Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к устройствам регулирования частоты вращения и крутящего момента ветроколеса. Технический результат, заключающийся в создании устройства, позволяющего увеличить точность поддержания оборотов ветроколеса с обеспечением устойчивости и необходимых характеристик при динамических процессах, улучшении ориентации ветроколеса на ветер, устранении влияния на работу ветроустановки аэродинамического следа башни, а также упрощении конструкции...
Область деятельности(техники), к которой относится описываемое изобретение
Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к ветроэнергетике, к устройствам аэродинамического типа регулирования частоты вращения и крутящего момента ветроколеса.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Известно описанное в патенте РФ №2272173 и принятое за прототип ветроколесо, содержащее ступицу, жестко закрепленные на ней подшипниковые узлы, в которых размещены лопасти с возможностью поворота относительно своих осей, расположенных конусно по отношению к оси ветроколеса, а также размещенное в ступице устройство, влияющее на поворот лопасти, которое состоит из направляющей, установленных на ней как минимум двух пружин разной жесткости, выполненных с возможностью последовательного выключения из работы пружины сначала меньшей жесткости, а затем большей, жестко закрепленных на опорных частях лопастей качалок, соединенных через тяги со скользящим по направляющей толкателем, опирающимся на пружину меньшей жесткости, и устройства регулирования сжатия пружин.
Общими существенными признаками предлагаемого технического решения с прототипом являются следующие:
По варианту 1 - ветроколесо содержит ступицу, жестко закрепленные на ней подшипниковые узлы, в которых размещены лопасти с возможностью поворота относительно своих осей, расположенных под углом по отношению к оси ветроколеса, а также размещенное в ступице устройство, влияющее на поворот лопасти, которое состоит из направляющей, установленного на ней блока пружин, состоящего как минимум из двух пружин, выполненных с возможностью последовательного включения в работу сначала одной пружины, а затем и второй, жестко закрепленных на опорных частях лопастей качалок, соединенных через тяги со скользящим по направляющей толкателем, опирающимся на блок пружин, и устройства регулирования начального сжатия пружин.
По варианту 2 - ветроколесо содержит ступицу, жестко закрепленные на ней подшипниковые узлы, в которых размещены лопасти с возможностью поворота относительно своих осей, расположенных под углом по отношению к оси ветроколеса, а также размещенное в ступице устройство, влияющее на поворот лопасти, которое состоит из направляющей, установленной на ней пружины, жестко закрепленных на опорных частях лопастей качалок, соединенных через тяги со скользящим по направляющей толкателем, опирающимся на пружину, и устройства регулирования начального сжатия пружины.
Устройство-прототип позволяет увеличить точность поддержания оборотов ВК, однако в связи с тем, что после сжатия первой - более мягкой пружины, работает только одна - более жесткая пружина, шарнирный момент лопастей относительно оси поворота лопастей будет несколько отличаться от теоретического момента, кроме того, на точность регулирования оборотов ветроколеса оказывает существенное влияние погрешность изготовления пружин, которая находится в диапазоне 5-20%.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Данными вариантами конструкции решается техническая задача повышения точности регулирования ветроколеса, в том числе за счет влияния погрешностей при изготовлении пружин.
Для решения данной технической задачи:
- по варианту 1 в ветроколесе, содержащем ступицу, жестко закрепленные на ней подшипниковые узлы, в которых размещены лопасти с возможностью поворота относительно своих осей, расположенных под углом по отношению к оси ветроколеса, а также размещенное в ступице устройство, влияющее на поворот лопасти, которое состоит из направляющей, установленного на ней блока пружин, состоящего как минимум из двух пружин, выполненных с возможностью последовательного включения в работу сначала одной пружины, а затем и второй, жестко закрепленные на опорных частях лопастей качалки, соединенные через тяги со скользящим по направляющей толкателем, опирающимся на блок пружин, и устройство регулирования начального сжатия пружин, пружины расположены одна внутри другой, при этом вторая пружина выполнена с возможностью задержки вступления в работу;
- по варианту 2 в ветроколесе, содержащем ступицу, жестко закрепленные на ней подшипниковые узлы, в которых размещены лопасти с возможностью поворота относительно своих осей, расположенных под углом по отношению к оси ветроколеса, а также размещенное в ступице устройство, влияющее на поворот лопасти, которое состоит из направляющей, установленной на ней пружины, жестко закрепленные на опорных частях лопастей качалки, соединенные через тяги со скользящим по направляющей толкателем, опирающимся на пружину, и устройство регулирования начального сжатия пружины, пружина выполнена конической (с постоянным или переменным шагом) с возможностью изменения жесткости при сжатии (за счет посадки витков).
