UA136710U - Прискорювач руху лопатей вес - Google Patents

Abstract

Прискорювач руху лопатей ВЕС містить лопаті; важелі у лопатях ВЕС, напрямні, передачі (ланцюгова, канатна, ремінна); направляючі шківи; електродвигун у шківі. Пристрій виконано з можливістю руху важелів від початку лопаті до кінця по напрямних, виконаних у вигляді монорейки, за допомогою передачі, яка натягнута на направляючих шківах, і рухається за допомогою електродвигуна, розташованого у натяжному шківі, при цьому важіль знаходиться в кінці лопаті, коли вона знаходиться в верхньому або нижньому положенні, при підході з нижнього до верхнього положення важіль підтягується до шківа в основі лопаті, а потім, коли лопать займає верхнє положення, підіймається вгору, тобто важелі рухаються у лопаті періодично з певним циклом. У верхньому та нижньому крайньому положенні важіль находиться у кінці лопаті.

Description

Корисна модель належить до зеленої енергетики, а саме - до вітрових електростанцій (ВЕС).

Відомо вітрогенератор, який містить: поворотну гондолу, до якої кріпляться вітролопаті і уся конструкція гондоли встановлюється на вертикальну опору, з можливістю обертання навколо своєї осі, яка містить генератор, редуктор, систему управління, силову електротехнічну частину, комутаційне обладнання, силові кабелі. Опора може мати циліндричну або конусну форму і закріплюється на залізобетонному фундаменті. Опори можуть бути металічними, залізобетонними з залізобетонних секцій, комбінованими. |Серійні лопатеві вітрогенератори

ЗМУТ-3.6-107, СЕ/3.6, М120 Т-112, Е-126 млум.епегсоп.де; м/мли. мевіаз.сот; м/млм.деромег.сот; 10. млмлиу.віветепв.соті.

Недоліком цієї конструкції є велика вага гондоли з лопатями, яка встановлюється на опорі і, як наслідок, необхідно мати великі діаметри опори, та металоємність; при роботі лопатей вітрогенератора вони значно вигинаються, створюючи при цьому вібрації, і чим більше швидкість вітру, тим більші вібрації, які передаються через гондолу на опору. З вібраціями борються за рахунок підвищення міцності та матеріалоємності вертикальних опор. Також при ураганах та штормах деякі опори не витримують швидкості вітру, що призводить до їхнього руйнування.

Недоліком ВЕС цього типу, є те, що зі зростанням потужності вітрогенератора зростає розмір лопатей, гондоли та опори, збільшення розмірів підвищує вітровий опір опори, гондоли і, коли вітер дує, турбулентні потоки скидаються з лопатей - це створює коливальний процес перпендикулярно напрямку вітру. При збігу частоти коливань опори та поривів вітру ї, як наслідок, періодичних турбулентних потоків може виникнути параметричній резонанс по деяких резонансних гармоніках. Зростання розмірів та потужності вітрогенераторів призводить до більшої вірогідності виникнення резонансних коливань на менших швидкостях вітру.

Відомо косий парус у вітрильників, який дозволяє вітрильникам ходити назустріч вітру на швидкостях швидше вітру, типу ОБА-17 (також відомий як ВОНОО), це - 27 метровий гоночний тримаран, побудований американським синдикатом ВММУУ Огасіє Насіпуд для участі в 33-му розіграші кубка "Америки". На тримарані встановлений жорсткий парус, подібний за конструкцією до крила літака. Крило складається з двох секцій, розділених вертикальною

Зо щілиною, через яку протікає повітряний потік. Задня частина вітрила складається з дев'яти окремих елементів, кожен з яких може бути налаштований незалежно від інших. Така конструкція дозволяє швидко змінювати профіль, регулюючи тим самим підйомну силу.

Під час офіційних змагань ОБА-17 показав можливість розвивати швидкість, що в 2-2.5 разу перевищує швидкість істинного вітру. (ОБА-17 / Вікіпедія / Електронний ресурс - Режим доступу: перзв//ги.міКіредіа.огд/лмікі/О5А-17 (дата звернення: 18.03.19).

Недоліком цього надсучасного катамарану є дуже велика вартість його конструкційних рішень, що обмежує їх розповсюдження, і застосовується тільки у супердорогих елітних гонках типу кубка "Америки".

