Ветроколесо сегментного ветроэлектрогенератора

Авторы патента:

Литвиненко Александр Михайлович (RU)

F03D1/00 - Ветряные двигатели с осью вращения ротора, совпадающей с направлением ветра (регулирование F03D 7/00)

Владельцы патента RU 2569464:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветроустановок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа. Ветроколесо сегментного ветроэлектрогенератора содержит ступицу, спицы, обод, лопасти с лонжеронами, выполненные в виде поперечных пластин, при этом, по крайней мере, один узел крепления лонжеронов к пластине выполнен в виде уголка, одна из полок которого снабжена отверстием для лонжерона, а вторая установлена с возможностью контакта с краем обода. Реализация изобретения позволит использовать лонжероны лопасти одновременно в качестве конструкционных элементов и магнитопроводов сегментного генератора, что уменьшает капитальные затраты. 3 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветросиловых и ветроэлектроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа.

Известно ветроколесо [Пат. РФ №2211366, опубл. 27.08.2003, бюл. №24/ Литвиненко A.M. - заявка №2002104027/06 от 14.02.2002], которое содержит ступицу, лопасти, выполненные в виде парусных оперений, лонжероны, трос, D-образную переднюю кромку, согласно изобретению парусные оперения выполнены в виде упругих пластин, передняя кромка которых имеет форму арки и снабжена отверстиями под лонжерон.

Недостатком данного ветроколеса является невозможность использования тканевых оболочек парусного типа.

Наиболее близким к заявленному по совокупности существенных признаков является ветроколесо [Пат. РФ №2249720, опубл. 10.04.2005, бюл. №10/ Литвиненко A.M. - заявка №2003130051/06 от 09.10.2003], содержащее лопасти как основные, так и, возможно, дополнительные, которые выполнены в виде парусных оперений, а именно оболочечного, двухслойного, скрепленного по периметру равнобедренного треугольника, вершина которого закреплена у ступицы, основание снабжено натяжной планкой, которая шарнирно соединена с балансиром, балансир шарнирно установлен на внешнем конце трубчатого лонжерона и соединен с натяжной тягой.

Недостатком данного ветроколеса является затруднение в обеспечении крутки лопастей, которая, как известно, обеспечивает лучшие аэродинамические характеристики, а также относительно сложный раскрой парусного оперения.

Изобретение направлено на упрощение и удешевление конструкции путем повышения технологичности.

Это достигается тем, что у ветроколеса сегментного ВЭГ, содержащего ступицу, спицы, обод, лопасти с лонжеронами, выполненные в виде поперечных пластин, согласно изобретению, при этом, по крайней мере, один узел крепления лонжеронов к пластине выполнен в виде уголка, одна из полок которого снабжена отверстием для лонжерона, а вторая установлена с возможностью контакта с краем обода.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 изображено ветроколесо в уменьшенном масштабе, вид спереди, на фиг.2 - сечение по ободу, на фиг.3 - внешняя развертка обода.

Ветроколесо содержит зону дугового статора 1, лонжероны магнитопровода 2, парусное оперение 3, поперечные пластины 4, спицы 5, ступицу 6, обод 7, крепление пластин 4 (болты 8), гайки 9 крепления лонжеронов, крепление пластины 4 к ободу дополнительно фиксируется уголком, фиксация пластины 4 относительно обода осуществляется уголком, горизонтальная полка 10 которого снабжена отверстием для крепления лонжерона, а вертикальная полка 11 прижимается к ободу.

Ветроколесо работает следующим образом. При набегании ветрового потока происходит вращение ветроколеса вследствие отклонения потока, вызванного наклонным положением лопастей. При этом периодически размыкается и замыкается магнитная цепь: статор - лонжерон - пластины 4 -второй лонжерон - статор. В результате в статорном элементе индуцируется ЭДС, которая далее передается потребителю. При этом жесткость конструкции обеспечивается диагональными пластинами 10, закрепленными в точке 11 крепежным элементом, например болтом. Фиксация планки 4 осуществляется с помощью уголка, вертикальная полка 11 которого прижимается к ободу, а горизонтальная зажата между гайкой лонжерона и пластиной 4.