Отличительными признаками предлагаемого технического решения от известного являются следующие:
- по варианту 1 - пружины расположены одна внутри другой, при этом вторая пружина выполнена с возможностью задержки вступления в работу;
- по варианту 2 - пружина выполнена конической с возможностью изменения жесткости при сжатии.
Благодаря существенным признакам предлагаемого технического решения в совокупности с известными достигается следующий технический результат - осуществляется более точное регулирование оборотов ветроколеса за счет того, что шарнирный момент лопастей относительно оси поворота лопастей максимально приближен к теоретическому моменту, кроме того, особенно в варианте одной конической пружины на точность регулирования оборотов ветроколеса оказывает существенное влияние погрешность изготовления пружины (в варианте двух пружин меньшее влияние погрешности изготовления пружин оказывается в диапазоне малых ветров, когда работает только одна пружина).
Предложенное техническое решение может найти применение в конструкции ветроэнергетических установок горизонтально-осевого типа, особенно когда требуется точное регулирование скорости вращения.
Конструкция вариантов предлагаемого ветроколеса с регулятором оборотов аэродинамического типа поясняется чертежом.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
На фиг.1 изображено ветроколесо по первому варианту формулы.
На фиг.2 изображено ветроколесо по второму варианту формулы.
На фиг.3 изображен график зависимости шарнирного момента относительно оси поворота лопасти от скорости ветра.
ветроколесо по первому варианту формулы
Изображенное на фиг.1 ветроколесо содержит ступицу 1, жестко закрепленные на ней подшипниковые узлы 2, в которых размещены лопасти 3 с возможностью поворота относительно своих осей, расположенных под углом по отношению к оси ветроколеса, а также размещенное в ступице 1 устройство, влияющее на поворот лопасти 3, которое состоит из направляющей 4, установленного на ней блока пружин, состоящего как минимум из двух пружин 5 и 6, выполненных с возможностью последовательного включения в работу сначала одной пружины 5, а затем и второй 6, жестко закрепленные на опорных частях лопастей 3 качалки 7, соединенные через тяги 8 со скользящим по направляющей толкателем 9, опирающимся на блок пружин 5 и 6, и устройство регулирования начального сжатия пружин 10, пружины 6 и 5 расположены одна внутри другой, при этом вторая пружина 6 выполнена с возможностью задержки вступления в работу (имеет зазор 11 между ней и толкателем 9).
ветроколесо по второму варианту формулы.
Изображенное на фиг.2 ветроколесо имеет более простую конструкцию за счет того, что вместо двух пружин на направляющей 4 установлена одна коническая пружина 12, выполненная с возможностью изменения жесткости при сжатии (посадки витков один на другой).
Предложенное ветроколесо по п.1 формулы - фиг.1 - работает следующим образом. При превышении частоты вращения ветроколеса над номинальной возникает аэродинамический момент относительно оси поворота лопасти 3, установленной в подшипниковом узле 2 с применением подшипников качения, позволяющем поворачиваться лопасти относительно своей оси. При этом лопасть 3 стремится повернуться в сторону уменьшения угла атаки и, как следствие, уменьшить частоту вращения ветроколеса. Указанный момент передается через качалки 7, тяги 8 и толкатель 9 первоначально только на пружину 5, а затем после выбора зазора 11 и на пружину 6. Вследствие их сжатия и возникает сила, противодействующая повороту лопастей 3 во флюгерное положение. При этом пружины включаются - выключаются последовательно во времени (с задержкой). Такая схема позволяет реализовать заданный закон изменения силы сопротивления механизма от величины перемещения и обеспечить высокую стабильность поддержания частоты вращения ветроколеса в широком диапазоне скоростей ветра. Для повышения точности регулирования применяется регулятор 10, позволяющий изменять начальное усилие сжатия пружин 5, 6. Для снижения уровня вибраций длина тяг 8 регулируется, что позволяет обеспечить аэродинамическую балансировку лопастей 3 ветроколеса.
