×
10.07.2019
219.017.ae01

ВЕТРОКОЛЕСО (ВАРИАНТЫ)

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002335657
Дата охранного документа
10.10.2008
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к ветроэнергетике, к устройствам аэродинамического типа регулирования частоты вращения и крутящего момента ветроколеса. По первому варианту в устройстве, влияющем на поворот лопасти, состоящем из направляющей, установленного на ней блока пружин, состоящего как минимум из двух пружин, жестко закрепленных на опорных частях лопастей качалок, соединенных через тяги со скользящим по направляющей толкателем, опирающимся на блок пружин, и устройства регулирования начального сжатия пружин, пружины расположены одна внутри другой, при этом вторая пружина выполнена с возможностью задержки вступления в работу. По второму варианту на направляющей установлена коническая пружина, выполненная с возможностью изменения жесткости при сжатии за счет посадки витков. Изобретения обеспечивают повышение точности регулирования ветроколеса, в том числе за счет исключения влияния погрешностей при изготовлении пружин. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к ветроэнергетике, к устройствам аэродинамического типа регулирования частоты вращения и крутящего момента ветроколеса.

Известно описанное в патенте РФ №2272173 и принятое за прототип ветроколесо, содержащее ступицу, жестко закрепленные на ней подшипниковые узлы, в которых размещены лопасти с возможностью поворота относительно своих осей, расположенных конусно по отношению к оси ветроколеса, а также размещенное в ступице устройство, влияющее на поворот лопасти, которое состоит из направляющей, установленных на ней как минимум двух пружин разной жесткости, выполненных с возможностью последовательного выключения из работы пружины сначала меньшей жесткости, а затем большей, жестко закрепленных на опорных частях лопастей качалок, соединенных через тяги со скользящим по направляющей толкателем, опирающимся на пружину меньшей жесткости, и устройства регулирования сжатия пружин.

Общими существенными признаками предлагаемого технического решения с прототипом являются следующие:

По варианту 1 - ветроколесо содержит ступицу, жестко закрепленные на ней подшипниковые узлы, в которых размещены лопасти с возможностью поворота относительно своих осей, расположенных под углом по отношению к оси ветроколеса, а также размещенное в ступице устройство, влияющее на поворот лопасти, которое состоит из направляющей, установленного на ней блока пружин, состоящего как минимум из двух пружин, выполненных с возможностью последовательного включения в работу сначала одной пружины, а затем и второй, жестко закрепленных на опорных частях лопастей качалок, соединенных через тяги со скользящим по направляющей толкателем, опирающимся на блок пружин, и устройства регулирования начального сжатия пружин.

По варианту 2 - ветроколесо содержит ступицу, жестко закрепленные на ней подшипниковые узлы, в которых размещены лопасти с возможностью поворота относительно своих осей, расположенных под углом по отношению к оси ветроколеса, а также размещенное в ступице устройство, влияющее на поворот лопасти, которое состоит из направляющей, установленной на ней пружины, жестко закрепленных на опорных частях лопастей качалок, соединенных через тяги со скользящим по направляющей толкателем, опирающимся на пружину, и устройства регулирования начального сжатия пружины.

Устройство-прототип позволяет увеличить точность поддержания оборотов ВК, однако в связи с тем, что после сжатия первой - более мягкой пружины, работает только одна - более жесткая пружина, шарнирный момент лопастей относительно оси поворота лопастей будет несколько отличаться от теоретического момента, кроме того, на точность регулирования оборотов ветроколеса оказывает существенное влияние погрешность изготовления пружин, которая находится в диапазоне 5-20%.

Данными вариантами конструкции решается техническая задача повышения точности регулирования ветроколеса, в том числе за счет влияния погрешностей при изготовлении пружин.

