Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветродвигателям, преобразующим энергию ветра в полезную работу. The invention relates to wind energy, namely, wind turbines that convert wind energy into useful work.
Известен ветроагрегат (патент России N 1225912 кл. F 03 D 5/00, автор И. И. Смульский, опубл. 23/04.86 г. Бюл. N 15), содержащий наклонный к горизонтальной плоскости ротор, который состоит из ступицы и закрепленных на ней винтовых лопастей и опирается на две опоры верхнюю и нижнюю. Недостатками такой конструкции являются необходимость ее ориентирования по направлению ветра, наличие силовой конструкции в виде башни или мачты для верхней опоры, необходимость специальной подъемной техники при установке ротора на верхнюю опору, сложность наращивания мощности за счет увеличения количества роторов. Known wind turbine (Russian patent N 1225912 class. F 03 D 5/00, author I. I. Smulsky, publ. 23 / 04.86, Bull. N 15), containing a rotor inclined to the horizontal plane, which consists of a hub and mounted on her helical blades and rests on two supports upper and lower. The disadvantages of this design are the need for its orientation in the direction of the wind, the presence of a power structure in the form of a tower or mast for the upper support, the need for special lifting equipment when installing the rotor on the upper support, the difficulty of increasing power by increasing the number of rotors.
Целью изобретения является увеличение мощности, упрощение конструкции и монтажа. The aim of the invention is to increase power, simplifying the design and installation.
Для осуществления этой цели в ветроагрегат объединяются два и более роторов и по центру устанавливается подставка с устройством подъема для монтажа. Роторы установлены под углом к горизонтальной плоскости и вверху опираются друг на друга через общий узел, к которому шарнирно прикреплены корпуса подшипников каждого ротора. С верхней частью нижней опоры каждого ротора шарнирно соединен корпус нижнего подшипника ротора, нижняя часть опоры шарнирно соединена с опорной плиткой и застопорена в рабочем положении, а при монтаже верхняя часть опоры соединена тяговым устройством подъема с центральной подставкой. To achieve this, two or more rotors are combined in the wind turbine and a stand with a lifting device for installation is installed in the center. The rotors are mounted at an angle to the horizontal plane and are supported on top of each other through a common assembly to which the bearing housings of each rotor are pivotally attached. The case of the lower rotor bearing is pivotally connected to the upper part of the lower support of each rotor, the lower part of the support is pivotally connected to the support plate and locked in the working position, and during installation, the upper part of the support is connected by the lifting traction device to the central stand.
На фиг. 1 схематически представлен ветроагрегат в виде разреза А-А, на фиг. 2 вид сверху на трехроторный ветроагрегат, на фиг. 3 на двухроторный. In FIG. 1 schematically shows a wind turbine in the form of a section AA, in FIG. 2 is a top view of a three-rotor wind turbine, in FIG. 3 on a two-rotor.
Ветроагрегат содержит несколько роторов 1, каждый из которых состоит из ступицы и закрепленных на ней винтовых лопастей 2. Роторы установлены под углом к горизонтальной плоскости. Они вверху опираются друг на друга через общий узел 3, к которому на шарнирах 4 крепятся корпуса подшипников каждого ротора. С верхней частью нижней опоры 5 каждого ротора шарнирно соединен корпус нижнего подшипника ротора 6. Нижняя часть опоры 5 соединена шарниром 7 с опорной плитой 8, но в рабочем положении застопорена от проворачивания с помощью тяги 9 или подкоса (не показанного на схеме). В центре установлена подставка 10 с устройством подъема, которое может состоять из винта 11 и талрепов 12. Вместо талрепов может использоваться лебедка, закрепленная на подставке 10 и соединенная тросами с опорами 5. Поз. 13 показан ротор в нижнем положении. Нижние концы ротора через муфту 14 и редуктор 15 кинематически связаны с электрогенератором 16, которые крепятся на нижнем подшипниковом узле 6. В случае двухроторного ветроагрегата (фиг. 3) он фиксируется в рабочем положении двумя растяжками. The windmill contains several rotors 1, each of which consists of a hub and screw blades fixed on it 2. The rotors are installed at an angle to the horizontal plane. At the top, they are supported by each other through a common node 3, to which bearings of each rotor are mounted on hinges 4. The lower bearing housing of the rotor 6 is pivotally connected to the upper part of the lower support 5 of each rotor. The lower part of the support 5 is connected by a hinge 7 to the base plate 8, but in the working position it is locked from turning by means of a rod 9 or a strut (not shown in the diagram). In the center there is a stand 10 with a lifting device, which can consist of a screw 11 and lanyards 12. Instead of lanyards, a winch can be used, mounted on a stand 10 and connected by cables with supports 5. Pos. 13 shows the rotor in the lower position. The lower ends of the rotor through the clutch 14 and the gearbox 15 are kinematically connected with the electric generator 16, which are mounted on the lower bearing assembly 6. In the case of a two-rotor wind turbine (Fig. 3), it is fixed in the working position with two braces.
Ветроагрегат работает следующим образом. При монтаже на винт устройства подъема 11 устанавливается общий узел 3, к которому, а также к нижней опоре 5 подсоединяется ротор 13. После сборки всех роторов вращением винта 11 поднимается ветроагрегат за общий узел 3. Затем верхние части опор 5 соединяются тягами 9 с подставкой 10. Уменьшением длины тяг с помощью талрепов 12 или лебедки происходит дальнейший подъем ветроагрегата в рабочее положение. Затем нижние опоры 5 стопорятся и устройство подъема вместе с подставкой 10 может быть демонтировано. Windmill operates as follows. When mounting on the screw of the lifting device 11, a common unit 3 is installed, to which, as well as to the lower support 5, the rotor 13 is connected. After assembling all the rotors, the wind unit rises by the general assembly 3. By rotating the screw 11, then the upper parts of the supports 5 are connected by rods 9 to the stand 10 . Reducing the length of the rods using the lanyards 12 or winch is a further rise of the wind turbine in the working position. Then the lower supports 5 are locked and the lifting device together with the stand 10 can be dismantled.
Ветровой поток V1 воздействует несимметрично на винтовые лопасти наклонного к ветру ротора 1 и приводит его во вращение. Ротор вращается в подшипниках (поз. 4 и 6). Крутящий момент через муфту 14, редуктор 15 передается на электрогенератор 16 и вырабатывается электроэнергия. Крутящий момент отсутствует, если ветер направлен перпендикулярно ротору, например, V2. В этом случае при трехроторном ветроагрегате (фиг. 2) работают два других ротора и вырабатывается наименьшая мощность. Наиболее эффективное направление ветра V1 или V3. В этом случае работают три ротора. При промежуточных направлениях ветра суммарная мощность ветроагрегата будет находиться между этими двумя пределами.The wind flow V 1 acts asymmetrically on the screw blades of the rotor 1 inclined to the wind and causes it to rotate. The rotor rotates in bearings (keys 4 and 6). Torque through the clutch 14, the gearbox 15 is transmitted to the electric generator 16 and electricity is generated. There is no torque if the wind is directed perpendicular to the rotor, for example, V 2 . In this case, with the three-rotor wind turbine (Fig. 2), two other rotors work and the least power is generated. The most effective wind direction is V 1 or V 3 . In this case, three rotors work. With intermediate wind directions, the total power of the wind turbine will be between these two limits.