RU219465U1 - Силовая ветроустановка - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к ветроэнергетике и может быть использована для электрификации отдаленных населенных пунктов, малых сел, фермерских хозяйств, а также может стать основным источником электроэнергии в районах Крайнего Севера. Силовая ветроустановка содержит вертикальный вал ротора, установленный в подшипниковых опорах и связанный с электрогенератором, лопатки ротора, направляющие ветропотока, основание и каркас, установленный на основании и имеющий перекрытие с верхней стороны ротора. Ротор включает барабан, установленный на вертикальном валу ротора и содержащий лопатки ротора, а направляющие ветропотока расположены по окружности ротора с его внешней боковой стороны. Каждая направляющая снабжена осью, проходящей через перекрытие каркаса и имеющей червячное колесо, взаимодействующее с червяком ручного привода с возможностью самоторможения, а также перевода направляющей из первого положения, в котором она размещена под углом 30 градусов к радиусу барабана, во второе положение, в котором направляющая препятствует поступлению потока ветра на барабан. Направляющие выполнены таким образом, чтобы при нахождении направляющих во втором положении оба их боковых края смыкались с боковыми краями соседних направляющих с образованием полости, замкнутой по периметру вокруг боковой стороны ротора. Технический результат полезной модели заключается в обеспечении возможности регулирования поступления потока ветра на лопаточный барабан для ремонта и обслуживания ротора ветроустановки.

Description

Полезная модель относится к ветроэнергетике и может быть использована для электрификации отдаленных населенных пунктов, малых сел, фермерских хозяйств, а также может стать основным источником электроэнергии в районах Крайнего Севера.

Из уровня техники известна ветроустановка, содержащая башню, раструб-концентратор, ротор с лопастями, на валу которого установлен электрогенератор, в верхней части башни расположены два конуса, установленные соосно и обращенные вершинами один к другому (патент РФ № 2028504, МПК F03D 3/02, 09.02.1995).

Недостатком ветроустановки является большая материалоемкость, большое количество узлов, работающих на трении качения, что уменьшает ее надежность.

Из уровня техники известна ветроустановка, содержащая вертикальный вал ротора, установленный на подшипниковых опорах, жестко закрепленных ребрами с неподвижными платформами, являющимися основанием для крепления жалюзи. К верхней неподвижной платформе жестко ребрами закреплен колпак, а нижняя неподвижная платформа установлена на фундаменте. На валу дисками закреплены лопасти, являющиеся основным элементом для создания вращающего момента под действием воздушного потока, вал ротора связан через редукционную передачу электрогенератором (патент РФ № 33619, МПК F03D 3/02, 27.10.2003).

Недостатком данной ветроустановки является отсутствие возможности закрытия направляющих жалюзи для останова ветроустановки при необходимости ремонта установки.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является силовая ветроустановка, содержащая вертикальный вал ротора, установленный в подшипниковых узлах и связанный с электрогенератором, лопатки ротора, направляющие ветропотока, крышку и основание, в котором для остановки ветроколеса во время технического обслуживания применяется ручной тормоз (см. патент РФ № 184213, МПК F03D 3/04, 18.10.2018).

Недостатком указанной ветроустановки является наличие ветровой нагрузки на лопатки ротора при останове установки для ремонта.

Решаемой технической проблемой является повышение ремонтопригодности ветроустановки.

Достигаемым техническим результатом созданной полезной модели является обеспечение возможности регулирования поступления потока ветра на лопаточный барабан для ремонта и обслуживания ротора ветроустановки.

Указанный технический результат достигается за счет выполнения силовой ветроустановки, содержащей вертикальный вал ротора, установленный в подшипниковых опорах и связанный с электрогенератором, лопатки ротора, направляющие ветропотока и основание, каркас, установленный на основании и имеющий перекрытие с верхней стороны ротора, при этом ротор включает барабан, установленный на вертикальном валу ротора и содержащий лопатки ротора, а направляющие ветропотока расположены по окружности ротора с его внешней боковой стороны, причем каждая направляющая снабжена осью, проходящей через перекрытие каркаса и имеющей червячное колесо, взаимодействующее с червяком ручного привода с возможностью самоторможения, а также перевода направляющей из первого положения, в котором она размещена под углом 30 градусов к радиусу барабана, во второе положение, в котором направляющая препятствует поступлению потока ветра на барабан, при этом направляющие выполнены таким образом, чтобы при нахождении направляющих во втором положении оба их боковых края смыкались с боковыми краями соседних направляющих с образованием полости, замкнутой по периметру вокруг боковой стороны ротора.

Полезная модель поясняется чертежами.

На фиг. 1 представлен вид сбоку в разрезе силовой ветроустановки.

На фиг. 2 представлен вид сверху в разрезе силовой ветроустановки.