Технико-экономическим преимуществом заявленного устройства является возможность использования лонжеронов лопасти одновременно в качестве конструкционных элементов и магнитопроводов сегментного генератора, что уменьшает капитальные затраты, а также дает возможность использования обладающих самой малой стоимостью на сегодняшний день парусных оперений.

Ветроколесо сегментного ветроэлектрогенератора, содержащее ступицу, ферромагнитный обод, спицы, установленные между ступицей и ферромагнитным ободом, а также ферромагнитные лонжероны, укрепленные на ферромагнитном ободе с помощью поперечных ферромагнитных пластин, отличающееся тем, что, по крайней мере, один узел крепления лонжеронов к пластине выполнен в виде уголка, одна из поток которого снабжена отверстием для лонжерона, а вторая установлена с возможностью контакта с краем обода.

Изобретение относится к способу управления ветроэнергетической установкой и к ветроэнергетической установке. Способ управления подключенной к электрической сети ветроэнергетической установкой с генератором с аэродинамическим ротором с регулируемой скоростью вращения включает этап эксплуатации ветроэнергетической установки в оптимальной относительно преобладающих условий ветра рабочей точке с оптимальной скоростью вращения и этап эксплуатации ветроэнергетической установки в переходный период времени или длительно в неоптимальной рабочей точке с неоптимальной скоростью вращения.

Ветровая энергетическая установка // 2564734

Настоящее изобретение относится к конструкции ветроэнергетических установок. Держатель модулей для крепления электрических модулей, предусмотренных для управления одним или несколькими приводами поворота лопастей ВЭУ, к ступице ротора ВЭУ содержит основную часть для удержания электрических модулей.

Ветродвигатель // 2552017

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к ветродвигателям, и может быть использовано для строительства ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения ветроколеса с набегающим воздушным потоком.

Ветроэнергетическая установка // 2551457

Изобретение представляет собой ветроэнергетическую установку с горизонтальной осью вращения. Ветроэнергетическая установка содержит корпус, снабженный стабилизаторами в виде ребер жесткости.

Роторное устройство с использованием эффекта магнуса // 2550227

Изобретение относится к электроэнергетике. Роторное устройство с использованием эффекта Магнуса содержит, по меньшей мере, один ротор, кольцо вращения ротора, кинематически связанное с ротором и закрепленное на корпусе устройства и вал, закрепленный в корпусе устройства и кинематически связанный с приводом и электрогенератором.

Ветроколесо // 2549008

Предложено ветроколесо, содержащее ступицу и лопасти из изогнутой упругой полосы, соединенные со ступицей. Каждая из лопастей образуется путем односторонней стыковки противоположных концов изогнутой упругой полосы.

Ветроэнергетическая установка // 2545173

Изобретение относится к ветроэнергетике и используется в горизонтально-осевых ветроэнергетических установках. Ветроустановка имеет закрепленные на его ступице полые лопасти, изготовленные в виде тел вращения с выполненными в их стенках продольными пазами, в которых размещаются сужающиеся криволинейные каналы с тангенциальными щелями на выходе, направленными по касательной к внешней поверхности лопастей.

Система питания электроприводов транспортных средств с различными движителями // 2540888

Изобретение относится к электрическим тяговым системам транспортных средств. Система привода транспортного средства содержит, по меньшей мере, один электрогенератор, аккумуляторную батарею, зарядное устройство и инвертор, электрически соединенные между собой, электродвигатель, электрически соединенный с аккумуляторной батареей и кинематически связанный со средством перемещения транспортного средства.

