ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2118705
ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА
Имя изобретателя: Чебоксаров В.В.
Имя патентообладателя: Дальневосточный государственный технический университет
Адрес для переписки:
Дата начала действия патента: 1996.12.03
Изобретение позволяет повысить
эффективность преобразования энергии
ветроэнергетической установки при
обеспечении надежности этого процесса
независимо от размеров рабочего колеса.
Установка состоит из несущей конструкции,
выполненной в виде кольцевого понтона на
стационарном основании. На верхнем конце
преобразователя энергии выполнены ступицы,
с кромками которой связаны гибкие тяги.
Гибкие тяги расположены по хордам
кольцевого понтона и связывают понтон со
ступицей преобразователя механической
энергии в электрическую.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области
малой энергетики и может быть использовано
для создания ветроэнергетических станции.
Известна ветроэнергетическая
станция, содержащая ветроколесо
карусельного типа, включающее кольцевой
рельс, вертикальные мачты, установленные на
них парусные рабочие органы, связанные с
ними колесные опоры, контактирующие с
рельсом, расположенным под навесом, а также
кольцевые навес и тоннель, внутри которого
расположен индуктор генератора (см. а.с.
СССР N 1455037, кл. F 03 D 5/04, 1989).
Недостатками такой установки являются
наличие опорной рельсовой системы, что
значительно усложняет и соответственно
удорожает стоимость установки; большие
силы трения качения по рельсу, которые
приводят к дополнительным безвозвратным
потерям мощности; отсутствие аккумулятора
энергии инерционного типа.
Известна также ветроэнергетическая
установка, содержащая ветровоспринимающие
рабочие органы, установленные на кольцевом
понтоне и преобразователь энергии
кинематически связанный с понтоном (см. а.с.
СССР N 1719713, кл. F 03 D 3/06, 1992).
Последнее решение является наиболее
близким по технической сущности к
предлагаемому и выбрано в качестве
прототипа.
Недостаток прототипа выражается в
усложнении передачи механической энергии
на электрогенераторы, особенно при
увеличении размеров колеса, что вызвано
наличием сил радиального смещения понтона
при его вращении. Таким образом, понтон
эффективно взаимодействует только с теми
генераторами, в направлении которых
действует названная сила. Кроме того,
необходимость сооружения кольцевого
канала (или по крайней мере монтирования
нескольких опорных элементов (ограничителей)
по внешнему периметру понтона) существенно
усложняет и удорожает монтаж установки.
Задача, на решение которой направлено
заявляемое решение, выражается в повышении
эффективности процесса преобразования
механической энергии в электрическую, при
обеспечении надежности этого процесса
независимо от размеров рабочего колеса,
использование свободной поверхности озер и
морей в прибрежной зоне.
Технический результат, достигаемый при
решении поставленной задачи, выражается в
упрощении и повышении устойчивости при
расположении на свободной акватории
установки увеличенных размеров, уменьшении
жидкостного трения и увеличении массы воды,
вовлекаемой во вращение для
аккумулирования энергии.
Поставленная задача решается тем, что
ветроэнергетическая установка, содержащая
ветровоспринимающие рабочие органы,
установленные на кольцевом понтоне и
преобразователь энергии, кинематически
связанный с понтоном, отличается тем, что
преобразователь энергии размещен внутри
кольца на стационарном основании, при этом
понтон связан со ступицей преобразователя
механической энергии в электрическую
посредством гибких тяг, размещенных по
хорде кольца понтона и связанных с кромкой
ступицы. Кроме того, ветровоспринимающие
рабочие органы выполнены в виде поворотных
лопастей.
Сопоставительный анализ существенных
признаков заявляемого решения и признаков
аналогов и прототипа свидетельствуют о его
соответствии критерию "новизна".
При этом признаки отличительной части
формулы изобретения решают следующие
функциональные задачи.
Признак "...преобразователь энергии
размещен внутри кольца на стационарном
основании..." позволяет исключить
невращающиеся элементы в зоне несущей
системы, где раскручена вода и обеспечить
простой съем энергии на преобразователь
механической энергии в электрическую,
повысить безопасность и аварийную
устойчивость.
Признаки ". . . понтон связан со ступицей
преобразователя механической энергии в
электрическую посредством гибких тяг,
размещенных по хорде кольца понтона и
связанных с кромкой ступицы" позволяют
центровать понтон относительно
стационарного основания и передать
крутящий момент. Кроме того, наличие гибких
тяг облегчает работу конструкции при
волнении и колебании уровня воды.
Признак "... ветровоспринимающие рабочие
органы выполнены в виде поворотных
лопастей" позволяет повысить КПД съема
энергии.
Сущность изобретения поясняется чертежом,
на котором изображена ветроэнергетическая
установка в разрезе.
На чертеже показаны понтон 1, лопасти 2,
механизм поворота 3 лопастей 2,
преобразователь энергии 4, стационарное
основание 5, ступицы 6, гибкие тяги 7.
 |
Установка состоит из несущей конструкции,
выполненной в виде кольцевого понтона 1.
Одна сторона понтона 1 выполнена
необходимой формы для опоры на поверхность
воды. На свободной стороне понтона 1
установлены ветровоспринимающие рабочие
органы, выполненные в виде поворотных
лопастей 2 и механизм поворота 3 этих
лопастей. Механизм поворота 3 лопастей 2
может быть выполнен в любом общеизвестном
варианте (например, зубчатая передача от
приводного двигателя с управлением от
флюгера). Преобразователь энергии 4
устанавливают внутри кольцевого понтона 1
на стационарном основании 5. На верхнем
конце преобразователя энергии 4 выполнены
ступицы 6, с кромками которых связаны гибкие
тяги 7 (например, система канатов). Канаты 7
расположены по хордам кольцевого понтона 1
и связывают понтон 1 со ступицей 6
преобразователя 4 механической энергии в
электрическую.
|
Установка работает следующим образом. При
появлении ветра лопасти 2 устанавливаются в
рабочее положение с помощью механизма
поворота 3. Лопасти 2 раскручивают несущую
конструкцию (понтон 1).
За счет сил трения о воду часть энергии в
начальный момент тратится на "раскручивание"
воды. Образуется водяной ринг вокруг
стационарного основания 5, который будет
поддерживать вращение понтона 1 при
снижении силы ветра. С помощью гибких тяг
через ступицы 6 вращение понтона 1
передается на преобразователь энергии 4,
находящийся на стационарном основании 5.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Ветроэнергетическая установка,
содержащая ветровоспринимающие рабочие
органы, установленные на кольцевом понтоне,
и преобразователь энергии, кинематически
связанный с понтоном, отличающаяся тем, что
преобразователь энергии размещен внутри
кольца на стационарном основании, при этом
понтон связан со ступицей преобразователя
механической энергии в электрическую
посредством гибких тяг, размещенных по
хорде кольца понтона и связанных с кромкой
ступицы.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что
ветровоспринимающие рабочие органы
выполнены в виде поворотных лопастей.
Версия для печати
Дата публикации 10.04.2007гг
вверх
|
