Устройство ветропривода карусельного типа
Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к конструкциям ветропривода карусельного типа. Технический результат заключается в повышении единичной мощности установки, расширении возможностей ветропривода, уменьшении возбуждаемых вибраций. Ветропривод включает неподвижную ось и ветроколесо. Ветроколесо выполнено в виде карусели, содержащей вертикальную ось и посаженную на ось горизонтальную круговую металлоконструкцию, снабженную вертикальными, сориентированными плоскостями по радиусам, лопатками, содержащими подвижно подвешенные на жестких парусных каркасах эластичные паруса для обеспечения регулировки парусности лопастей от максимальной до нулевой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к конструкции ветропривода.
Известен ветропривод, содержащий неподвижную ось и ветроколесо (см., например, RU 2105190 С1, кл. F 03 D 3/06, 20.02.1998, 3 с.), по совокупности существенных признаков принятый за ближайший аналог изобретения (прототип).
К недостаткам известного ветропривода относятся невысокая мощность и ограниченная эксплуатация при малых скоростях ветра.
Технический результат заключается в повышении единичной мощности установки, расширении возможностей ветропривода, уменьшении возбуждаемых вибраций.
Ветропривод включает в себя неподвижную ось и ветроколесо, причем ветроколесо выполнено в виде карусели, содержащей вертикальную ось и посаженную на ось горизонтальную круговую металлоконструкцию, снабженную вертикальными, сориентированными плоскостями по радиусам лопатками, содержащими подвижно подвешенные на жестких парусных каркасах эластичные паруса для обеспечения регулировки парусности лопастей от максимальной до нулевой.
Круговая металлоконструкция содержит поплавки, снабженные горизонтальными рулями для обеспечения горизонтальной устойчивости ветроколеса при работе над водной поверхностью.
На фиг.1 изображен ветропривод карусельного типа, вид сбоку; на фиг.2 изображен ветропривод, вид в плане.
Ветропривод включает неподвижную вертикальную ось 1 и ветроколесо карусельного типа 2. Ветроколесо 2 содержит несущую круговую конструкцию 3 с вертикальными лопатками, конструкция который представляет собой мягкие паруса 4, подвижно подвешенные на парусных каркасах 5. Ветроколесо 2 опирается по окружности на поплавки 6 с управляемыми подводными крыльями 7, поддерживающими ветроколесо 2 в горизонтальном рабочем положении.
Вращение ветроколеса 2 происходит за счет того, что набегающий ветровой поток воздействует лишь на часть лопаток одной, подветренной стороны упомянутого ветроколеса 2, паруса 4 которых подняты в то время, когда паруса 4 лопаток противоположной стороны ветроколеса 2, выходящих против ветра, опущены и не препятствуют вращению.
Регулируемая высота подъема парусов 4, зависящая от силы ветра в каждый момент, призвана поддерживать заданные обороты. Определять высоту подъема, а также управлять ритмичностью подъема и спуска парусов 4 будет автоматика, получающая непрерывную информацию о скорости и направлении ветра и подающая команды на механизм подъема-спуска.
Автоматика будет управлять и подводными крыльями 7, поддерживающими ветроколесо 2 в горизонтальном положении, компенсируя таким образом возможный перекос конструкции вследствие одностороннего воздействия ветра.
Из всего вышеизложенного следует, что ветроколесо 2 карусельного типа будет эффективно работать в широком диапазоне скоростей ветра. При слабом ветре паруса 4 поднимаются на максимальную высоту, а при ураганном, возможно, всего на 5-10%. Для исключительных случаев должна быть предусмотрена возможность заякоревания всей конструкции.
Предполагается, что один оборот ветроколеса диаметром в сотни метров будет происходить за 7-10 мин, а этого времени достаточно для осуществления одного цикла “подъем - работа - спуск” парусов.
Принцип карусели может иметь несколько вариантов воплощения. Так на суше карусель будет опираться на ролики, бегущие по рельсам. Лопатки могут быть жесткими, отклоняющимися в вертикальной или горизонтальной плоскости, или флюгерными. Возможно применение неподвижных лопаток с односторонней продуваемостью. Дополнительные возможности открывают удобный рельеф местности или стабильная роза ветров и т.п.
Предложенный ветропривод карусельного типа представляет собой довольно сложное и материалоемкое сооружение, тем не менее, уступающее по этим показателям традиционным гидроэлектрическим станциям. А экологичность, неприхотливость и значительная единичная мощность карусельных ветроагрегатов может обеспечить их широкое применение, особенно в регионах с умеренными ветрами.
Региональные комплексы объединенных в одну систему многочисленных карусельных агрегатов, сблокированных с гелиоустановками - энергетика ближайшего будущего.
1. Ветропривод, включающий неподвижную ось и ветроколесо, отличающийся тем, что ветроколесо выполнено в виде карусели, содержащей вертикальную ось и посаженную на ось горизонтальную круговую металлоконструкцию, снабженную вертикальными, сориентированными плоскостями по радиусам лопатками, содержащими подвижно подвешенные на жестких парусных каркасах эластичные паруса для обеспечения регулировки парусности лопастей от максимальной до нулевой.
2. Ветропривод по п.1, отличающийся тем, что круговая металлоконструкция содержит поплавки, снабженные горизонтальными рулями для обеспечения горизонтальной устойчивости ветроколеса при работе над водной поверхностью.
