Ветровая энергетическая установка

(51) 03 1/00 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(56) Предварительный патент РК 20431 А,15.12.2008(57) Полезная модель относится к ветровым энергетическим установкам и может быть использована для получения электрической энергии за счет использования силы воздушного потока. Техническим результатом является увеличение мощности ветровой энергетической установки и прочности ее силовой конструкции, бесшумность работы и отсутствие радиопомех, вследствие центрирования обращенного двухконсольного генератора. Это достигается тем, что в ветровой энергетической установке, включающей диффузор,генератор, лопасти, силовое кольцо, опору-мачту,поворотное устройство, согласно полезной модели,в качестве генератора использован обращенный двухконсольный генератор,обе консоли обращенного генератора с нижней стороны закреплены жестко посредством двух пилонов через силовое кольцо на плато поворотного устройства, и одна из консоли дополнительно с верхней стороны жестко закреплена посредством третьего пилона на силовом кольце. Обращенный двухконсольный генератор имеет два обода для установки лопастей. Полезная модель относится к ветровым энергетическим установкам и может быть использована для получения электрической энергии за счет использования силы воздушного потока. Основные процессы работы ветровых энергетических установок связаны с аэро- и электродинамикой, а при этом генератор играет главную роль и существенно влияет на ветровую энергетическую установку в целом. В обычных ветровых энергетических установках взаимодействуют два основных узла одноконсольный генератор и лопасть, находящиеся в неограниченной воздушной среде, а в ветровых энергетических установках, имеющих три основных узла(наличие диффузора),появляются дополнительные механизмы взаимодействия а именно, генератора и диффузора, а также лопастей и диффузора. Известна ветровая энергетическая установка,включающая диффузор,генератор(одноконсольный), лопасти, силовое кольцо, опорумачту,поворотное устройство. Поворотное устройство выполнено в виде смонтированного на силовом кольце многосегментного диффузора с входным отверстием, имеющим диаметр меньше диаметра выходного отверстия./ 20431 А,15.12.2008/ К основным недостаткам данного аналога относятся недостаточно высокая мощность ветровой энергетической установки и прочность ее конструкции. Задачей полезной модели является создание мобильной ветровой энергетической установки с улучшенными техническими показателями, удобной в обслуживании и обладающей эстетической привлекательностью. Техническим результатом является увеличение мощности ветровой энергетической установки и прочности ее силовой конструкции, бесшумность работы и отсутствие радиопомех, вследствие центрирования обращенного двухконсольного генератора. Это достигается тем, что в ветровой энергетической установке, включающей диффузор,генератор, лопасти, силовое кольцо, опору-мачту,поворотное устройство, согласно полезной модели,в качестве генератора использован обращенный двухконсольный генератор,обе консоли обращенного генератора с нижней стороны закреплены жестко посредством двух пилонов через силовое кольцо на плато поворотного устройства, и одна из консоли дополнительно с верхней стороны жестко закреплена посредством третьего пилона на силовом кольце. Обращенный двухконсольный генератор имеет два обода для установки лопастей. На фиг. 1 изображена ветровая энергетическая установка (общий вид). На фиг.2 изображен обращенный двухконсольный генератор ветровой энергетической установки (вид сбоку). На фиг.3 изображено плато поворотного устройства, на котором закреплены два нижних 2 пилона ветровой энергетической установки, т.е. опоры двухконсольного генератора. Ветровая энергетическая установка содержит основные три узла диффузор (1), обращенный двухконсольный генератор (2) и лопасти (3). Обращенный двухконсольный генератор включает две консоли (4), одна из которых соединена с одним пилоном (5), а другая с двумя пилонами (5, 6). Концы всех трех пилонов (5, 6) с одной стороны жестко закреплены на двух консолях(4) обращенного генератора, а другие концы пилонов закреплены через силовое кольцо (7) на плато поворотного устройства (12). Обе консоли (4) обращенного генератора снабжены резьбовым отверстием для крепления кока и обтекателя,изготовленных в виде поверхностей вращения (не показаны на фигурах). Обращенный двухконсольный генератор имеет два обода (8). Диффузор (1) состоит из нескольких сегментов(10), которые с помощью стяжных лент (11) крепятся к силовому кольцу (7), причем нижний сегмент имеет два отверстия для пропускания и соединения его