Для решения данной технической задачи:

- по варианту 1 в ветроколесе, содержащем ступицу, жестко закрепленные на ней подшипниковые узлы, в которых размещены лопасти с возможностью поворота относительно своих осей, расположенных под углом по отношению к оси ветроколеса, а также размещенное в ступице устройство, влияющее на поворот лопасти, которое состоит из направляющей, установленного на ней блока пружин, состоящего как минимум из двух пружин, выполненных с возможностью последовательного включения в работу сначала одной пружины, а затем и второй, жестко закрепленные на опорных частях лопастей качалки, соединенные через тяги со скользящим по направляющей толкателем, опирающимся на блок пружин, и устройство регулирования начального сжатия пружин, пружины расположены одна внутри другой, при этом вторая пружина выполнена с возможностью задержки вступления в работу;

- по варианту 2 в ветроколесе, содержащем ступицу, жестко закрепленные на ней подшипниковые узлы, в которых размещены лопасти с возможностью поворота относительно своих осей, расположенных под углом по отношению к оси ветроколеса, а также размещенное в ступице устройство, влияющее на поворот лопасти, которое состоит из направляющей, установленной на ней пружины, жестко закрепленные на опорных частях лопастей качалки, соединенные через тяги со скользящим по направляющей толкателем, опирающимся на пружину, и устройство регулирования начального сжатия пружины, пружина выполнена конической (с постоянным или переменным шагом) с возможностью изменения жесткости при сжатии (за счет посадки витков).

Отличительными признаками предлагаемого технического решения от известного являются следующие:

- по варианту 1 - пружины расположены одна внутри другой, при этом вторая пружина выполнена с возможностью задержки вступления в работу;

- по варианту 2 - пружина выполнена конической с возможностью изменения жесткости при сжатии.

Благодаря существенным признакам предлагаемого технического решения в совокупности с известными достигается следующий технический результат - осуществляется более точное регулирование оборотов ветроколеса за счет того, что шарнирный момент лопастей относительно оси поворота лопастей максимально приближен к теоретическому моменту, кроме того, особенно в варианте одной конической пружины на точность регулирования оборотов ветроколеса оказывает существенное влияние погрешность изготовления пружины (в варианте двух пружин меньшее влияние погрешности изготовления пружин оказывается в диапазоне малых ветров, когда работает только одна пружина).

Предложенное техническое решение может найти применение в конструкции ветроэнергетических установок горизонтально-осевого типа, особенно когда требуется точное регулирование скорости вращения.

Конструкция вариантов предлагаемого ветроколеса с регулятором оборотов аэродинамического типа поясняется чертежом.

На фиг.1 изображено ветроколесо по первому варианту формулы.

На фиг.2 изображено ветроколесо по второму варианту формулы.

На фиг.3 изображен график зависимости шарнирного момента относительно оси поворота лопасти от скорости ветра.

Изображенное на фиг.1 ветроколесо содержит ступицу 1, жестко закрепленные на ней подшипниковые узлы 2, в которых размещены лопасти 3 с возможностью поворота относительно своих осей, расположенных под углом по отношению к оси ветроколеса, а также размещенное в ступице 1 устройство, влияющее на поворот лопасти 3, которое состоит из направляющей 4, установленного на ней блока пружин, состоящего как минимум из двух пружин 5 и 6, выполненных с возможностью последовательного включения в работу сначала одной пружины 5, а затем и второй 6, жестко закрепленные на опорных частях лопастей 3 качалки 7, соединенные через тяги 8 со скользящим по направляющей толкателем 9, опирающимся на блок пружин 5 и 6, и устройство регулирования начального сжатия пружин 10, пружины 6 и 5 расположены одна внутри другой, при этом вторая пружина 6 выполнена с возможностью задержки вступления в работу (имеет зазор 11 между ней и толкателем 9).

Изображенное на фиг.2 ветроколесо имеет более простую конструкцию за счет того, что вместо двух пружин на направляющей 4 установлена одна коническая пружина 12, выполненная с возможностью изменения жесткости при сжатии (посадки витков один на другой).

Предложенное ветроколесо по п.1 формулы - фиг.1 - работает следующим образом. При превышении частоты вращения ветроколеса над номинальной возникает аэродинамический момент относительно оси поворота лопасти 3, установленной в подшипниковом узле 2 с применением подшипников качения, позволяющем поворачиваться лопасти относительно своей оси. При этом лопасть 3 стремится повернуться в сторону уменьшения угла атаки и, как следствие, уменьшить частоту вращения ветроколеса. Указанный момент передается через качалки 7, тяги 8 и толкатель 9 первоначально только на пружину 5, а затем после выбора зазора 11 и на пружину 6. Вследствие их сжатия и возникает сила, противодействующая повороту лопастей 3 во флюгерное положение. При этом пружины включаются - выключаются последовательно во времени (с задержкой). Такая схема позволяет реализовать заданный закон изменения силы сопротивления механизма от величины перемещения и обеспечить высокую стабильность поддержания частоты вращения ветроколеса в широком диапазоне скоростей ветра. Для повышения точности регулирования применяется регулятор 10, позволяющий изменять начальное усилие сжатия пружин 5, 6. Для снижения уровня вибраций длина тяг 8 регулируется, что позволяет обеспечить аэродинамическую балансировку лопастей 3 ветроколеса.