Найближчим технічним рішенням до корисної моделі, що заявляється, відомо пристрій, який при русі проти вітру розвиває швидкість швидше вітру, це присадкуватий трицикл з "провідною" задньою віссю і керованим пропелером на щоглі, названий "ВіасКбріка" ("Дрозд"), (конструкції

Ендрю Бауера), побудований Ріком Кавалларо та Бортоном.

Навесні 2010 року під час восьми пробних заїздів на короткій смузі аеродрому "Новий

Єрусалим" при попутному вітрі в 21,73 км/год. розігнався до 61,93 км / год., що в 2,85 разу швидше повітряного потоку. У червні 2010 МАЇ 5А (Північноамериканська асоціація швидкісних наземних вітрильних суден) надала дозвіл на випробування, і на початку липня 2010 року на висохлому озері Ель Міраж трицикл "Віаскріка", обвішаний численними датчиками, кілька разів промчав зі швидкостями, що перевищують потік в 3,5 разу. Найневдалішими стали спроби з коефіцієнтом 2,5 при рваному вітрі (Несога Оау Ошу 2-3,2010 / Мошибе / Електронний ресурс -

Режим доступу: пЕрз/Ллимли уошире.сотлмаїсн?у-Вм0)иКи5Цаді (дата звернення: 18.03.19), |Санников В. По ветру бьістреє ветра /"Популярная механика". - 2010. - Мо 9 (95) сентябрь/ Електронний ресурс - Режим доступу: пр /лимум.рортесп.гиЛесппо!одієв/10770-ро-меїги-рузігее-меїга-

Тепотеп/ярапо. (дата звернення: 18.03.19)|.

Недоліком відомої конструкції є те що, для набуття значної швидкості і ефекту необхідно піднімати пропелер значно вище, що дуже ускладнює, і збільшує вагу, опір вітру, трициклу.

Також при піднятті пропелера на щоглі при збільшенні швидкості значно зменшується стійкість руху трициклу і при незначній ямі, боковому вітрі, повороті, маневрування на трасі він може перевернутися, що дуже небезпечно для водія та пасажирів. Встановлення на щоглі пропелера 60 (тобто мотора) робить цей транспортний засіб дуже небезпечним при поворотах, обгоні на трасі, бо він у будь-який момент може перевернутися, для цього необхідно підсилювати вантажами нижню конструкцію, що погіршує характеристики машини.

В основу корисної моделі поставлено задачу створення системи прискорення швидкості лопатей ВЕС, яка б дозволила: - використовувати його у енергетиці та у промисловості; - надавати додаткову потужність від лопатей в 2-3 рази більше швидкості вітру на генератор за рахунок збільшення їх відносної швидкості; - мати надійну конструкцію, яку легко ремонтувати; - мати незначну вартість цієї системи; - мати широку галузь застосування на всіх ВЕС; - мати незначні габарити; - мати невисоку матеріалоємність; - мати надійний рівень експлуатації та зручність обслуговування.

Поставлена задача вирішується тим, що всередині лопаті на конструкціях встановлюються шківи на початку та кінці лопаті, на яких натягнута передача (ланцюгова, канатна, ремінна), і рух її відбувається за рахунок електродвигуна, вмонтованого у шків в основі, всередині змонтована напрямна, по якій закріплений на ній важіль рухається вперед-назад за допомогою передачі.

У верхньому та нижньому крайньому положенні лопаті важіль знаходиться у кінці лопаті.

При підйомі лопаті із нижнього до верхнього положення важіль знаходиться біля основи лопаті, а потім підіймається до кінця лопаті, далі при проходженні лопаті до нижньої точки, важіль знаходиться у кінці лопаті, далі при підйомі важіль рухається до основи лопаті і цикл повторюється.

При дуже міцному вітру важелі всі знаходяться в кінці лопаті, гальмуючи таким чином рух лопастей.

При поривах вітру, так званому рваному вітру, важелі рухаються вперед-назад, згладжуючи імпульси, які надає рваний вітер.

Контроль та режим руху важелів в залежності від вітру відбувається за допомогою датчиків, які передають бездротово (по мережах 5с1 Іпієтпеї) дані на комп'ютер, який встановлено у гондолі і отримує дані з анемометра.

