Ветроэнергетический агрегат
Предлагаемая полезная модель относится к области малой энергетики, в частности к ветродвигателям, и может быть использована для выработки электроэнергии, поступающей в энергетические системы или используемой для питания обособленных потребителей.
Техническим результатом от использования предлагаемой полезной модели является повышение надежности, путем создания конструкции способной защитить саму себя при изменении скорости воздушного потока.
Это достигается тем, что в ветроэнергетическом агрегате, включающем один или несколько цилиндрических блоков, установленных последовательно и концентрично, каждый из которых содержит ротор с вогнуто-выпуклыми лопатками и статор с вогнуто-выпуклыми пластинами и нагнетателями, торцевые поверхности каждого цилиндрического блока снабжены силовыми стойками, образующими прямоугольные сектора, вогнуто-выпуклыми створками, шарнирно закрепленными на стойках с наружной стороны статора и имеющими длину большую или равную четверти длины окружности внешней поверхности статора, а ширину равную высоте цилиндрического блока, один из образованных секторов оснащен шарнирно установленными на параллельных стойках шаговыми электродвигателями с винтовыми передачами, гайки которых помещены в концевую часть соответствующей вогнуто-выпуклой створки, оснащенной тягами, связывающими ее с концевыми частями других вогнуто-выпуклых створок.
Предлагаемая конструкция ВЭА позволит регулировать скорость воздушного потока и не допустит разрушения при действии ураганных потоков воздуха.
Предлагаемая к защите полезная модель относится к области малой энергетики, в частности к ветродвигателям, и может быть использована для выработки электроэнергии, поступающей в энергетические системы или используемой для питания обособленных потребителей.
Из патентной литературы известна ветротурбинная установка, содержащая ротор фрикционного типа, выполненного в виде вала размещенного вертикально с возможностью вращения внутри корпуса и снабженного пластинами, установленными одна относительно другой на заданном расстоянии и имеющими форму дисков, между которыми по всему периметру ротора установлены лопасти турбинного типа, при чем пластины и лопасти скреплены растяжками. (РФ №2240442, F03D 3/00).
Недостаток указанной конструкции ветротурбины заключается в ее сложности и недостаточной надежности, объясняемой тем, что ветронаправляющие пластины и лопасти не могут регулировать скорость прохождения воздушного потока через ветротурбину при изменении скорости ветра.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели является ветроэнергетический агрегат, включающий один или несколько цилиндрических блоков,
установленных последовательно и концентрично на вертикальном валу, каждый из которых содержит ротор с вогнуто-выпуклыми лопатками и статор с вогнуто - выпуклыми пластинами и нагнетателями (KZ №12233, F03D 3/00).
ВЭА указанной конструкции рассчитан на определенное предельно допустимое значение скорости ветра, при котором можно получить максимальное количество электроэнергии.
При увеличении скорости воздушного потока больше допустимого (ураганных ветрах), ветронаправляющие приспособления не могут регулировать скорость его прохождения через ветротурбину, в связи с чем количество вырабатываемой энергии не увеличивается, зато резко увеличивается скорость вращения ротора, что может привести к выходу из строя ВЭА. Необходима дополнительная защита ВЭА при изменении скорости воздушного потока больше допустимого значения.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности, путем создания конструкции способной защитить саму себя при изменении скорости воздушного потока.
Поставленная задача решается тем, что в ветроэнергетическом агрегате, включающем один или несколько цилиндрических блоков, установленных последовательно и концентрично, каждый из которых содержит ротор с вогнуто-выпуклыми лопатками и статор с вогнуто-выпуклыми пластинами, торцевые поверхности каждого цилиндрического блока снабжены силовыми стойками, образующими прямоугольные сектора, вогнуто-выпуклыми створками, шарнирно закрепленными на стойках с наружной стороны статора и имеющими длину большую или равную четверти длины окружности внешней поверхности статора, а ширину равную высоте цилиндрического блока, один из образованных секторов оснащен шарнирно установленными на параллельных стойках шаговыми электродвигателями с винтовыми передачами, гайки которых помещены в концевую часть соответствующей вогнуто-выпуклой створки, оснащенной тягами, связывающими ее с концевыми частями других вогнуто-выпуклых створок.
