іь вирові наван і аження які зшнакмь усіановку Обертові проіи впру рм повітря влчива* па поворотні юпаті, sd рахунок жорсікою кріплення їх до махів одна з кожної пари лопаіей, розверіаючись лід дією с гру му повітря, доходить до упорів, а сулроіивна .'іоііаіь в цей час 'займає положення уздовж сіру му ловпрн. При цьому сірум. що впливає на поверхню ловоротлих лопатей, які дійшли до упорів, створює о б е р юв и й м о м с н і, п ід в п л и в о м я ко ю о б е р іа є іь с я в е р х н я ч а с і «н а прямовисного вала, а від леї генератор. ГІрилад-лроюіип має ряд недоліків. В даній вітроенергетичній установці істотна часіила енергії вітру ви ірачаєіь ся не раціо нально , що призво диіь до зниження по іужно сі і існератора. Справа в тому, шо ооертання лопатей навколо осі поворотного маху під дією вировою сіруму, дієіься із-за зміщення ценіральної осі лонаіі щодо осі маху. Струм, діючий на широку частину лопаті шодо осі маху більше сіруму. діючою на вузьку часіину лопаті, що і призводи і ь до оберіалня лонаіі Очевидно, що вага широкої і вузької частин лопатей неоднакова. За рахунок зміщення осі лолап, а значиїь і ценіру іяжіння щодо осі маху для пари супротивних лонаіей іслує сіан стійко ї рівноваги лри відсутності виру. Момені ценіру іяжіння пари лопаїей повинен оуіи подоланий вировим струмом, щоб лопаті почали рухатися. Таким чином, частина вітрового струму виграчаєіься на подолання моменіу іяж іння, шо знижу* оберювий момені, який передається генератору Крім того, в відомій установці частина вітрового сіруму виірачаєіься на новороі лоиаіей в положення, необхідне для взаємодії з вітровим струмом . одна лонаіь - поперек, а сулроіивна - уздовж струму. Б даній усіановці значний звуковий шум із-за посіійних ударів лопаїей об упори, що робиіь небажаним їх розміщення поблизу місць проживання людей. Крім іою. іакі поспиш жорсікі удари призводяїь до передчасною стар інн я детал ей , що спів ударя ють ся , і ско ро чує іерм ін сл уж би вііроенеріеіичмої усіановки. Завданням винаходу є збільшення потужності і зниження шуму віїроенеріеіичжн усіановки. Поставлена ціль досяіаегься тим. що у вітроенергетичній установці, яка міс і и і ь розм і щен ий в і ірямовисній ш юрі прямовисний вал і і оризон і ально встановлені на ньому диі пари лопатей \s упорами і хрестоподібно розмішеними один над одним поворотними махами, причому лопан кожної пари закришені із поворошим махом в взаємно перпендикулярних площинах зі зміщенням центральної осі лопаті щодо осі повороіного маху, - кожна лопать постачена врівноважуючою момент П оОсріання щодо Осі поворотного малу j елементом відшювхування противагою, закріпленою на маху суміжно основному прямовисному валу 3 можливісію взаємодії із упором, що місіиіь носіійний маініг, а зовнішній край лопаті виконаний із відгином оокових сторін щодо осі повороіною маху в супроіивні сюрони. Крім того, тю одному варіанту відгин бокових сторін виконаний в формі івинювої поверхні, а по друюму варіаніу зовнішній край лопаїі виконаний з розтином, який співпадає з осю маху. Крім того, елемент відшіовхування противаги виконаний або у вигляді струмопровідної плоскої пластини, встановленої напроти постійного магніту упора, або у виїляді посіійною маїніїу. всіановленою напроіи ииспйною маїніту упора, причому звернуті один до одного поверхні магнітів виконані Одноіменної полярності. Крім того, у верхній частині прямовисного вала розміщена торцева сіупиця з можливісію закріплення в неї додаіковою прямовисною вала із лопатями, упорами, поворотними махами і торцевою стутшцею, аналогічними встановленим на основному