Зо Важіль всередині лопаті рухається по напрямних у вигляді монорейки, труби, двотавра, рух йому надає передача (ланцюгова, канатна) за допомогою електродвигуна.

Великі важелі всередині лопаті рухаються по двох напрямних, розташованих з двох сторін, які виконані у вигляді монорейки, труби, двотавра, рух йому надає передача (ланцюгова, канатна) за допомогою електродвигуна.

Важіль має круглу, квадратну, прямокутну форму з розбірними пластинами, обладнаний резиновими пластинами.

Рухаючі важелі у лопатях виконуються у вигляді роликів, які рухаються по напрямних за допомогою передачі.

Використання системи прискорювача швидкості ВЕС дозволяє: - використовувати його в енергетиці та у промисловості; - надавати додаткову потужність від лопастей в 2-3 рази більше швидкості вітру на генератор за рахунок збільшення відносної швидкості; - мати надійну конструкцію, яку легко ремонтувати; - мати незначну вартість цієї конструкції; - мати широку галузь застосування на всіх ВЕС; - мати незначні габарити; - мати невисоку матеріалоємність; - мати надійний рівень експлуатації та зручність обслуговування; - мати можливість застосування на існуючих ВЕС; - не втрачати енергію вітру при так званому рваному вітрі; - гальмувати рух лопастей при надшвидкому вітрі; - розширити галузь роботи ВЕС на повільному вітрі.

Зменшити собівартість вироблення 1 кВт/год. електроенергії рівень, та термін окупності капітальних витрат будівництва ВЕС.

Корисна модель пояснюється кресленнями.

На Фіг. 1 - Вигляд трилопатевої ВЕС;

На Фіг.2 - Вигляд збоку на ВЕС;

На Фіг. 3 - Переріз 1-1;

На Фіг. 4 - Переріз 2-2; бо На Фіг. 5 - Переріз 3-3;

На Фіг. 6 - Переріз 4-4;

На Фіг. 1 зображено вигляд трилопатевої ВЕС, де 1 - лопать ВЕС; 2 - опора ВЕС; З - фундамент ВЕС; 4 - важіль у лопаті ВЕС; 5 - передача (ланцюгова, канатна, ремінна); 6 - направляючі шківи передачі; 7 - електродвигун у лопаті; 8 - конструкції кріплення шківів у лопаті

ВЕС; 9 - гондола; 10 - направляюча.

На Фіг. 2 зображено вигляд збоку ВЕС, де 1 - лопать ВЕС; 2 - опора ВЕС; 4 - важіль у лопаті

ВЕС; 5 - передача (ланцюгова, канатна, ремінна); б - направляючі шківи передачі; 7 - електродвигун у лопаті; 8 - конструкції кріплення шківів у лопаті ВЕС; 10 - направляюча.

На Фіг. 3 зображено переріз 1-1, де 1 - лопать ВЕС; 4 - важіль у лопаті ВЕС; 5 - передача (ланцюгова, канатна, ремінна); 6 - направляючі шківи передачі; 7 - електродвигун у лопаті; 8 - конструкції кріплення шківів у лопаті ВЕС; 10 - направляюча; 11 - траєкторія руху важеля.

На Фіг. 4 - зображено переріз 2-2, де 1 - лопать ВЕС; 4 - важіль у лопаті ВЕС; 5 - передача (ланцюгова, канатна, ремінна); 6 - направляючі шківи передачі; 7 - електродвигун у лопаті; 8 - конструкції кріплення шківів у лопаті ВЕС; 10 - направляюча; 11 - траєкторія руху важеля.

На Фіг. 5 - зображено переріз 3-3, де 1 - лопать ВЕС; 4 - важіль у лопаті ВЕС; 5 - передача (ланцюгова, канатна, ремінна); 6 - направляючі шківи передачі; 7 - електродвигун у лопаті; 8 - конструкції кріплення шківів у лопаті ВЕС; 10 - направляюча; 11 - траєкторія руху важеля.

На Фіг. 6 - зображено переріз 4-4, де 1 - лопать ВЕС; 4 - важіль у лопаті ВЕС; 5 - передача (ланцюгова, канатна, ремінна); 6 - направляючі шківи передачі; 7 - електродвигун у лопаті; 8 - конструкції кріплення шківів у лопаті ВЕС; 10 - направляюча; 11 - траєкторія руху важеля.

