ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2285146
УСТРОЙСТВО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Имя изобретателя: Милосердов Виктор Петрович (RU); Лебедев Вадим Владимирович (RU)
Имя патентообладателя: Тамбовский военный авиационный инженерный институт (RU)
Адрес для переписки: 392006, г.Тамбов-6, ТВАИИ, научно-исследовательский отдел
Дата начала действия патента: 2004.08.24
Изобретение относится к
конструкции устройств, предназначенных для
выработки электрической энергии с
использованием энергии ветрового потока. В
устройстве энергетического обеспечения,
состоящем из наземной платформы,
поворотного ветроколеса с лопастями,
объединенными внешним кольцевым ободом,
взаимодействующим с одним и более
генераторами электрической энергии, на
кольцевом ободе ветроколеса между
чередующимися лопастями по направлению
вращения ветроколеса установлены
профилированные закрученные плоскости,
которые консолью с минимальным углом атаки 
min пристыкованы к консоли предыдущей
лопасти ветроколеса, а консолью с
максимальным углом атаки
max пристыкованы к консоли последующей
лопасти ветроколеса. Изобретение позволяет
повысить эффективность применения
устройства энергетического обеспечения в
наземных условиях, снизить удельную
стоимость устройства и вырабатываемой
электроэнергии, а также способствует
улучшению экологической обстановки.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к
электротехнике, а именно к конструкции
устройств для вырабатывания электрической
энергии, которые используют энергию
ветрового потока.
Известна энергетическая
ветроустановка, содержащая диффузор и
ветроколесо, лопасти которого закреплены
на центральной втулке оси вращения, систему
передачи вращающего момента и генератор (см.
кн. «Ветроэнергетика» под ред. D. де Рензо:
пер. с англ. под ред. Я.И.Шефтера. - М.:
Энергоатомиздат, 1982 г., с.134).
Недостатком такой конструкции является
наличие значительных изгибающих моментов в
лопастях ветроколеса, что ограничивает
диаметр ветроколеса, а следовательно, и
мощность установки. Удельная стоимость
лопастей подобных установок высокая. При
этом отбор вращающего момента с
центральной втулки оси ветроколеса снижает
эффективность ветроустановки в целом.
Также в таких установках возникают
периодические срывы потока при обтекании
лопастей, что приводит к появлению
колебательных процессов резонансного
характера низкочастотных диапазонов.
Влияние подобных процессов на окружающую
среду негативно отражается как на
механизмы и строения, так и на живые
организмы (см. книгу И.Г.Хорбенко «Звук,
ультразвук, инфразвук». Изд. 2-е, перераб. и
доп. - М.: Знание, 1986 г., - с.178-180).
Известна также конструкция устройства с
бесконсольным креплением лопастей, у
которого лопасти ветроколеса,
установленного в диффузоре, крепятся и на
оси вращения, и по периферии лопастей в
полости диффузора. При этом периферийные
части лопастей соединены ободьями,
взаимодействующими с одним и более
генераторами электроэнергии (см. патент
Российской Федерации №2136957, МКИ 7 F 03 D 1/00, 7/00
по заявке №97121672/06 от 09.12.97 г., опубл. 10.09.99 г.,
бюл. №25, авторы Калашников С.П., Малышкин В.М.
- Ветроэнергетическое устройство с
бесконсольным креплением лопастей и способ
регулирования частоты вращения
ветроколеса).
Такая конструкция установки и
возможность использования нескольких
электрогенераторов способствует повышению
эффективности ее применения. При этом, хотя
в такой установке и снижается уровень
динамических колебательных процессов за
счет повышения жесткости периферийных
участков лопастей кольцевыми ободьями,
срывные процессы при обтекании лопастей
ветровым потоком имеют место, а
турбулентные образования за ветроколесом
генерируют в пространстве низкочастотные
колебания.
Техническим результатом предложенного
изобретения является повышение
эффективности применения устройства
энергетического обеспечения в наземных
условиях, снижение удельной стоимости
устройства и вырабатываемой
электроэнергии, а также улучшение
экологической обстановки.
