ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2282051

ВЕТРОЭЛЕКТРОАГРЕГАТ

ВЕТРОЭЛЕКТРОАГРЕГАТ

Имя изобретателя: Литвиненко Александр Михайлович 
Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего Профессионального образования "Воронежский государственный технический университет"
Адрес для переписки: 394026, г.Воронеж, Московский пр-т, 14, ГОУВПО "ВГТУ", патентный отдел
Дата начала действия патента: 2005.01.31 

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для выработки электроэнергии. Для уменьшения массы башни и обеспечения устойчивости к порывам ветра в ветроэлектроагрегате, содержащем башню, ветроколесо с горизонтальной осью, мультипликатор, генератор и поворотное основание, башня выполнена из стержней, составленных в виде двух прямоугольных треугольников с общей гипотенузой и катетами, причем катеты являются сторонами двух равнобедренных треугольников с общим основанием, соединяющим вершины прямых углов, первый из которых выполнен горизонтальным, в вершине, соединяющей равные стороны второго равнобедренного треугольника, установлен подшипниковый узел с валом ветроколеса и ведущим элементом мультипликатора, на середине основания равнобедренных треугольников установлен первый подшипниковый узел горизонтального вала, в вершине, соединяющей равные стороны горизонтального равнобедренного треугольника, установлен второй подшипниковый узел горизонтального вала, первый конец горизонтального вала снабжен ведомым элементом мультипликатора, соединенным гибкой связью с ведущим элементом, второй конец горизонтального вала соединен с генератором, а горизонтальный равнобедренный треугольник расположен на поворотном основании.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии.

Известна конструкция генератора с расположением на башне поворотного ветроколеса, снабженного устройством установки на ветер [1].

Данный ветроагрегат имеет башню традиционного типа.

Из известных аналогов наиболее близких к заявленному по совокупности существенных признаков является ветрогенератор [2], который содержит башни, две соединенные под углом рамы, связанные с опорой в местах соединения с центральным опорным узлом, ветроколеса, с горизонтальной осью установленные на стойках (башнях) рам, поддерживающие тележки, мультипликаторы, генераторы и поворотные основания, отличающиеся тем, что рамы снабжены шарнирами, установленными в центральном опорном узле, и имеют направляющие механизмы и синхронизирующее устройство.

Недостатком данного устройства является наличие ветроколесных стоек, которые несут на себе генераторную установку, которая обладает повышенной массой и, следовательно, башня должна быть рассчитана с учетом повышенной нагрузки и, следовательно, имеет большую массу.

Изобретение направлено на уменьшение массы башни, обеспечение устойчивости к порывам ветра.

Это достигается тем, что башня выполнена из стержней, составленных в виде двух прямоугольных треугольников с общей гипотенузой и катетами, причем катеты являются сторонами двух равнобедренных треугольников с общим основанием, соединяющим вершины прямых углов, первый из которых выполнен горизонтальным, в вершине, соединяющей равные стороны второго равнобедренного треугольника установлен подшипниковый узел с валом ветроколеса и ведущим элементом мультипликатора, на середине основания равнобедренных треугольников установлен первый подшипниковый узел горизонтального вала, в вершине, соединяющей равные стороны горизонтального равнобедренного треугольника установлен второй подшипниковый узел горизонтального вала, первый конец горизонтального вала снабжен ведомым элементом мультипликатора, соединенным гибкой связью с ведущим элементом, второй конец горизонтального вала соединен с генератором, а горизонтальный равнобедренный треугольник расположен на поворотном основании.

Достижение технического результата обусловлено наличием жесткой башни, в нижней части которой расположен вал с генератором, при этом смещение оси поворотного основания относительно плоскости вращения ветроколеса обеспечивает самоориентацию ветроэлектроагрегата на ветер, что позволяет сэкономить на ветроориентирующем устройстве.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где схематично показан общий вид ветроэлектроагрегата.

ВЕТРОЭЛЕКТРОАГРЕГАТ

Ветроэлектроагрегат включает в себя башню, выполненную в виде тетраэдра, который составлен из стержня 1, являющегося общей гипотенузой двух прямоугольных треугольников, катетами которых являются стержни 2 и 3, которые, в свою очередь, входят в состав вертикального равнобедренного треугольника, стержни 4 и 5, которые входят в состав горизонтального равнобедренного треугольника, поворотного основания 6, стержни 4, 5, 1 присоединены ко второму подшипниковому узлу 7 горизонтального вала 8, второй конец которого 9 присоединен к генератору 10. Поворотное основание снабжено шарниром 11, установленном на опорной плитке 12. Башня снабжена соединительной перемычкой 13, являющегося общим основанием горизонтальных и вертикальных равнобедренных треугольников. По середине перемычки 13 установлен первый подшипниковый узел 14 горизонтального вала 8, первый конец которого снабжен ведомым элементом 15 мультипликатора, который соединен гибкой связью 16 с ведущим элементом мультипликатора 17, который закреплен на валу 18 ветроколеса 19, при этом вал 18 установлен в подшипниковом узле 20.

Ветроэлектроагрегат работает следующим образом, под воздействием ветрового потока 21 лопасти ветроколеса 19 приходят во вращение, при этом вращается вал 18 с ведущим элементом 17. Далее через гибкую связь 16 приходит во вращение ведомый элемент 15, горизонтальный вал 8 и генератор 10, электрическая энергия отдается в сети. При смене направления ветра, в следствии того, что ось шарнира 11 смещена от плоскости вращения колеса 19, возникает ориентирующий момент, под воздействием которого ветроколесо 19, располагается в плоскости, перпендикулярной направлению ветрового потока за башней.

Достоинством данного ветроэлектроагрегата является улучшение массогабаритных характеристик башни, поскольку стержни: 1, 2, 3 рассчитываются лишь на массу подшипникового узла 20, с ветроколесом, а генератор 10 располагается на основании 6, расположенном в непосредственной близости от опорной плиты 12.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Шефтер Я.И. Использование энергии ветра. М.: Энергоатомиздат. 1983, стр.109-110, рис.5.28; 5.29.

2. Патент РФ № 2187019/A.M.Литвиненко - Ветроэнергетическая установка / Опубл. Б.И. № 22, 2002, F 03 05/04, заявка № 2001101581/06 от 16.01.2001.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ветроэлектроагрегат, содержащий башню, ветроколесо с горизонтальной осью, мультипликатор, генератор и поворотное основание, отличающийся тем, что башня выполнена из стержней, составленных в виде двух прямоугольных треугольников с общей гипотенузой и катетами, причем катеты являются сторонами двух равнобедренных треугольников с общим основанием, соединяющим вершины прямых углов, первый из которых выполнен горизонтальным, в вершине, соединяющей равные стороны второго равнобедренного треугольника, установлен подшипниковый узел с валом ветроколеса и ведущим элементом мультипликатора, на середине основания равнобедренных треугольников установлен первый подшипниковый узел горизонтального вала, в вершине, соединяющей равные стороны горизонтального равнобедренного треугольника, установлен второй подшипниковый узел горизонтального вала, первый конец горизонтального вала снабжен ведомым элементом мультипликатора, соединенным гибкой связью с ведущим элементом, второй конец горизонтального вала соединен с генератором, а горизонтальный равнобедренный треугольник расположен на поворотном основании.

Версия для печати
Дата публикации 02.02.2007гг


вверх