Предложенный регулятор оборотов аэродинамического типа по п.2 формулы - фиг.2 - работает аналогично прототипу, только с той разницей, что сопротивление сжатию возникает не скачкообразно (при включении второй пружины), а равномерно за счет работы одной пружины 12 и посадки ее витков.

Особенности работы устройств, влияющих на поворот лопасти по п.1 и 2 формулы, поясняются графиком зависимости шарнирного момента относительно оси поворота лопасти от скорости ветра фиг.3. На графике кривая 1 - вариант с двумя последовательно расположенными пружинами (прототип); кривая 2 - вариант с двумя расположенными одна внутри другой пружинами с задержкой вступления в работу второй пружины; кривая 3 - вариант с одной конической пружиной с возможностью изменения жесткости при сжатии; кривая 4 - теоретический момент.

Как видно из графика, кривая 1 имеет два участка - первый, когда сжимаются совместно обе пружины, при этом где CΣ - суммарная податливость, C1 - податливость первой пружины, С2 - податливость второй пружины; и второй, когда работает только одна вторая пружина, при этом СΣ=С2.

Кривая 2 также имеет два участка - первый, когда сжимается только одна пружина, при этом СΣ=C1; и второй, когда работают совместно две пружины, при этом сΣ=C1+С2.

Кривая 3 не имеет ярко выраженных участков 1 и 2, т.к. работает одна коническая пружина, при этом жесткость пружины по мере сжатия увеличивается за счет посадки витков, т.е. за счет уменьшения рабочих витков.

Как видно из графика, максимально приближенной к теоретической является кривая 3, достаточно близка к ней и кривая 2, а кривая 3 имеет значительные отклонения при больших силах ветра.

1.Ветроколесо,содержащееступицу,жесткозакрепленныенанейподшипниковыеузлы,вкоторыхразмещенылопастисвозможностьюповоротаотносительносвоихосей,расположенныхподугломпоотношениюкосиветроколеса,атакжеразмещенноевступицеустройство,влияющеенаповоротлопасти,котороесостоитизнаправляющей,установленногонанейблокапружин,состоящегокакминимумиздвухпружин,выполненныхсвозможностьюпоследовательноговключениявработусначалаоднойпружины,азатемивторой,жесткозакрепленныхнаопорныхчастяхлопастейкачалок,соединенныхчерезтягисоскользящимпонаправляющейтолкателем,опирающимсянаблокпружин,иустройстварегулированияначальногосжатияпружин,отличающеесятем,чтопружинырасположеныоднавнутридругой,приэтомвтораяпружинавыполненасвозможностьюзадержкивступлениявработу.12.Ветроколесо,содержащееступицу,жесткозакрепленныенанейподшипниковыеузлы,вкоторыхразмещенылопастисвозможностьюповоротаотносительносвоихосей,расположенныхподугломпоотношениюкосиветроколеса,атакжеразмещенноевступицеустройство,влияющеенаповоротлопасти,котороесостоитизнаправляющей,установленнойнанейпружины,жесткозакрепленныхнаопорныхчастяхлопастейкачалок,соединенныхчерезтягисоскользящимпонаправляющейтолкателем,опирающимсянапружину,иустройстварегулированияначальногосжатияпружины,отличающеесятем,чтопружинавыполненаконическойсвозможностьюизмененияжесткостиприсжатии.2
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-2 of 2 items.
29.03.2019
№219.016.f413

Регулятор оборотов ветроколеса ветродвигателя

Изобретение относится к ветроэнергетике, к устройствам регулирования частоты вращения ветроколеса посредством изменения угла поворота лопастей относительно их оси вращения. Регулятор оборотов ветроколеса содержит закрепленные на валу ветроколеса лопасти, соединенные с качалками, которые через...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002323369
Дата охранного документа: 27.04.2008
19.04.2019
№219.017.2bb1