Сущность изобретения заключается в том,
что в устройстве энергетического
обеспечения, состоящего из наземной
платформы, поворотного ветроколеса с
лопастями, объединенными внешним кольцевым
ободом, взаимодействующим с одним и более
генераторами электрической энергии, на
кольцевом ободе ветроколеса между
чередующимися лопастями по направлению
вращения ветроколеса установлены
профилированные закрученные плоскости,
которые консолью с минимальным углом атаки
min пристыкованы к консоли предыдущей
лопасти ветроколеса, а консолью с
максимальным углом атаки
max пристыкованы к консоли последующей
лопасти ветроколеса.
Предложенное техническое решение
иллюстрируется графически, где на фиг.1
показан вид установки спереди, со стороны
набегающего ветрового потока, а на фиг.2 -
вид по А-А фиг.1, на фиг.3 - вид по Б-Б фиг.1.
Установка энергетического обеспечения
содержит поворотную платформу 1 (фиг.1, 2, 3)
для ориентации установки по направлению
ветрового потока. На платформе 1
посредством управляемой муфты-втулки 2 и
оси 3 закреплено осевое ветроколесо 4 с
лопастями 5. По периферии лопасти 5
объединены внешним кольцевым ободом 6.
Между чередующимися лопастями 5 по
направлению вращения ветроколеса 4
установлены профилированные закрученные
плоскости 7. Закрутка плоскостей 7 выполнена
с учетом направления вращения ветроколеса
4. При этом консолью с минимальным углом
атаки
min 8 плоскость 7 пристыкована к
предыдущей 9 лопасти ветроколеса 4, а
консолью с максимальным углом атаки
max 10 плоскость 7 пристыкована к
последующей 11 лопасти ветроколеса 4.
На внешнем кольцевом ободе 6, с задней
стороны 6а (фиг.2, 3), имеется ведомое тыльное
кольцо 12, взаимодействующее с ведущими
колесами 13 одного и более генераторов 14,
установленных на пилонах 15. Пилоны 15
размещены на управляемой муфте-втулке 2
поворотной платформы 1. Генераторы 14
связаны с наземными потребителями
вырабатываемой электроэнергии кабелями 16.
Установка работает следующим образом.
Поворотной платформой 1 ветроколесо 4
установки ориентируется навстречу
ветровому потоку. Управляемая муфта-втулка
2 включает свободный ход ветроколесу 4.
Ветровой поток, набегая на лопасти 5 и
профилированные закрученные плоскости 7 со
стороны консоли с минимальным углом атаки
min 8 в сторону консоли с максимальным
углом атаки
max 10, генерирует центробежные
массовые силы, которые усиливают вращающий
момент ветроколеса 4 в целом.
Вращающееся ветроколесо 4 своим ведомым
кольцом 12 взаимодействует с ведущими
колесами 13 одного и более генераторов 14,
которые вырабатывают электроэнергию,
передаваемую по кабелям 16 к электролинии
потребителя.
Кольцевой обод 6 повышает динамические
свойства ветроколеса 4, снижая уровень
колебаний лопастей 5.
Взаимодействие воздушных масс,
проходящих через осевое ветроколесо 4 и
через профилированные закрученные
плоскости 7, способствует уменьшению
вихревых и срывных образований за
ветроколесом 4, а следовательно, уменьшает
шумовые явления.
Предложенная установка энергетического
обеспечения позволяет повысить
нагрузочную способность и единичную
мощность установки, а следовательно,
увеличивается эффективность применения
такой конструкции, снижает удельную
себестоимость устройства и вырабатываемой
электроэнергии, способствует улучшению
экологической обстановки.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство энергетического
обеспечения, состоящее из наземной
платформы, поворотного ветроколеса с
лопастями, объединенными внешним
кольцевым ободом, взаимодействующим с
одним и более генераторами электрической
энергии, отличающееся тем, что на
кольцевом ободе ветроколеса, между
чередующимися лопастями по направлению
вращения ветроколеса, установлены
профилированные закрученные плоскости,
которые консолью с минимальным углом
атаки
min пристыкованы к консоли
предыдущей лопасти ветроколеса, а
консолью с максимальным углом атаки
max пристыкованы к консоли
последующей лопасти ветроколеса.
Версия для печати
Дата публикации 17.12.2006гг
вверх
|
