Ветроэнергетическая установка с вертикальной осью вращения

ОГОЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 7 у 7 А ЕСПУБЛИК 3 :) 3/ САНИЕ И НИ А ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Ю,Ю. Качур и В.М. Орлик (56) Авторское свидетельство СССР ч. 1381274, кл. Е 03 О 3/96, 1986,Авторское свидетельство СССР М. 1373859, кл, Р 03 О 3/06, 1986.Авторское свидетельство СССР М 1366686,кл. Р 03 0 3/06, 1986. (54) ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ ВРАЩЕНИЯ 57) Использование: преобразование энергии ветра в электрическую, Сущность; в ветроэнергетической установке с вертикальной осью вращения, содержащей центральную опору 1, кольцевые статор 8 и ротор 5 с лопастями 6, по концам опоры 1 установлены подшипники 2 и 3, к каждому из которых на вантовых растяжках 4 закоеплено кольцо ротора 5, Статор 8 установлен на стойках 7 на подпружиненных опорах 11 и с помощью роликов взаимодействует с ротором 5, Роторное кольцо 5 может быть установлено на дополнительных роликовых опорах, прикрепленных к стойкам 7. 1 з,п, ф-лы, 4 ил,Иэпбретэие относится к ветроэнерге (е и может )ыть исполь,(ованг) при саарукеии вегроэлектривских станций.),":а Я таких установ(н) применяют пряе;Огикальиые лопали, а для увеличе Ог . О(цнасти агрегата ротор выпалнс в- алгори ым кольцом.11 еосатак такого решения состоив., ио при работе агрегата между гибким 2017 отг)рььм кОльцОм бОльшого диаметра, ко .;.:,:е;)сгьтывает неравномерную нагруз у. .)движным статором гозникают значиеььэ силь взаимодействия, вызываа.(с потери моности иа преодолениеренмя в вертикальных и горизонтальныхподвижных опарах, Не исключено также зап ииивание р лгора при его вращении.Известна ветроэнергетическая установ:а с вертика;ай Ос,о вращения, в когооой кольцо лопастями движется поеоли овым опорам, установленным на баш(Недо(а)з акои у пановки является;- ьв)а месткость ротора на изгиб и1 учение, зна тельа 7 одзтливасть в плоскости когьца; 40бальцие погрг;шиост формы кольЦара гара, ИМЕОШЕГО бОЛЬШ(В дИаМЕТр;- большие силы взаимодействия междугибким кольцам и опорами и, как следствие, 45- потери мощности на трение;- быс.рый износ опорных катков.Известен и наиболее близок по техии(ес кой сущности и достигаемому разул ьа туветроагрегат с вертикальной центральной 50Опорой и роторам с вертикальными лопастями, в котором кол,цо статара раскреплено иа опору ваитовыми растяжками.Однако, надежность такого агрегататакже недостаточна, так как ветровую нарузку воспринимает гибое дефармативное ротарнае кольцо с прикрепленными кнему вертикальными лопастями и потериэнергии на трение ат сил взаимодействиястатора и ротора будут велики. Неравномерная ветровая нагрузка, неточности изготовления гибкого ротора, дисбалансы будут вызывать преждевременный износ опорных частей, Не исклочено заклинивание,Целью изобретения является повышение надежности иетроэнергетической уста- НОВКИДл) достижения этой цели ветроэнергетическая установка с вертикальной осьо вращения, содержащая центральную опору, кольцевые статар и ротор с лопастями, снабжена расположенными по окружности стойками с подпружиненньми опорами в верхней части в которых установлен статор, снабкенный роликами. Центральная опора на концах снабжена подшипниками, к которым прикреплены ванты, за крепляощие кольцо ротора,Благодаря раскреплению роторного кольца иа центральнуо опору уменьшаются его деформации под действием сил. гередаваемьх лопастямии уменьшаются динамические ваздейстьия на ротор, Усилия от ротора передаются а це:тральную опору с помощьа подвипникав, которые ввиду их . еза(и)елыых размерои мокно выполнить с бал шй точностью, а б агодаря малому числу оборотов достигается простота конст)укоии пОдшипников,Все это позволяет резко снизить потери а тренив, повысить адемасть и КПД ветр(,ста(,овки,Для уменьшения нагрузок на центгэльнуо опору при больших ветровых нагрузках роторное кольцо может быть установлено на дополнительных подпружиненных роликовых опорах, установленных с) стайахСущность изобретения поясняется чертежом, где; на фиг, 1 схематически изображена ветраэнергетическая установка в разрезе па Оси вращения; на фиг, 2 - план установки, фиг, 3 - деталь А на фиг, 1; на фиг, 4 - то же, вариант при больших ветровых нагрузках.Ветроэнергетческая установка с вертикальной осью вращения содержит центральнуьа опору 1 по концам которой установлены подшипники 2 и 3, к которым с помощью вант 4 прикреплено кольцо ротора 5, К последнему прикреплены вертикальные лопасти б, По окружности кольца ротора 5 установлены стойки 7, на которые установлены элементы статора 8, Раторная 9 и статорная 10 обмотки образуют электро- генератор, Статор 8 прикреплен к стойкам 7, оборудованньм гооизонтальными 11 и вертикальными 12 подпружиненными опорами и взаимодействует с ротарным коль 1768797цом 5 посредством верхних 13 и нижних 14 роликов,Для уменьшения нагрузок на центральную опору при больших ветровых нагрузках роторное кольцо 5 может быть установлено на дополнительных подпружиненных роликовых опорах 15, установленных на консоли 16 стойки 7,При вращении ротора 5 тангенциальная составляющая аэродинамических сил лопастей 6 совершает полезную работу, преобразуемую генератором в электроэнергию. Радиальная составляющая через ванты 4 и подшипники 2 и 3 передается на опору 1,Преимущество предлагаемого устройства в следующем:- благодаря раскреплению роторного кольца на центральную опору снижается материалоемкость ротора, При его вращении деформации ротора незначительны, а потери на трение при вращении в подшипниках минимальные;- уменьшаются динамические воздействия на ротор;- статор, установленный на стойках с помощью подпружиненных опор, практически не испытывает нагрузок от врэщающегося ротора, а благодаря роликам между обмотками статора и ротора будет поддерживаться требуемый зазор,При режиме работы установки на боль 5 ших скоростях ветра подпружиненные роликовые опоры позволят уменьшитьизгибающий момент в центральной стойке.Дополнительные опоры будут включаться вработу лишь при экстремальных режимах,10 Формула изобретения1. Ветрознергетическэя установка свертикальной осью вращения, содержащаяцентральную опору с вантами, кольцевыестатор и ротор с лопастями, о т л и ч а ю щ а 15 я с я тем. что, с целью повышения надежности, установка снабжена расположеннымипо окружности стойками с подпружиненными опорами в верхней части, статор установлен в последних и снабжен роликами, опора20 снабжена подшипниками, с которыми связаны ванты, а ротор укреплен на опоре посредством вант и взаимодействует состатором при помощи роликов,2. Установка по и. 1, отл ич а юща я 25 с я тем, что стойки снабжены дополнительными подпружиненными роликовыми опорами, взаимодействующими с ротором.71768797 оставитель Г.Дро ехред М.Моргент Редактор Корректор к Заказ 3630 Тираж Подписное ВНИИХИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производвтвенно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101