Ветроэнергоустановка

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Автор Северянин Виталий Степанович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Ветроэнергоустановка, состоящая из ступицы, надетой на колонну, имеющей горизонтальные стержни с поворачивающимися на них лопастями и опорные подшипники с возможностью вращения по колонне, электрогенераторов, отличающаяся тем, что к стержням снизу прикреплено кольцо, внутренняя поверхность которого соприкасается с электрогенераторами, а стержни в месте поворота лопастей имеют углубление, в которое входит край лопасти. Фиг. 1 Ветроэнергоустановка относится к энергетике и может быть использована для выработки электроэнергии при решении задач энергосбережения, когда требования минимизации капитальных затрат можно удовлетворить существующими высокими сооружениями 42902008.04.30 Известна ветроэнергоустановка 1, устанавливаемая на существующую телевизионную башню, что позволяет экономично скомпоновать энергоисточник с потребителем передающими радиоустройствами. Установка состоит из двух лопастных ветроколес с электрогенераторами, которые при помощи виндроз могут поворачиваться по ветру. Недостаток аналога - сложность ветровоспринимающей и регулирующей конструкции, ненадежность передачи электротока от подвижных электрогенераторов неподвижным потребителям. Известная ветроэнергоустановка 2 значительно проще по конструкции. На колонне смонтирован вал, на верхнем конце которого имеется ступица, к ней прикреплены горизонтально в разные стороны, как радиусы, стержни. На каждом стержне с возможностью поворота по горизонтальной оси подвешены лопасти. Поворот лопастей ограничен упорами так, что лопасти поворачиваются только в одном направлении относительно вертикального положения. Поэтому при движении против ветра они отклоняются, а воспринимают напор ветра в вертикальном положении при движении по ветру. Механическая энергия потребителю подается от вала. Недостаток прототипа - наличие вала - усложняет применение устройства на существующих объектах, а действие упоров сопровождается ударами. Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, состоит в том,чтобы создать надежное в работе, простое по конструкции, малозатратное в изготовлении и эксплуатации электрогенерирующее ветросиловое оборудование. Технический результат - реализация энергосбережения незначительными капитальными затратами, используя имеющиеся строительные конструкции. Достигается это тем, что ступица, надетая на колонну, имеет горизонтальные стержни с поворачивающимися на них лопастями, опорные подшипники, вращающиеся по колонне, на которой установлены электрогенераторы, при этом соосно колонне к стержням снизу прикреплено кольцо, внутренняя поверхность которого соприкасается с электрогенераторами, а стержни в месте поворота лопастей имеют углубление, в которое входит край лопасти. На чертеже показана схема ветроэнергоустановки фиг. 1 - общий вид, фиг. 2 - сечение АА, фиг. 3 - установка шайб, где обозначено колонна - 1, ступица - 2, стержень - 3,лопасть - 4, подшипники - 5, опора - 6, кольцо - 7, электрогенератор - 8, углубление - 9,край - 10, шайба - 11. Ветроэнергоустановка состоит из колонны 1, существующей в виде дымовой трубы,какой-либо башни и т.п. На колонне 1 сверху с зазором установлена ступица 2 - это разъемный цилиндр (по фланцам), монтируемый снизу. К ступице 2 прикреплены стержни 3 круглого сечения, на них надеты своей верхней частью лопасти 4 с отогнутыми краями для усиления воздействия ветра. Ступица 2 имеет подшипники 5, нижние опираются на кольцевую опору 6, также при монтаже поднимаемую снизу. Она выполнена в виде разборного хомута, охватывающего колонну 1. Поэтому силовое действие всей установки на существующее сооружение минимально. К стержням 3 снизу прикреплено кольцо 7, внутренняя поверхность которого покрыта веществом с повышенным коэффициентом трения (резина, рифленая ткань, липкая лента и т.п.). С этой поверхностью соприкасается конец вала электрогенератора 8 с вертикальной осью, их может быть несколько. Электрогенератор 8 закреплен на стойке шарнирно с пружиной, зафиксированной на опоре 6. Пружиной вал электрогенератора 8 прижимается к внутренней поверхности кольца 7. Оно играет роль повышающего редуктора. В ветроэнергетике этот узел является наиболее проблемным в данном предложении задача повышения оборотов электрогенератора от тихоходного ветроколеса решается простым конструктивным оформлением (аналог - электрогенератор на велосипедном колесе). 2 42902008.04.30 Лопасть 4 своей верхней частью, свернутой в виде трубки, надета на стержень 3(фиг. 2), при этом в углубление 9 входит край 10 лопасти 4. Лопасти 4 на стержне 3 фиксируются шайбами 11, вставленными в прорези (фиг. 3). Работает ветроэнергоустановка следующим образом. При любом направлении ветра относительно колонны 1 динамический напор воспринимается лопастями 4, которые через стержни 3 вращают ступицу 2 на подшипниках 5 по опоре 6. Кольцо 7 своей внутренней поверхностью передает крутящий момент на вал электрогенератора 8, повышая его обороты в сотни раз. Электрический ток отводится не показанными на чертеже проводами. Вертикальное положение лопасти 4 при движении по ветру, т.е. для восприятия динамического напора, обусловлено упиранием края 10 в стенку углубления 9 (фиг. 2). На фиг. 2 вращение против часовой стрелки запрещено, ветер действует слева. Когда лопасть переходит на другую сторону колонны 1, ветер начинает действовать справа, край 10 отходит от стенки углубления 9, лопасть 4 поворачивается, отклоняется от ветра. Мощность ветроустановки, кроме ветра, зависит от длины стержней 3, величины лопастей 4 к кольцу 7 можно подсоединять несколько электрогенераторов 8, на одной колонне 1 может быть несколько ветроэнергоустановок. При повышении скорости ветра выше заданной величины скорость вращения увеличивается настолько, что внешняя шайба 11 срезается за счет центробежной силы и лопасти 4 сходят со стержней 3, предотвращая поломку конструкции (фиг. 3). Технико-экономическая эффективность заключается в получении электроэнергии малозатратным способом, реализуя требования энергосбережения на многих объектах. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3