Оснащение ВЭА дополнительными створками, установленными с наружной стороны статора, закрытие и открытие которых зависит от изменения скорости прохождения воздушного потока через цилиндрический блок ВЭА, позволяет повысить надежность работы устройства.
На фиг.1 представлен общий вид цилиндрического блока ВЭА, на фиг.2 - вид по стрелке А фиг.1, на фиг.3 - увеличение Б фиг.1 (соединение стойки и электродвигателя), на фиг.4 - вид В фиг.2, фиг.5 - разрез Г-Г фиг.4.
ВЭА состоит из одного или нескольких цилиндрических блоков 1, установленных последовательно и концентрично.
Цилиндрический блок 1 содержит ротор 2 с вогнуто-выпуклыми лопатками 3, статор 4 с вогнуто-выпуклыми пластинами 5 и вогнуто-выпуклые створки 6-9.
Торцевые поверхности 10 цилиндрических блоков 1 оснащены силовыми стойками 11 и 12, образующими прямоугольные сектора 13, закрытые с наружной стороны шарнирно закрепленными на стойках 11 и 12 створками 6-9.
В секторе 13 на параллельных стойках 11 и 12 шарнирно 15 установлены шаговые электродвигатели 16 и 17 с винтовыми передачами 18 и 19, гайки 20 и 21 которых помещены в концевую часть 22 соответствующей створки 6.
Концевые части 22 створок 6-9 соединены между собой тягами 23.
Для синхронизации работы шаговых электродвигателей на оси ротора одного из блоков установлен, например, тахометр 24.
Ветроэнергетический агрегат работает следующим образом.
При увеличении скорости воздушного потока больше допустимого значения резко увеличивается скорость вращения ротора 2, что фиксируется тахометром 24, который передает команду на включение шаговых электродвигателей 16 и 17 на «закрытие».
Шаговые электродвигатели 16 и 17 приводят во вращение винтовые передачи 18 и 19, гайки 20 и 21 которых начинают перемещаться вдоль винта к двигателю, закрывая створку 6.
Так как створки 6-9 связаны между собой тягами 23, происходит их одновременное закрытие.
При снижении скорости воздушного потока, при его номинальном значении, электродвигатели 16 и 17 выключаются, а при еще большем снижении - снова включаются на «открытие». В этом случае гайки 20 и 21 перемещаются вдоль винта от электродвигателя 16 (17). Створки 6 начинают открываться, увеличивая доступ воздушного потока на лопатки 3 ротора 2.
Тяги 23 передают эту команду остальным створкам 7-9.
Предлагаемая конструкция ВЭА позволит регулировать скорость воздушного потока и не допустит разрушения при действии ураганных потоков воздуха.
Ветроэнергетический агрегат (ВЭА), включающий один или несколько цилиндрических блоков, установленных последовательно и концентрично, каждый из которых содержит ротор с вогнуто-выпуклыми лопатками и статор с вогнуто-выпуклыми пластинами, отличающийся тем, что торцевые поверхности каждого цилиндрического блока снабжены силовыми стойками, образующими прямоугольные сектора, вогнуто-выпуклыми створками, шарнирно закрепленными на стойках с наружной стороны статора и имеющими длину, большую или равную четверти длины окружности внешней поверхности статора, а ширину, равную высоте цилиндрического блока, один из образованных секторов оснащен шарнирно установленными на параллельных стойках шаговыми электродвигателями с винтовыми передачами, гайки которых помещены в концевую часть соответствующей вогнуто-выпуклой створки, оснащенной тягами, связывающими ее с концевыми частями других вогнуто-выпуклых створок.