Способ и устройство системы волкова для производства энергии методом "парусного захвата" воздушных потоков и солнечных лучей // 2536648

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Способ производства энергии, заключающийся в том, что выработку энергии производят за счет вращения рабочих лопаток ветром, ускоренным сооружением, выполненным в виде сопла Лаваля в верхней части, а в нижней - представляющей из себя плоскость, и за счет солнечных батарей, а также за счет солнечных лучей, которые попадают на батарею, за счет их отражения от внутренней плоскости сопла Лаваля.

Ветроагрегат с системой ориентации и ограничения мощности ветротурбины // 2535194

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для энергоснабжения бытовых и производственных потребителей энергии. Ветроагрегат с системой ориентации и ограничения мощности ветротурбины, имеющий опору с цевочной шестерней и вертикальной осью с насаженной на ней головкой ветроагрегата, устройство, реагирующее на направление ветра, насаженное на выполненную полой вертикальную ось в головке ветроагрегата с возможностью поворота не менее чем на 90°, связанное жёстко с боковой лопатой, вертикальный вал, проходящий через выполненную полой вертикальную ось в головке ветроагрегата и имеющий установленную на нижнем конце ведущую шестерню, кинематически связанную с цевочной шестерней, а также силовой противодействующий механизм с точками приложения силы между головкой ветроагрегата и боковой лопатой, причем в качестве устройства, реагирующего на направление ветра, использована шторка, расположенная по ветру перед насаженной на верхний конец вертикального вала крыльчаткой.

Лопасть ротора ветроэнергетической установки и способ для монтажа лопасти ротора ветроэнергетической установки // 2570307

Изобретение относится к лопасти ротора ветроэнергетической установки и способу монтажа лопасти ротора ветроэнергетической установки. Лопасть (100) ротора ветроэнергетической установки имеет хвостовик (110), вершину (120), переднюю кромку (160), заднюю кромку (170), лицевую сторону (140) и тыльную сторону (130). Кроме того, лопасть (100) ротора имеет внешнюю оболочку (180) с по меньшей мере одним отверстием (190) на лицевой и/или тыльной стороне для приема средств (200) манипуляции для монтажа или демонтажа лопасти (100) ротора. Кроме того, лопасть (100) ротора имеет по меньшей мере один крепежный элемент (300) для крепления средств (200) манипуляции, введенных через по меньшей мере одно отверстие. Крепежный элемент (300) расположен внутри (150) внешней оболочки лопасти (100) ротора между лицевой стороной (140) и тыльной стороной (130). Изобретение направлено на упрощение монтажа лопасти ротора ветроэнергетической установки. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Морская ветряная электростанция для работы преимущественно в условиях арктики // 2575677

Изобретение относится к области энергетики, в частности к морским ветряным электростанциям, работающим преимущественно в условиях Арктики. Морская ветряная электростанция включает вертикально расположенную башню. В верхней части башни размещены гондола со ступицей и электрогенератором, поворачивающаяся вокруг вертикальной оси башни. На ступице установлены лопасти, вращающиеся вокруг горизонтальной оси гондолы, ориентированной по направлению ветра. В нижней части башни размещена платформа, в подводной части башни - опорная плита. На уровне ватерлинии оборудована охватывающим по кругу башню ледоразрушающим устройством, состоящим из двух, имеющих общее основание, конусообразных участков: первый - с прямой конусностью, расположенный вверх от ватерлинии, и второй - с обратной конусностью, расположенный вниз от ватерлинии, имеющих угол наклона образующей к горизонтали от 45° до 60° и диаметр общего основания, в 1,5-2,5 раза превышающий средний диаметр башни. Причем отношение среднего диаметра башни к ее высоте составляет 0,04-0,06. При этом морская ветряная электростанция снабжена устройствами уменьшения обледенения лопастей, метеорологического оборудования и платформы. Изобретение направлено на снижение внешнего силового воздействия ледовых образований за счет их разрушения и уменьшение обледенения конструкций и оборудования морской ветряной электростанции. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Аэростатно-плавательный ветрогенератор // 2576103

