|
| Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные | Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения | Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела |   |
| Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки) | |||
Навигация: => | На главную/ Каталог патентов/ В раздел каталога/ Назад / |
|
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2269027
ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ
Имя изобретателя: Керенцев Андрей Павлович (RU); Петько Виктор Гаврилович
Имя патентообладателя: Оренбургский государственный аграрный университет
Адрес для переписки: 460795, г.Оренбург, Челюскинцев, 18, ОГАУ
Дата начала действия патента: 2004.05.12
Изобретение относится к области ветроэнергетики. Технический результат заключается в повышении КПД и увеличении надежности работы за счет снижения потерь при передаче энергии к валу электрогенератора и за счет изменения усилия прижатия ролика к ободу ветроколеса пропорционально изменению момента сопротивления на валу генератора. Ветроэлектрическая станция содержит установленное на башне и закрепленное на горизонтальной оси ветроколесо с ободом, каретку с электрогенератором, приводной вал которого снабжен роликом, контактирующим с внешней поверхностью обода ветроколеса, при этом, каретка связана с неподвижным основанием шарнирно с возможностью перемещения относительно обода ветроколеса.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к ветроэнергетике и касается ветроэлектрических станций, в которых передача мощности на электрогенератор осуществляется от обода ветроколеса.
Известны ветродвигатели, содержащие башню и ветроколесо с горизонтальной осью вращения, в которых увеличение числа оборотов при передаче от ветроколеса на генератор осуществляется через редуктор, встроенный в головку ветроколеса (а.с. №79927, кл. F 03 D 1/00).
Недостаток таких ветродвигателей в том, что наличие в них редуктора, особенно для больших мощностей, существенно их усложняет, утяжеляет и снижает КПД.
Известен ветродвигатель, принятый за прототип, где сложный и многоступенчатый редуктор заменен устройством, содержащим установленное на башне и закрепленное на горизонтальной оси с ободом ветроколесо, каретку с колесами, взаимодействующими с внутренней поверхностью обода, и закрепленный на площадке каретки генератор, на валу которого установлен каток, контактирующий с наружной поверхностью обода ветроколеса. Вокруг башни предусмотрен кольцевой бассейн, а каретка снабжена штангой с поплавком, погруженным в бассейн (а.с. №1307080, кл. F 03 D 1/06, 1987).
Недостаток такой конструкции в том, что ролик электрогенератора прижимается к ободу ветроколеса с постоянным, рассчитанным на максимальную нагрузку, хотя ветроэлектрическая станция работает как при больших, так и при малых нагрузках. В результате этого повышается износ ролика и потери энергии.
Цель изобретения - повышение КПД и надежности работы ветроэлектрической станции.
Сущность изобретения заключается в том, что каретка связана с неподвижным основанием шарнирно, а пружина обеспечивает лишь касание ролика и обода ветроколеса.
На чертеже схематично изображена ветроэлектрическая станция (стрелкой показано направление вращения ветроколеса).
 | Примером конкретного выполнения является ветроэлектрическая станция, содержащая установленное на башне 1 и закрепленное на горизонтальной оси ветроколесо 2 с ободом 3, каретку 4 с расположенным на ней электрогенератором 5, приводной вал которого снабжен роликом 6, контактирующим с внешней поверхностью обода 3. Каретка 4 связана пружиной 7 с башней 1 и установлена с возможностью перемещения относительно обода ветроколеса. |
ВЕТРОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
Пружина 7 уравновешивает вес каретки 4 с электрогенератором 5 и обеспечивает лишь касание ролика с ободом ветроколеса 2. Поэтому сила F, с которой ролик действует на ветроколесо, направлена по линии O'А и может быть разложена на касательную силу Fcи силу нормального давления Р. Сила Fc определяется моментом сопротивления на валу генератора:
Fc=Мс/r,
где Mс - момент инерции от силы Fс;
r - радиус ролика.
Эта сила передается на обод за счет трения между контактирующими поверхностями ролика и ветроколеса. Для того чтобы сцепление было надежным, сила трения скольжения Fтр=Р·ктр должна быть больше силы F с в определенное количество раз, определяемое коэффициентом запаса:
Кз=Fтр/Fc=Р·к тр/Fc=Р·ктр/P·tg
=к
тр/tg,
где Кз - коэффициент запаса;
ктр - коэффициент трения.
Откуда видно, что коэффициент запаса, в данном случае, не зависит от момента сопротивления на валу генератора. Поэтому обеспечивается достаточная связь колеса с роликом при больших нагрузках и не создается избыточного давления при малых.
Вместо пружины вес генератора может быть компенсирован противовесом, расположенным на продолжении каретки.
При внедрении изобретения резко повышается, по сравнению с известными ветроэлектрическими станциями, КПД за счет снижения потерь при передаче энергии к валу электрогенератора. Повышается надежность в работе за счет изменения усилия прижатия ролика к ободу ветроколеса, пропорционального изменению момента сопротивления на валу генератора.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ветроэлектрическая станция, содержащая установленное на башне и закрепленное на горизонтальной оси ветроколесо с ободом, каретку с расположенным на ней электрогенератором, приводной вал которого снабжен роликом, контактирующим с внешней поверхностью обода ветроколеса, отличающаяся тем, что каретка связана с неподвижным основанием шарнирно, с возможностью перемещения относительно обода ветроколеса.
Версия для печати
Дата публикации 02.02.2007гг
Created/Updated: 25.05.2018