прямовисному валу. В даній вітроенергетичній установці кожна лопать врівноважена щодо осі повороіною вала іірошваюю. За рахунок цьою усуваться іальмовий момеш. обумовлений наявністю моменту тяжіння поворотного маху, і збільшується поіужнісгь оберіання, яка передається на іенерііюр. Цієї же цілі - зниженню гальмового моменіу, служить і розміщення противаги поблизу прямовисного вала. Б даній усіановщ проіиваіа крім врівноваження моменіу щодо осі поворотного вала виконує ще і функцію взаємодії із упором, забезпечуючи передачу силового моменту на прямовисний вал. Виконання зовнішньою краю лопаті із гвинтовим відгином або і ролином, який співпадає: з осю маху, призводиіь до новороіу лопаіей під дією вітру, ииь маху яких в даний момент часу скерована уздовж вітровою сіруму, в стан взаємодії з вітровим еірумом при поперечному розміщенні осі маху щодо в іїру . одна лопа їь попере к, а др уїа - уз довж стр ум у. У порівнянн і з проїитилом, де лопать виконана плоскою, в установці ,що пропонується за рахунок наявносіі відіину на зовнішньому краю поворої лопаіей раніше починається, а значить і понад повни використовується енергія вітру. В прототипі для повороіу лопаїі навкруї осі необхідний певний куі між напрямом повітря і осю поворотного маху, а в установці ,що пропонується поворот лопаті діється навіїь за відсуіноси іакою куіу Повернуті лопаіі зразу ж починанмь сприймати струм повпря і передавати обертовий момент на поворотний вал. Тому не вшрачаєіься вирова енерпя. взаємодіюча із поперечними сірум у лопатями, на їх поворот в стан активної взаємодії, а також знижується енергія удару лопаіі об упор. Розміщення постійного магніту на упорі і с-трумонровідної пластини чи іншою постійною МІН ні іу на ирошвазі за рахунок пом'якшення сили удару п ро т и вн ій о б уп о р з ниж ує з в ук о в и й ш ум ус т ан о в ки П р и шв и д ко м у співударянні маїніїу і сірумопровідної пласіини в осіанній наводяіьея вихрові струми, ідо створюють силу, яка відштовхує, осооливо при швидкому шрканні коніактуючих елеменіів. Чим більш різкий удар, тим більше проіидіючн йому сила, а значить і менше енергії іде на співударяння і звукові вагання установки і вітру. Якщо на проіивазі всіановлений постійний маїнії. н> йою поляршсіь дія утворення сили відштовхування із постійним магштом упора на звернутих один до одною поверхнях маінпів, виконана одноіменною для уїворення між ними сили відштовхування. Якшо обидва маїнії и будуть достатньо сильними, ту взаємодія про іиваіи і упора може взагалі буїи оезконіакіною, а значи іь безударною. Розміщення в верхній часіиш основної о прямовисної о вала шрцевої стуїшці, дозволяє вставляти в неї і закріплювати енергетичний модуль . додаїковий прямовисний вал із лопаіями, упорами, поворої ними махами і торцевою ступицею, аналиі ічні встановленим на основному. В додатковий модуль іакож зюри можна веіаиши ще один додаїкивий модуль і і. ш., що дозволяє леї ко збільшу важ і реіулюваіи потужність, що передасться На фп ї схематично зображений загальний вигляд вітроенергетичної' усіановки. у якої зовнішній край лонап виконаний у формі івинювої поверхні ( стрічками показано напрям вітру ); на фп 2 - лошпь вітроенеріеіичної усіановки, у якої зовнішній край виконаний з розгином, що співпадає з осю маху, на фп 3 - часіина заіальною виїляду впроенеріеіичноїусіановки Впроенергетична установка містить розміщений в прямовисній опорі І прямовисний вал 2 і юризоніально всіановлеяі на ньому дві пари повороінич лопатей 3, 4 і 5. 