ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2213254
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА
Имя изобретателя: Астафьев А.В.; Горбаченко В.В.
Имя патентообладателя: ООО "Энерго-Альянс"
Адрес для переписки: 198095, г.Санкт-Петербург, наб. Обводного канала, 122, оф.512, генеральному директору ООО "Энерго-Альянс" А.А. Петухову
Дата начала действия патента: 2001.06.25
Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано при
разработке конструкций ветроэнергетических установок. Технический результат,
заключающийся в разработке компактных конструкций установок для получения
электрических мощностей в большом диапазоне скоростей воздушных потоков,
обеспечивается за счет того, что в ветроэнергетической установке, содержащей
статорную и роторную части, согласно изобретению статорная часть представляет собой
кольцевой направляющий аппарат с вертикально расположенными профилированными
лопатками, образующими друг с другом межлопаточные каналы, равномерно расположенные
по окружности, а роторная часть выполнена в виде рабочего колеса поперечно-струйной
гидротурбины.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано при
разработке конструкций ветроэнергетических установок.
Известна конструкция ветроэнергетической установки, содержащая роторную
часть, выполненную в виде лопастного винта, соединенного валом со вспомогательными
механизмами и генератором, расположенными в обтекаемой гондоле, и статорную часть,
представляющую собой вертикальную мачту специальной конструкции, в некоторых случаях
раскрепленную с землей растяжками (В.В. Зубарев, В.А. Минин, И.Р. Степанов. Использование
энергии ветра в районах Севера. Л.: Наука, 1989 г., стр. 15, рис. 1.12), по совокупности
существенных признаков принятой за ближайший аналог (прототип) изобретения. Винт с
возможностью вращения вокруг горизонтальной оси под действием воздушного потока
закреплен на гондоле, которая установлена на мачте и имеет возможность поворачиваться
вокруг вертикальной оси, следуя за направлением воздушного потока. Недостатком
установки является то, что она представляет собой трудоемкую в изготовлении
конструкцию, сложную в монтаже и эксплуатации с высокой стоимостью 1 кВт мощности.
Кроме того, специфика конструкции не позволяет создавать ветроэнергетические
установки большой единичной мощности ввиду ее значительной консольности.
Известна конструкция ветродвигателя Дарье с прямыми вертикальными лопастями (В.В.
Зубарев, В.А. Минин, И.Р. Степанов. Использование энергии ветра в районах Севера. Л.: Наука,
1989 г., стр. 11, рис. 1.7). Ветродвигатели Дарье не нуждаются в механизме ориентации на ветер.
В них также отсутствует поворотная гондола, на которой закреплен вращающийся винт и в
которой размещены рабочие механизмы ветродвигателя и генератор. Все это существенно
упрощает конструкцию. Недостатком ветродвигателя является значительное изменение
условий обтекания крыльев потоком воздуха за один оборот ротора, циклично
повторяющиеся при работе миллионы раз. Это может вызвать усталостные явления в металле
и привести к серьезным разрушениям и авариям.
Технический результат, заключающийся в разработке компактных конструкций установок
для получения электрических мощностей в большом диапазоне скоростей воздушных
потоков, обеспечивается за счет того, что в ветроэнергетической установке, содержащей
статорную и роторную части, согласно изобретению статорная часть представляет собой
кольцевой направляющий аппарат с вертикально расположенными профилированными
лопатками, образующими друг с другом межлопаточные каналы, равномерно расположенные
по окружности, а роторная часть выполнена в виде рабочего колеса поперечно-струйной
гидротурбины.
На фиг.1 изображена ветроэнергетическая установка, общий вид;
на фиг.2 изображен ветродвигатель Дарье с вертикальными лопастями;
на фиг.3 изображена ветроэнергетическая установка, статорная часть;
на фиг.4 изображена ветроэнергетическая установка, роторная часть.
Предлагаемая конструкция ветроэнергетической установки включает в себя статорную
часть или направляющий аппарат 1, содержащий нижнее 2 и верхнее 3 кольца, а также лопатки
4, образующие между собой профилированные каналы 5, и роторную часть или рабочее колесо
6, состоящее из верхнего 7, нижнего 8 дисков и соединяющих их профилированных лопастей 9,
подшипниковых узлов 10 и 11 с размещенными в них цапфами 12 и 13 вала 14.
Рабочий процесс в ветроэнергетической установке протекает следующим образом.
Воздушный поток, независимо от направления его движения, всегда при оптимальных
условиях поступает в профилированные каналы 5 направляющего аппарата 1. В каналах 5
происходит формирование структуры воздушного потока и увеличение его скорости перед
входом на лопасти 9 рабочего колеса 6. После первичного взаимодействия с лопастями, в
силу специфики рабочего процесса, протекающего в рабочих колесах, подобных рабочим
колесам двукратных гидротурбин, воздушный поток пересекает внутреннее пространство
рабочего колеса, вновь поступает на его лопасти, отдает им оставшуюся энергию, которая
затем передается потребителю (не показан) и выходит наружу.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ветроэнергетическая установка, содержащая статорную и роторную части,
отличающаяся тем, что статорная часть представляет собой кольцевой направляющий
аппарат с вертикально расположенными профилированными лопатками, образующими друг
с другом межлопаточные каналы, равномерно расположенные по окружности, а роторная
часть выполнена в виде рабочего колеса поперечно-струйной гидротурбины.
Версия для печати
Дата публикации 02.02.2007гг
вверх
|