Предложенный регулятор оборотов аэродинамического типа по п.2 формулы - фиг.2 - работает аналогично прототипу, только с той разницей, что сопротивление сжатию возникает не скачкообразно (при включении второй пружины), а равномерно за счет работы одной пружины 12 и посадки ее витков.
Особенности работы устройств, влияющих на поворот лопасти по п.1 и 2 формулы, поясняются графиком зависимости шарнирного момента относительно оси поворота лопасти от скорости ветра фиг.3. На графике кривая 1 - вариант с двумя последовательно расположенными пружинами (прототип); кривая 2 - вариант с двумя расположенными одна внутри другой пружинами с задержкой вступления в работу второй пружины; кривая 3 - вариант с одной конической пружиной с возможностью изменения жесткости при сжатии; кривая 4 - теоретический момент.
Как видно из графика, кривая 1 имеет два участка - первый, когда сжимаются совместно обе пружины, при этом где CΣ - суммарная податливость, C1 - податливость первой пружины, С2 - податливость второй пружины; и второй, когда работает только одна вторая пружина, при этом СΣ=С2.
Кривая 2 также имеет два участка - первый, когда сжимается только одна пружина, при этом СΣ=C1; и второй, когда работают совместно две пружины, при этом сΣ=C1+С2.
Кривая 3 не имеет ярко выраженных участков 1 и 2, т.к. работает одна коническая пружина, при этом жесткость пружины по мере сжатия увеличивается за счет посадки витков, т.е. за счет уменьшения рабочих витков.
Как видно из графика, максимально приближенной к теоретической является кривая 3, достаточно близка к ней и кривая 2, а кривая 3 имеет значительные отклонения при больших силах ветра.
Формула изобретения
1. Ветроколесо, содержащее ступицу, жестко закрепленные на ней подшипниковые узлы, в которых размещены лопасти с возможностью поворота относительно своих осей, расположенных под углом по отношению к оси ветроколеса, а также размещенное в ступице устройство, влияющее на поворот лопасти, которое состоит из направляющей, установленного на ней блока пружин, состоящего как минимум из двух пружин, выполненных с возможностью последовательного включения в работу сначала одной пружины, а затем и второй, жестко закрепленных на опорных частях лопастей качалок, соединенных через тяги со скользящим по направляющей толкателем, опирающимся на блок пружин, и устройства регулирования начального сжатия пружин, отличающееся тем, что пружины расположены одна внутри другой, при этом вторая пружина выполнена с возможностью задержки вступления в работу.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
2. Ветроколесо, содержащее ступицу, жестко закрепленные на ней подшипниковые узлы, в которых размещены лопасти с возможностью поворота относительно своих осей, расположенных под углом по отношению к оси ветроколеса, а также размещенное в ступице устройство, влияющее на поворот лопасти, которое состоит из направляющей, установленной на ней пружины, жестко закрепленных на опорных частях лопастей качалок, соединенных через тяги со скользящим по направляющей толкателем, опирающимся на пружину, и устройства регулирования начального сжатия пружины, отличающееся тем, что пружина выполнена конической с возможностью изменения жесткости при сжатии
Имя изобретателя: Улановский Яков Бенедиктович (RU); Карпов Алексей Борисович (RU); Кашфразиев Юныс Абрарович (RU) Имя патентообладателя: Общество с Ограниченной Ответственностью "СТРОЙИНЖИНИРИНГ СМ" Почтовый адрес для переписки: 141980, Московская обл., г. Дубна, ул. Московская, 8, кв.120, Ю.А. Кашфразиеву Дата начала отсчета действия патента: 2007.03.01
Разместил статью: search
Дата публикации: 10-10-2008, 18:31
Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэнергетическим установкам с вертикальной осью вращения ротора. Технический результат, заключающийся в улучшении эксплуатационных и аэродинамических характеристик, повышении КПД и упрощении конструкции ротора, достигается тем, что ротор ветродвигателя, содержащий вертикальный вал (1), по меньшей мере две радиальные траверсы (2), жестко скрепленные с валом (1), и вертикальные лопасти...
Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к ветроэнергетике, в частности к ветроагрегатам (ВА), использующим энергию потока воздуха, а также может быть использовано для установок, использующих кинетическую энергию движения потоков (например, течение воды в каналах, реках и океанах). Технический результат - повышение надежности путем приближения массивных частей ВА к оси стойки, повышение коэффициента использования ветрового потока, уменьшение материалоемкости за счет...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.
В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
Никакого начала не было - вселенная, заполненная энергией ЭМ волн , существует изначально.
То есть, никакой энергетической проблемы не решилось от слова совсем. Так как для производства металлического алюминия, тратится уймище энергии. Производят его из глины, оксида и гидроксида алюминия, понятно что с дико низким КПД, что бы потом его сжечь для получения энергии, с потерей ещё КПД ????
Веселенькое однако решение энергетических проблем, на такие решения никакой энергетики не хватит.
Вместо трудновыполнимых колец, я буду использовать,цилиндрические магниты, собранные в кольцевой пакет, в один, два или три ряда. На мой взгляд получиться фрактал 1 прядка. Мне кажется, что так будет эффективней, в данном случае. И в место катушек, надо попробывать бифиляры или фрактальные катушки. Думаю, хороший будет эксперимент.
Проблема в том, что человечество зомбировано религией, что бог создал всё из ничего. Но у многих не хватает ума подумать, а кто создал бога? Если бога никто не создавал - значит он существует изначально. А почему самому космосу и самой вселенной как богу-творцу - нельзя существовать изначально?
Единственным творцом материального мира, его составной субстанцией, источником движения и самой жизни является энергия космоса, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и полагается богу заполнено всё космическое пространство, включая атомы и клетки.
От углеводородов кормится вся мировая финансовая элита, по этому они закопают любого, кто покусится на их кормушку. Это один. Два - наличие дешевого источника энергии сделает независимым от правительств стран все население планеты. Это тоже удар по кормушке.
Вначале было то, что существует изначально и никем не создавалось. А это
- безграничное пространство космоса
- безграничное время протекания множества процессов различной длительности
- электромагнитная энергия, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и положено творцу (богу) материального мира, заполнено всё безграничное пространство космоса, из энергии ЭМВ состоят атомы и клетки, то есть материя.
Надо различать материю и не материю. Материя - это то, что состоит из атомов и клеток и имеет массу гравитации, не материя - это энергия ЭМ волн, из которых и состоит материя
Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к устройствам регулирования частоты вращения и крутящего момента ветроколеса. Технический результат, заключающийся в создании устройства, позволяющего увеличить точность поддержания оборотов ветроколеса с обеспечением устойчивости и необходимых характеристик при динамических процессах, улучшении ориентации ветроколеса на ветер, устранении влияния на работу ветроустановки аэродинамического следа башни, а также упрощении конструкции...
где CΣ - суммарная податливость, C1 - податливость первой пружины, С2 - податливость второй пружины; и второй, когда работает только одна вторая пружина, при этом СΣ=С2.
Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэнергетическим установкам с вертикальной осью вращения ротора. Технический результат, заключающийся в улучшении эксплуатационных и аэродинамических характеристик, повышении КПД и упрощении конструкции ротора, достигается тем, что ротор ветродвигателя, содержащий вертикальный вал (1), по меньшей мере две радиальные траверсы (2), жестко скрепленные с валом (1), и вертикальные лопасти...
Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к ветроэнергетике, в частности к ветроагрегатам (ВА), использующим энергию потока воздуха, а также может быть использовано для установок, использующих кинетическую энергию движения потоков (например, течение воды в каналах, реках и океанах). Технический результат - повышение надежности путем приближения массивных частей ВА к оси стойки, повышение коэффициента использования ветрового потока, уменьшение материалоемкости за счет...
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