Пристрій збільшення швидкості лопатей ВЕС працює наступним чином: він містить лопаті 1, які закріплені на гондолі 9, яка обертається навколо своєї осі, і стоїть на опорі 2, яка закріплена на фундаменті 3. Вітровий потік надає силу вітру лопаті 1, які, рухаючись назустріч вітру, створюють відносну силу, горизонтальна проекція якої обертає лопаті по колу і виробляє у генераторі електричний струм. Для збільшення відносної сили ВЕС у запропонованому винаході розроблено пристрій, який містить: 1 - лопать ВЕС; 2 - опору ВЕС; З - фундамент ВЕС; 4 - важіль у лопаті ВЕС; 5 - передачу (ланцюгова, канатна, ремінна); 6 - направляючі шківи передачі; 7 - електродвигун у лопаті; 8 - конструкції кріплення шківів у лопаті ВЕС. Важелі 4 у лопаті 1 ВЕС рухаються по монорейці за допомогою передачі 5 (ланцюгова, канатна, ремінна),

Зо яка знаходиться у шківах 6 і рухаються вперед/назад електродвигуном 7 (Фіг. 1, 2).

При положенні лопаті у верхній точці (Фіг.3) важіль 4 підіймається електродвигуном 7 угору, при проході лопаті нижнього положення (Фіг.4) важіль 4 знаходиться у кінці лопаті 4, а далі по еліпсоїдній траєкторії 11 він наближається до основи лопаті 4 (Фіг. 5), при підході лопаті до верхнього положення (Фіг. 6), важіль підіймається вгору і цикл повторюється знову. Інші лопаті трилопатевої ВЕС працюють також, як у описаному процесі.

Вага важеля 4 і плече лопаті під впливом сили тяжіння створюють додаткову горизонтальну силу лопатей 1 ВЕС, що обертаються, збільшуючи відносну силу і набігаючу силу вітру, в свою чергу набігаюча сила вітру - збільшує відносну і далі - горизонтальну обертаючу силу, що надає додаткову силу на генератор з коефіцієнтом від 2.

Вся ця робота пристрою збільшення швидкості ВЕС дозволяє найбільш ефективно досягти заявленого технічного результату.

Claims (6)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

1. Прискорювач руху лопатей ВЕС, що містить лопаті; важелі у лопатях ВЕС, напрямні, передачі (ланцюгова, канатна, ремінна); направляючі шківи; електродвигун у шківі, який відрізняється тим, що пристрій виконано з можливістю руху важелів від початку лопаті до кінця по напрямних, виконаних у вигляді монорейки, за допомогою передачі, яка натягнута на направляючих шківах, і рухається за допомогою електродвигуна, розташованого у натяжному шківі, при цьому важіль знаходиться в кінці лопаті, коли вона знаходиться в верхньому або нижньому положенні, при підході з нижнього до верхнього положення важіль підтягується до шківа в основі лопаті, а потім, коли лопать займає верхнє положення, підіймається вгору, тобто важелі рухаються у лопаті періодично з певним циклом, у верхньому та нижньому крайньому положенні важіль знаходиться у кінці лопаті.

2. Прискорювач руху лопатей ВЕС за п. 1, який відрізняється тим, що важіль всередині лопаті рухається по напрямних у вигляді монорейки, труби, двотавра.

3. Прискорювач руху лопатей ВЕС за п. 1, який відрізняється тим, що рух важеля у лопаті керується автоматично в залежності від сили та характеристики вітру за допомогою комп'ютера.

4. Прискорювач руху лопатей ВЕС за п. 1, який відрізняється тим, що важелі рухаються при бо рваному вітрі вперед-назад, гасячи імпульси від вітру.

5. Прискорювач руху лопатей ВЕС за п. 1, який відрізняється тим, що важелі гальмують рух лопатей при сильному вітрі.

6. Прискорювач руху лопатей ВЕС за п. 1, який відрізняється тим, що важелі виконані в формі роликів, які рухаються по напрямних. Е

У». Й ! . щ ЩІ | й тс | ЇЇ 8 Шу нія с не - ЩІ І х. яке нан се : | Н в !

Фіг. 1