Ветроагрегат

 

Использование: в ветроэнергетике. Сущность изобретения: ветроагрегат содержит мачту 1, несущую ветродвигатели 2, и рабочие машины. Оттяжки мачты 1 образованы валами 3 ветродвигателей 2, шарнирно соединенными одним своим концом с верхней частью ствола мачты, а другим - с рабочими машинами, которые могут быть выполнены в виде генераторов электрического тока, рабочие машины расположены вокруг нижней части ствола мачты. На валу каждого ветродвигателя установлено, по меньшей мере одно ветроколесо. При установке на валу ветродвигателя нескольких ветроколес их устанавливают со смещением лопастей каждого последующего ветроколеса относительно предыдущего на угол меньше 2/n, где "n" - число лопастей одного ветроколеса. На валу также могут быть установлены амортизаторы. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к устройствам ветроагрегатов, предназначенным для преобразования энергии ветра, и может быть использовано в ветроэнергетических установках и на ветроэлектрических станциях.

Известно устройство ветроагрегата изобретателей Г.Макса и Г.Хайза, в котором они предложили развешивать ветроколеса гирляндами между опорами или между вершинами близко расположенных гор, однако известное устройство имеет недостаток, связанный, в частности, с необходимостью привязки к конкретному рельефу местности.

Одним из наиболее близких аналогов, принятым заявителем за прототип, является устройство ветроагрегата, содержащее мачту, несущую ветродвигатели, и рабочие машины, выполненные в виде генератора электрического тока /авторское свидетельство СССР N 1553755, кл. F 03D 3/00, 1990/. Недостатком известного устройства является его низкая технологичность.

Задачей заявленного изобретения является повышение технологичности ветроагрегата, в частности, повышение надежности устройства при одновременном снижении нагрузки на вал и уменьшении акустического воздействия на окружающую среду.

Достижение указанного технического результата обеспечивается тем, что ветроагрегат содержит мачту с ветродвигателями и рабочие машины, а оттяжки, несущие ветродвигатели мачты образованы валами указанных ветродвигателей, при этом вал каждого ветродвигателя шарнирно соединен одним концом с верхней частью ствола мачты, а другим с рабочими машинами, которые также могут быть выполнены в виде генератора электрического тока, причем рабочие машины расположены вокруг нижней части ствола мачты и снабжены средством крепления к основанию, выполненным, например, в виде анкерного устройства или якоря. На валу каждого ветродвигателя установлено по меньшей мере одно ветроколесо, при этом для снижения нагрузки на вал он может быть снабжен амортизаторами, установленными либо на концах вала, либо на концах вала и между ветроколесами. Ветроколеса могут быть любыми, однако предпочтительнее в заявленном изобретении использование ветроколес роторного типа.

Указанный выше технический результат также достигается за счет того, что при установке на одном валу, по меньшей мере двух ветроколес, их лопасти смещены относительно друг друга на угол <2/p,, где n число лопастей ветроколеса. Такое смещение, в частности, обеспечивает снижение акустического воздействия на окружающую среду.

На фиг. 1 изображен общий вид ветроагрегата.

На фиг. 2 изображено сечение А-А по фиг.1 На фиг. 3 изображен верхний вертлюг.

На фиг. 4 изображен нижний вертлюг.

На фиг. 5 изображен амортизатор.

Ветроагрегат содержит мачту 1, несущую ветродвигатели 2, и рабочие машины. Оттяжки мачты 1 образованы валами 3 указанных ветродвигателей 2, при этом вал 3 каждого ветродвигателя 2 шарнирно соединен одним концом с верхней частью ствола мачты 1, а другим с рабочей машиной, выполненной, в частном случае, в виде генератора электрического тока 4. На валу 3 каждого ветродвигателя 2 установлено, по меньшей мере одно ветроколесо 5, преимущественно роторного типа. Узел шарнирного соединения верхнего и нижнего концов вала 3 может быть выполнен в виде верхнего 6 нижнего 7 вертлюгов, при этом на валу 3 между ветроколесами 5, а также между ветроколесами 5 и вертлюгами 6, 7 могут быть установлены амортизаторы 8. Генераторы электрического тока 4 расположены вокруг нижней части ствола мачты 1 и снабжены средством крепления 9 к основанию 10, выполненным, например, в виде анкерного устройства или якоря.

При установке на валу 3 более одного колеса 5 лопасти 11 одного ветроколеса 5 целесообразно сместить относительно лопастей 11 другого ветроколеса на угол меньше 2/p,, где "n" количество лопастей на одном ветроколесе, то есть каждое последующее ветроколесо 5 установлено на валу 3 относительно предыдущего ветроколеса 5 со смещением лопастей 11 на указанный выше угол ..

Верхний 6 и нижний 7 вертлюги имеют типовое конструктивное выполнение и содержат корпус 12, внутри которого с возможность вращения на конических подшипниках 13 смонтирован валик 14, при этом вертлюги имеют сальниковые уплотнения 15. На валике 14 нижнего вертлюга 7 может быть установлен шкив 16 для кинематического соединения с генератором электрического тока 14.

Одно из возможных конструктивных выполнений амортизатора представлено на фиг. 5, согласно которой амортизатор 8 содержит корпус 17, выполненный с возможностью соединения с элементами ветроагрегата посредством стяжного болта 18 через амортизирующую втулку 19.

Работа ветроагрегата заключается в следующем.

Ветроколеса 5 приводятся во вращение за счет воздействия ветра на их лопасти 11, при этом вал 3 вращается вместе с ветроколесом (ветроколесами) 5, передавая вращение через нижний вертлюг 7 на вал генератора электрического тока 4. Таким образом, энергия ветра преобразуется в электрическую энергию. Амортизаторы 8 снижают пульсационные нагрузки на вал 3, а установка ветроколеса 5 со смещением лопастей 11 на угол меньше 2/p обеспечивает снижением акустического воздействия на окружающую среду.

Формула изобретения

1. Ветроагрегат, содержащий несущую ветродвигатели мачту и рабочие машины, отличающийся тем, что мачта снабжена оттяжками, при этом оттяжки образованы валами ветродвигателей, шарнирно соединенными одним концом с верхней частью ствола мачты, а другим с рабочими машинами, расположенными вокруг нижней части ствола мачты.

2. Ветроагрегат по п. 1, отличающийся тем, что рабочие машины выполнены в виде генераторов электрического тока.

3. Ветроагрегат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что на валу каждого ветродвигателя установлено по меньшей мере одно ветроколесо, при этом на валу либо у его концов и между ветроколесами установлены амортизаторы.

4. Ветроагрегат по пп. 1-3, отличающийся тем, что лопасти ветроколес у каждого ветродвигателя смещены относительно друг друга на угол меньше 2 2/n,, где n число лопастей одного ветроколеса данного ветродвигателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5