Изобретение относится к энергетическим установкам с ветряным ротором. Аэростатно-плавательный ветрогенератор содержит силовой блок в составе ветряного ротора и генератора, аэростатный модуль положительной плавучести из двух идентичных газонаполненных оболочек в одном уровне, причальный узел с тросами, трос-кабелем, двумя лебедками на свободно поворачивающейся платформе. Оболочки выполнены в виде параллельных полуцилиндров, их жесткие днища связаны между собой при помощи по меньшей мере одной поперечной мостовой фермы. Мостовая ферма имеет опускающиеся вертикально вниз центральные балки с подшипниковыми опорами. Ось ветряного ротора, оснащенного поднятыми над мостовой фермой ортогональными лопастями, вращается перпендикулярно воздушному потоку. Генератор подвешен к центральным балкам снизу. На свободно поворачивающейся платформе причального узла диаметрально лебедкам располагается бухта трос-кабеля. Изобретение направлено на устойчивое получение электроэнергии и повышение пространственной стабильности ветрогенератора. 3 ил.

Ветроэнергетическая установка // 2581301

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к устройствам, преобразовывающим энергию ветра в электрическую энергию. Ветроэнергетическая установка, содержащая две рамы с размещенными на них ветроэлектрогенераторами, вращающееся основание, вертикальную башню. Каждая из рам закреплена на нижних концах П-образной стойки, а верхняя перекладина П-образной стойки установлена в подшипниках, обоймы которых закреплены на вращающемся основании, расположенном на вертикальной башне. Технический результат заключается в обеспечении защиты установки от буревых порывов ветра и повышении надежности работы установки. 3 ил.

Ветроэнергетическая установка // 2581304

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ветроэнергетическая установка содержит неподвижное основание, подвижное основание, башню, стрелу, поперечную ферму с растяжками, две группы тяг с головками с ветроколесами. При этом дополнительно содержит вторую поперечную ферму с шарнирами, в которых закреплены верхние тяги с головками с ветроколесами. На нижних концах верхних тяг установлены шарниры, в которых закреплены вторые тяги с головками с ветроколесами. На концах вторых тяг также установлены шарниры, в которых установлены третьи тяги с головками с ветроколесами. На первых тягах закреплены высокоскоростные ветроколеса, на вторых тягах закреплены среднескоростные ветроколеса, а на нижних тягах закреплены низкоскоростные ветроколеса. Изобретение направлено на увеличение ориентирующего момента и на увеличение способности противостоять буревым порывам. 3 ил.

Сегментный ветроэлектрогенератор // 2581682

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для преобразования энергии ветра в электрическую энергию. Сегментный ветроэлектрогенератор содержит роторные ферромагнитные элементы, установленные на лопастях ветроколеса, статор, башню, корпус с поворотным основанием, ступицей, направляющим хвостовым устройством и подкосами статора. Между корпусом и статором установлен привод поступательного фиксированного движения со штоком и шарнирами. Крепление подкосов статора к корпусу выполнено шарнирным. Использование изобретения позволяет осуществить в небольших пределах регулирование возбуждения постоянного магнита, реализацию в одном устройстве регулировочных функций и высокую надежность систем возбуждения с постоянными магнитами. 4 ил.

Ветроэнергетическая установка // 2582386

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано для комплексного энергоснабжения индивидуальных потребителей. Ветроэнергетическая установка содержит ветроколесо, связанное с генератором, и блок управления. Ветроколесо связано механической передачей с валом генератора. Блок управления поддерживает частоту вращения ветроколеса, равную половине частоты вращения холостого хода ветроколеса, путем подключения к нему анемометра и датчика частоты вращения ветроколеса. Установка снабжена дополнительной электрической нагрузкой, представляющей собой нагревательные элементы. Изобретение направлено на максимальное использование энергии ветрового потока. 1 ил.

