Многоярусный ветродвигатель

 

Использование: в ветроэнергетике. Сущность изобретения: многоярусный ветродвигатель содержит ветровые колеса 2, установленные на общем валу 5, и корпус 1. Ветровые колеса 2 соединены с валом 3 посредством обгонной муфты 6. 1 ил.

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для привода различных исполнительных устройств в условиях повышенной неравномерности ветра.

Известна ветроэнергетическая установка, включающая вертикальные роторы, удерживаемые горизонтальными гибкими сетками, расположенными над каждым ярусом. Сетки крепятся по периметру к мачтам в местах соединения с оттяжками (Авторское свидетельство N 1793095, кл. МКИ F 03 D 3/00, 07.02.93).

Известен многоярусный ветродвигатель, содержащий закрепленные на вертикальном валу лопастные колеса и направляющие аппараты, размещенные вдоль вала. Направляющие аппараты расположены в порядке последовательного чередования с лопастными колесами (Авторское свидетельство N 1534204, кл. F 03 D 3/04, 07.01.90).

Известные устройства в условиях значительной неравномерности скорости ветра не обеспечивают оптимальных условий работы каждого лопастного колеса (ветрового колеса) по причине одинаковой игловой скорости их вращения. Поэтому лопастные колеса, в силу несоответствия угловой скорости вращения силе ветра создают дополнительное гидравлическое сопротивление, понижающее коэффициент использования ветра устройства в целом. Кроме того, для технического обслуживания части многоярусного ветродвигателя необходимо полностью остановить работу всей установки, чем прекращается привод исполнительных устройств, Задачей настоящего изобретения является повышение коэффициента использования ветра в условиях значительной неравномерности скорости ветра и упрощение технического обслуживания многоярусного ветродвигателя.

Для достижения этой задачи у многоярусного ветродвигателя, содержащего установленные на общем валу ветровые колеса и корпус, ветровые колеса соединены с валом посредством обгонной муфты. В этом случае ветровое колесо, расположенное в зоне пониженной скорости ветра, которая создает крутящий момент на ветровом колесе, обеспечивавший меньшую угловую скорость вращения ветрового колеса по отношению к угловой скорости вращения вала, выходит из зацепления с валом посредством обгонной муфты. Вследствие чего ветровое колесо не создает дополнительного сопротивления вращению ветровых колес, работавших в условиях повышенной скорости ветра. Кроме того, наличие обгонной муфты позволяет выводить из режима вращения отдельные ветровые колеса и осуществлять техническую эксплуатацию этих колес и агрегатов, расположенных в зоне их вращения.

В связи с исключением передачи тормозящего крутящего момента с ветровых колес, работающих в зонах пониженной скорости ветра, на общий вал многоярусного ветродвигателя увеличится коэффициент использования ветра. Возможность остановки отдельных ветровых колес без остановки работы всего многоярусного ветродвигателя позволит упростить эксплуатацию многоярусного ветродвигателя.

На чертеже изображен общий вид одного яруса многоярусного ветродвигателя.

Многоярусный ветродвигатель содержит корпус 1, ветровые колеса 2 (в данном случае устройства Савониуса), опирающиеся на подшипники 3, поддерживаемые упорами 4. Вал 5 многоярусного ветродвигателя имеет встроенные обгонные муфты 6 (в данном случае роликовые обгонные муфты), Многоярусный ветродвигатель работает следующим образом.

Если ветровое колесо 2 находится в зоне пониженной скорости ветра, то уменьшение приводящего крутящего момента на ветровом колесе 2 (момент действует в направлении по часовой стрелке на виде сверху чертежа) приводит к уменьшению собственной угловой скорости вращения ветрового колеса 2 по отношению к угловой скорости вращения вала 5. Встроенная обгонная муфта 6 выходит из зацепления и ветровое колесо 2 не создает дополнительного сопротивления для ветровых колес 2, работавших в условиях повышенной скорости ветра.

При увеличении скорости ветра в районе рассматриваемого колеса 2 приводящий крутящий момент увеличивается, что приводит к защемлению встроенной обгонной муфты 6 и приводу вала 5 от этого ветрового колеса 2 (положение ролика муфты на виде сверху чертежа).

В процессе технической эксплуатации ветровое колесо 2 может быть остановлено торможением или изоляцией от набегавшего потока.

Формула изобретения

Многоярусный ветродвигатель, содержащий установленные на общем валу ветровые колеса и корпус, отличающийся тем, что каждое колесо соединено с валом посредством обгонной муфты.

РИСУНКИ

Рисунок 1