с двумя нижними пилонами (5),закрепленными нижними концами (13) на плато поворотного устройства в крепежных отверстиях(фиг. 1, 3). Мачта-опора (9) может состоять из нескольких секций, изготовленных из труб,соединенных между собой фланцами. Она фиксируется и поддерживается в вертикальном положении тросовыми растяжками с винтовыми парами (не показаны на фиг.). Внутри силового кольца (7) установлены три пилона (5,6), закрепленные с двумя консолями (4) обращенного генератора (2), то есть корпус его,содержащий постоянные магниты, вращается, а вал с проводами неподвижен (не показаны на фиг.). Диффузор (1) поперечного круглого сечения, в передней части имеет цилиндрическую форму,переходящую в задней части в цилиндроконическую,чем и создается аэродинамический эффект. Внутренняя поверхность диффузора представляет собой параболоид вращения. Контур продольных сечений диффузора имитирует авиационный профиль. Диффузор (1) образуется последовательной стыковкой боковых граней его сегментов (10),причем сегменты размещаются по наружной цилиндрической поверхности силового кольца (7),закрепляются своими пазами и стягиваются стяжными лентами (11) на основе полимерного материала, например, капрона. Это удешевляет стоимость конструкции и резко снижает ее массу. Лопасти (3) установки закреплены на корпусе обращенного генератора (2) шпильками между круговыми ободами, что удобно при их монтировании или снятии. Лопасти (3) изготовлены из композиционного материала, например, из стеклопластика, методом выкладки и прессования, имеют расчетный угол закрутки. Изготовленные из композиционных и комбинированных материалов лопасти установки, 802 сегменты диффузора, пилоны, кок и обтекатель намного снижают шумность работы установки за счет поглощения ими акустических колебаний от возмущений воздушного потока. Полезная модель работает следующим образом. Диффузор является самоориентирующимся навстречу набегающему потоку воздуха без применения дополнительных устройств, такого, как выносной плоский флюгер. При взаимодействии воздушного потока с поверхностью диффузора (1), с помощью плато поворотного устройства (12) происходит его самоориентирование так, что узкая часть диффузора будет направлена прямо на ветер. При скорости потока ветра 3 м/сек. и более происходит самопуск установки, приводящего во вращение корпус обращенного генератора(2),вырабатывающего электрический ток. Полученная электрическая энергия от обращенного генератора (2), через токосъемники и электрокабель(не показанные на фиг.),направляется потребителю или в аккумулирующее устройство. Используемый воздушный поток принудительно формируется диффузором (1) так, что скорость потока воздуха, набегающего на лопасти (3) установки, установленного в узком сечении диффузора, резко увеличивается по сравнению со скоростью потока на входе в диффузор, что увеличивает частоту вращения. Снижение веса установки упрощает ее перевозку и установку на новом месте без грузоподъемных механизмов. Мощность применяемого обращенного генератора составляет от 1 до 1,2 кВт, что позволяет использовать установку для автономного снабжения электроэнергией отдельных домов, радиоузлов,метеорологических станций (постов), отдаленных скотоводческих пастбищ, туристических лагерей и т.д. Там,где подключение объектов к существующим линиям электропередач технически невозможно или экономически не выгодно,возможен монтаж нескольких ветровых энергетических установок. Преимуществами полезной модели являются 1. Высокая мобильность, что удобно и приспособлено для нужд животноводов, геологов,туристов, рыбаков, АЧС, дачников и многих других потребителей, особенно, в труднодоступных и отдаленных местах 2. Бесшумность работы и отсутствие радиопомех из-за усиленной композиционной конструкции с помощью надежных креплений и центрирования обращенного генератора. 3. Невысокая стоимость и небольшой вес конструкции ветровой энергетической установки,вследствие использования полимерных материалов для сборки диффузора и других узлов. ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ 1. Ветровая энергетическая установка,включающая диффузор, генератор, лопасти, силовое кольцо, опору-мачту, поворотное устройство,отличающаяся тем, что в качестве генератора использован обращенный двухконсольный генератор, обе консоли обращенного генератора с нижней стороны закреплены жестко посредством двух пилонов через силовое кольцо на плато поворотного устройства, и одна из консоли дополнительно с верхней стороны жестко закреплена посредством третьего пилона на силовом кольце. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что обращенный двухконсольный генератор имеет два обода.