Демпфер рыскания ветроколеса

Изобретение относится к ветроэнергетике, а точнее к устройствам регулирования, и предназначено для демпфирования движения рыскания головки с ветроколесом относительно башни ветроустановки горизонтально-осевого типа. Технический результат заключается в обеспечении необходимого качества...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002271464
Дата охранного документа: 10.03.2006
Showing 1-10 of 20 items.
10.01.2013
№216.012.19cf

Керамический бронеэлемент и способ его изготовления

Изобретения относятся к керамическому бронеэлементу и способу изготовления керамического бронеэлемента. Керамический бронеэлемент содержит плоскую или изогнутую керамическую пластину. В структуре пластины выполнены ослабленные зоны в виде щелей. Ослабленные зоны могут быть выполнены как на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472099
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1bb9

Способ получения мелкодисперсных смесей из различных фазовых компонентов и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к технологии получения мелкодисперсных смесей из компонентов, находящихся в различных фазовых состояниях, и может найти применение в ракетостроении, автомобилестроении, бытовой технике, технике пожаротушения, технике очистных сооружений, сельскохозяйственной технике...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472591
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.10.2013
№216.012.7570

Флотационный аэратор

Изобретение может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтехимической и нефтедобывающей, пищевой и легкой промышленности, на предприятиях черной и цветной металлургии, машиностроительных заводах. Флотационный аэратор содержит корпус, содержащий перегородку 10 с центральным отверстием,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495724
Дата охранного документа: 20.10.2013
20.12.2013
№216.012.8d66

Способ холодной многопроходной прокатки тонких лент из алюминиевых сплавов

Изобретение относится к обработке металлов давлением, например, к производству тонких лент из сплавов систем Al-Mg, Al-Mg-Mn и может быть использовано для производства упаковочной тары в пищевой промышленности. Для повышения пластичности и штампуемости обрабатываемого металла и снижения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501881
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.02.2014
№216.012.9dd2

Нефтеотделитель-отстойник

Изобретение относится к области очистки сточных вод, содержащих взвешенные загрязнения, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, нефтехимической, химической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Технической задачей настоящего изобретения является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506110
Дата охранного документа: 10.02.2014
20.02.2014
№216.012.a0da

Способ неинвазивного определения содержания глюкозы в крови и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к медицине, эндокринологии и может быть использована для определения и контроля уровня глюкозы в крови при диагностике нарушений углеводного обмена. Регистрируют звуковые колебания голоса человека, проводят их аппаратурное преобразование для получения параметра,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506893
Дата охранного документа: 20.02.2014
27.02.2014
№216.012.a628

Нефтеотделитель-отстойник

Изобретение относится к нефтеотделителю-отстойнику может быть использовано в нефтеперерабатывающей, нефтедобывающей, нефтехимической, машиностроительной и других отраслях промышленности. Нефтеотделитель-отстойник содержит герметичный корпус с патрубками подвода загрязненной и отвода очищенной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508251
Дата охранного документа: 27.02.2014
20.03.2014
№216.012.ad14

Устройство для определения содержания глюкозы в крови

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано для определения и контроля уровня глюкозы в крови человека. Устройство для определения содержания глюкозы в крови включает линию для измерения уровня глюкозы по голосу человека и линию для инвазивного измерения уровня глюкозы в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510023
Дата охранного документа: 20.03.2014
10.06.2014
№216.012.d017

Установка интенсивной регенерации зернистых загрузок фильтров

Изобретение относится к установке интенсивной регенерации зернистых загрузок фильтров и может быть использовано на очистных фильтровальных станциях водоподготовки и очистки воды, забираемой из водоемов. Устройство для регенерации зернистых загрузок фильтров содержит гидроэлеватор и напорный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519042
Дата охранного документа: 10.06.2014
10.01.2015
№216.013.1b77

Многофункциональная кровать

Изобретение относится к лечебно-профилактическому оборудованию и медицинской технике, а в частности к медицинским кроватям, и направлено на выбор наиболее удобного положения для больного и на снижение трудоемкости ухода за ним. Многофункциональная кровать включает станину, снабженную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538459
Дата охранного документа: 10.01.2015
+ добавить свой РИД