Силовая ветроустановка содержит вертикальный вал (1) ротора, установленный на подшипниковых опорах (2), связанный с электрогенератором (9) через редукционную передачу (10). Основание содержит металлическую решетку (6) и проушины (8) для крепления растяжек. На вертикальном валу (1) закреплен барабан (3), к внешней стенке которого прикреплены лопатки (4) ротора. Каждая направляющая (5) ветропотока снабжена вертикальной осью, проходящей через перекрытие каркаса и соединенной с червячным колесом, взаимодействующим с червяком ручного привода с возможностью самоторможения, а также перевода направляющей из первого положения, в котором она размещена под углом 30 градусов к радиусу барабана, во второе положение, в котором направляющая препятствует поступлению потока ветра на барабан. Направляющие (5) выполнены таким образом, чтобы при нахождении направляющих (5) в закрытом положении оба их боковых края смыкались с боковыми краями соседних направляющих с образованием полости, замкнутой по периметру вокруг боковой стороны ротора. Крышка (7) имеет внутреннюю полость для установки электрогенератора (9) и червячных колес.

Силовая ветроустановка работает следующим образом.

В рабочем режиме ветроустановки поток ветра поступает на направляющие (5), расположенные в первом положении, в котором они размещены под углом 30 градусов к радиусу барабана (3), и проходит к лопаткам (4) ротора. Причем, такое расположение направляющих (5) препятствует прохождению потока ветра, вызывающего обратное вращение барабана (3). Под воздействием ветрового потока барабан (3) ветроустановки вращается и передает крутящий момент на вал (1) ротора, связанный с электрогенератором (9) через редукционную передачу (10) для выработки электроэнергии.

В случае превышения максимальной рабочей скорости ветра или при необходимости технического осмотра, ремонта или консервации ветроустановки, каждую направляющую (5) червячной передачей (на чертеже не показана) с помощью ручного привода поворачивают во второе положение, в котором направляющие (5) препятствуют поступлению потока ветра на барабан (3). В закрытом положении боковые края направляющих (5) смыкаются с боковыми краями соседних направляющих (5) с образованием полости, замкнутой по периметру вокруг боковой стороны ротора. Механизм самоторможения червячной передачи каждой направляющей препятствует повороту их в сомкнутом состоянии под воздействием потока ветра и открытию замкнутой полости между лопатками турбины и стеной, образованной этими направляющими, что обеспечивает снижение нагрузки на лопатки ротора и безопасное передвижение персонала при обслуживании ротора ветроустановки.

Пример осуществления силовой ветроустановки.

Силовая ветроустановка устанавливается на винтовые сваи, ввинченные в грунт по периметру установки на равном расстоянии от центра ветроустановки в количестве 8 штук на глубину 2-6 метров в зависимости от типа грунта. Еще 8 свай ввинчиваются в грунт, удаленные от центра установки на расстояние внешнего крепления направляющих. На высоте 2-3 метра над землей сваи выравниваются по горизонтали и скрепляются металлическим профилем, как указано на фиг.1. Центр пересечения внутреннего крепления профиля является местом опоры для ротора ветроустановки. Основание закрывается металлической решеткой (6) для удобства перемещения при ремонте ветроустановки. Ротор ветроустановки устанавливается на опорный подшипник (2) и производится сборка каркаса установки из металлопрофиля. По периметру установки крепится защитная сетка. Монтируется крышка (7), имеющая внутреннее пространство для установки электрогенератора (9) и червячных колес. Устойчивость ветроустановки обеспечивают тросовые натяжки, закрепленные за проушины (8).

Направляющие (5) ветропотока представляют собой прямоугольные листы, изготовленные из пластмассы вторичной переработки, полипропилена или текстолита, расположенные в жестком металлическом каркасе.

Таким образом, по сравнению с устройствами, выполненными без возможности поворота направляющих, обеспечивается возможность регулирования поступления потока ветра на лопаточный барабан для ремонта и обслуживания ротора ветроустановки и, следовательно, повышается ремонтопригодность ветроустановки.

Claims (1)

1. Силовая ветроустановка, содержащая вертикальный вал ротора, установленный в подшипниковых опорах и связанный с электрогенератором, лопатки ротора, направляющие ветропотока, крышку и основание, отличающаяся тем, что содержит каркас, установленный на основании и имеющий перекрытие с верхней стороны ротора, при этом ротор включает барабан, установленный на вертикальном валу ротора и содержащий лопатки ротора, а направляющие ветропотока расположены по окружности ротора с его внешней боковой стороны, причем каждая направляющая снабжена осью, проходящей через перекрытие каркаса и имеющей червячное колесо, взаимодействующее с червяком ручного привода с возможностью самоторможения, а также перевода направляющей из первого положения, в котором она размещена под углом 30 градусов к радиусу барабана, во второе положение, в котором направляющая препятствует поступлению потока ветра на барабан, при этом направляющие выполнены таким образом, чтобы при нахождении направляющих во втором положении оба их боковых края смыкались с боковыми краями соседних направляющих с образованием полости, замкнутой по периметру вокруг боковой стороны ротора.