6 із упорами 7 В підшипниках 8 ; розміщених в прямовисному валу 2, чрееюподібно один над одним розіашоваш повороіш мачн 9 і 10 Лона її З і 4 одни'і пари і лопаті 5 і 6 іншої' пари 'зЧдинні м поворотними махами, відповідно 9 і ІО. і розіашовані у взаємно перпендикулярних площинах Кожна лопать постачена противагою ї ї . яка врівноважує момені обертання лопаті шодо осі пово рошою маху Про іиваіа і і всіано влена на махе поблизу прямовисного вала 2 Противага її встановлена з можливістю взасмодіі. наприклад киніакіування, із упором 7 Цей упор місіиіь поспйний маїнії 12 В корпус противаги вставлений елемент відштовхування ЇЗ від лоспйното магніту 12 упора 7 По першому варіашу слемені відшювхування ІЗ про іиваіи і і виконаний в вигляді струмопровідної плоскої, наприклад мідної, пластини, а по друюму варіаніу - у виїляді посішною маї ні і у. Лона і ь виконана або із гвинтовим відіином зовнішньою краю Ї4 (фп і) , або зовнішній край лопаті виконаний з розіином 15, який eniBiumat з осю маху, і відіином бокових сюрін щодо цпїосі в супротивні сторони (фи 2) В верхній часіині прямовисною вала 2 розміщена юрцева сіупиця і 6. в якій закріплений додаїковий прямовисний вал Ї7 п лопатями, упорами, повороіними махам і шрцевою сіупицею (на фп не показані), аналої ічн і зазначеним вище В свою черіу поворотний вал 2 всіановлений у торцевій сіуниш І8 прямовисно опори і. сполученої з іенераіором вироенеріеіичноі усіановки ^ на фи не показаний ) Вітроенергетична установка лрацкн наступним чином За відеушоси сгруму виру лопап із ироіиваіами знаходяіься в сіані безумовної рівноваги щодо осі маху Прямовисний вал при цьому не оберіаєіься. При появі впру лопаїь 3 займає положеним поперек, а лопаїь 4 уздовж напряму впру, повертаючи мах 9 навкруг своєї осі. Подальшому повороту малу 9 перешкоджає улор 7, в який упирається противага 11 При слівторканні противаги І І із упором 7 між елементом відштовхування 13 і иоспйним маініюм і 2 виникає елекірочшннна сила відштовхування. викликана взаємодією або наведених ві\ревих струмів у сірумопровідному плоскому диску (перший варіані). або посіійним магнії ом (друї ий варіані), закріплених на проіивазі 11, із постійним магнітом 12 упора 7, Сила відшювхування буде максимальною саме в момені епівюркання. а при наявносп сгрумолровідного диску - і при високих швидкостях співударяння цс призводиіь до чималою ІІОМ якшення або аж усунення удару иршиваї и її оо улор 7 і до зниження шуму, який створюється при цьому Із-за різниці сил вітру, діючих на лопаіі 3 і 4, І'МВЛМЬІЬСЯ момені і прямовисний вал 2 призводиіь в оберіання через торцеву ступицю 18 генератор із-іа юю. що зовнішній край лопап виконаний з відіином бокових сшрін щодо осі поворотного маху в супротивні сторони* на лопасть 5, у якої ось маху 10 в даний час паралельна сгруму виру (фп і), дії момені, що noaepiat її навкруг осі поворотного маху в стан взаємодії із струмом повітря (лопать 3) Аналоїічний вплив дкіься із лопаїтю, шо має розіин зовнішньою краю (фіі. 2), але така лопать більш іехнологічна при виготовленні При всиновленні і закріпленні додаіковою прямовисною вала 17 із лолаіями, упорами, повороіними махами і торцевою ступицею, аналопчними всіановленилі на основному прямовисному валу 2. в юрцеву сіупицю 16 ДІЇ ІЬСЯ збільшення погужносп, що передається іенератору Джерела інформації: j. патент госіиської ч^едерацн JN « Z05 VO //, IVII\ J о rvou \/vv, падрук 10.05.96 р. Бюл.№ 13. 2. Олис винаходу до заявці РФ № 9403 Ї431, jviKi 6 F03D 3/00. Надрук. лл /\/- г\ґ .% г^ лл іт ^и.ио.УО p. DHJJI. ЛУ I /. ,3. А. с. ^rt.r л« J /4OU54, Млі rO^u j/uo. падрук.. О7.и/.у/ р. ьюл, ЛИ 25 (про Кпин). в Вітроенергетична устано&ка /7 Ю пМ.