Способ ориентации ветроэнергетических установок с горизонтально-осевыми пропеллерными турбинами // 2588914

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэнергетическим установкам с горизонтально-осевыми пропеллерными турбинами. Способ ориентации ветроэнергетических установок с горизонтально-осевыми пропеллерными турбинами относительно направления воздушного потока, включающий в себя установку их на платформе с возможностью ее вращения в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, при этом, для устойчивой ориентации оси каждой турбины параллельно ветровому потоку, платформу выполняют так, чтобы для обеспечения статически устойчивого положения каждой турбины в ветровом потоке центр бокового давления всей конструкции платформы с турбинами находился за вертикальной осью вращения платформы. На платформе закрепляют опорные башни, на верхней оконечности каждой опорной башни находится площадка, на которой жестко закрепляют горизонтально-осевую пропеллерную турбину вместе с генератором и вариатором на общем валу, причем платформу выполняют в виде плавающей, ее размещают в водоеме, в носовой оконечности плавающей платформы, в ее диаметральной плоскости шарнирно закрепляют один конец гибкой тяги, другой конец которой шарнирно закрепляют на якоре. Изобретение направлено на максимальное использование энергии ветра. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Лопатка ветровой турбины и способ изготовления такой лопатки // 2591369

Изобретение относится к лопатке для ротора ветровой турбины и способу изготовления такой лопатки. Лопатка (104а, 104b, 104с, 108, 201) для ротора ветровой турбины (101) содержит корпус (218) лопатки, имеющий несущую поверхность для размещения нагревательного элемента, электропроводный, по существу, плоский нагревательный элемент (110, 120, 122, 124, 126, 128, 130, 132, 208, 208а, 208b), содержащий многоосную углеродную ткань, расположенный на несущей поверхности и проходящий в продольном направлении, по существу, вдоль по меньшей мере передней кромки (108а) лопатки, электропроводный элемент (112а, 112b, 212, 212а, 212b) подачи электропитания, расположенный на одном конце нагревательного элемента, проходящий, по существу, по ширине нагревательного элемента с обеих его сторон и связанный с ним электрически, и соединительную конструкцию, содержащую по меньшей мере один электропроводный соединительный элемент (114а, 114b, 214) и, по существу, покрывающую с обеих сторон нагревательного элемента части электропроводного элемента, которые проходят по ширине нагревательного элемента, при этом указанная лопатка предпочтительно содержит такой электропроводный элемент и соединительную конструкцию на обоих концах нагревательного элемента. Изобретение направлено на предотвращение и уменьшение обледенения лопаток ветровых турбин. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

Регулятор момента и частоты вращения вала ветротурбины // 2592699

Изобретение относится к ветроэнергетике. Регулятор момента и частоты вращения вала ветротурбины с лопастями, установленными с возможностью поворота на осях, размещенных на валу ветротурбины, установленном горизонтально в головке ветроагрегата. Лопасти связаны кинематически с выходным валом регулятора, содержащего подвижно установленный на валу ветротурбины подпружиненный груз в роли датчика частоты вращения и кинематическую систему передачи перемещения подпружиненного груза на установленный соосно валу ветротурбины выходной вал регулятора. Оси прикреплены к установленной на валу каретке, поворот которой ограничен первым упором на валу ветротурбины и упором на каретке, а между вторым упором на валу ветротурбины и упором на каретке установлена навитая на вал ветротурбины спиральная пружина. Подпружиненный груз выполнен в форме подпружиненного фрикционного ролика, кинематически связанного с входной шестерней установленного на валу ветротурбины редуктора, выходная шестерня которого неподвижно закреплена на выходном валу регулятора. Фрикционный ролик размещен в пространстве между внешним и внутренним фрикционными кольцами, установленными на головке коаксиально валу ветротурбины в перпендикулярной его оси плоскости. Изобретение направлено на повышение точности регулирования частоты вращения ветротурбины при минимальных размерах и массе регулятора, а также расширение его функциональных возможностей. 2 ил.