Generátor veternej elektrárne

Číslo patentu: E 17043

Dátum: 24.07.2009

Autori: Sonajalg Oleg, Sonajalg Andres

Je ešte 3 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Predložený vynález sa, všeobecne, týka zariadenia na výrobu a akumulovanie vetemejenergie, a, konkrétne, zdokonalenej konštrukcie veternej turbíny.Opis súvisíaceho stavu techniky0002 Existuje niekoľko typov vetemých turbín, ktoré zahmujú základňu, stožiar a vetemú turbínu pripevnenú k stožiani. Až doposiaľ známe konštrukcie veternej turbíny zahrnujú turbínu, ku ktorej sú pripojené listy rotora, hlavný hriadeľ, redukčný prevod a generátorovú časť so statorom a rotorom. Tieto typy generátorov predstavujú problém zoslabenia výkonu spôsobený prenosom hlavný hriadeľ-redukčný prevod-generátor. Okrem toho nie je takú konštrukciu možné využiť pre vetemé turbíny, ktoré presahujú výkonnosť 1 500 kW, pretože točivý moment generovaný hlavným hriadeľom a redukčným prevodom sa stáva prílišextrémnym, a konštrukcia trpí zoslabením výkonu a únavou materiálu, čo môže viesť0003 Ďalším známym riešením vetemých turbín je Veterná turbína bez redukčného prevodu vyrábaná spoločnosťou Enercon využívajúca vynálezy Aloysa Wobbena, pri ktorej je stožiar spojený s držiakom v tvare kolena, ktorý je ďalej spojený s hlavným hriadeľom spojeným s hlavou rotora, ktorá je pripevnená ku generátorovej časti. Jedno také riešenie bolo opísané v prihláške vynálezu č. EP 1794450, podanej 13. júna 2007, podľa ktorého sú držiak s hlavným hriadeľom, gondola a rotor spojené so stožiarom. Slabá stránka takého riešenia spočíva v spojení držiaka so stožiarom, keď vetemá energia pôsobí na turbínu (dĺžka listov rotora 35 až 40 m) je prenášaná na spojenia s držiakom, ktoré sú tak vystavené únave materiálu, a môžu sa porušiť. Okrem toho sú tieto typy vetemých turbín problematické tiež z dôvodu nedostatočného chladenia súčasne by mala byť v konštrukcii generátora zaístená aj nepriedušnosť vinutia. Boli preto navrhnuté rôzne riešenia, avšak, chladenie a konštrukčné spoľahlivosť zostávajú doposiaľproblematické. Navrhované riešenia sú tiež nákladné a náročné čo sa týka spotreby materiálu.0004 Najbližší doterajší stav techniky predstavuje dokument DE-A 10255754.0005 Cieľom predloženého vynálezu je navrhnúť takú konštrukciu vetemej turbíny, ktorá by bola spôsobilá- zlepšiť rovnováhu medzi časťou nainštalovanou na vetemej turbíne a stožiarom- oddeliť generátor od funkcie nosnej konštrukcie, čo umožňuje nepôsobenie síl priamona jednotlivé súčasti generátora (s výnimkou točivého momentu)- účinne chladiť uzly a súčasti v telese vetemej t 11 rbíny- zaistiť požadovanú nepriedušnosť berúc do úvahy, že veterné turbíny sú väčšinou umiestnené vmori, oceáne a na pobreží, kde okrem vlhkosti vietor rovnako prináša častice minerálnych solí z morskej vody, ktoré spôsobujú predčasnú koróziu súčastí, významné poškodenie izolácie generátora a elektrický prieraz vo vinutiach.0006 Na tieto účely pôvodcovia vynálezu navrhujú takú konštrukciu veternej turbíny, kde hlavný hriadeľ veternej turbíny predstavuje súčasne generátor, teleso rotora je dutá tubuláma konštrukcia, ktorá je pripojená na jednom konci k hlave rotora s listami. Teleso rotora vetemej turbíny je v telese generátora, ktoré je tvorené nírkou, uložené pomocou ložiska alebo ložísk,ktoré boli nainštalované v strede vonkajšieho povrchu hlavného hriadeľa na prvej častí. Tieto ložiská môžu zahmovať ako ložiská guľôčkové, tak ložiská valčekové (a taktiež ložiská so šikmýrni valčekmi), pre technológie známe z doterajšieho stavu techniky je možné vyrábať nosné valčeky a ložiská akejkoľvek veľkosti. Súčasne taká konštrukcia zaisťuje nepriedušnosť medzi telesom rotora veternej turbíny anosným rámom, pričom, súčasne, vzduch prúdi cezteleso rotora vetemej turbíny, s ktorého pomocou sú chladené potrebné uzly a súčasti.Prehľad obrázkov na výkresoch0007 Ďalej bude predložený vynález opísaný podrobnejšie s odvolaním na pripojené výkresy,na ktorýchobr. l predstavuje priečny rez vetemou turbínou podľa predloženého vynálezu, obr. 2 predstavuje perspektívny pohľad zozadu na generátorovú časť a teleso rotoraveternej turbíny, s odstránenou homou časťou telesa, obr. 3 predstavuje perspektívny pohľad na generátorovú časť vetemej turbíny podľa vynálezu. Podrobný opis vynálezu0008 Veterná turbína 1, znázomená na pripojených výkresoch, je prostredníctvom zo stavu techniky v odbore známych spojení spojená s homou časťou nosného stožiaru, apod. veternej turbíny. Veterná turbína l zahmuje nosný rám 2, 2, ktorý obklopuje generátorovú časť 3, alebo pracovnú komoru, hlavu rotora (na pripojených výkresoch nie je znázomené), ktorá drží listy generátora, a spojovaciu časť (nie je znázomené), prostredníctvom ktorej je vetemá turbína 1 pripevnená k stožiaru, ktorý je na zemi na špeciálnej základni (nie je znázomené). Vnútri stožiam sú usporiadané a nainštalované uzly a súčasti, ktoré sú nevyhnutné na prevádzkuveternej turbíny 1. 0009 Generátorová časť 3 je tvorená telesom 4 rotora vetemej turbíny a telesom 5 statora.0010 Hlava rotora je spojená s telesom 4 rotora generátorovej časti 3 veternej turbíny použitím postupu spojovania, ktorý je známy zo stavu techniky v odbore konštrukcie veterných turbín, ktorý preto nebude ďalej opisovaný. Okrem toho sú listy rotora khlave rotorapripevnené aplíkovaním riešení známych zo stavu techniky.0011 Teleso 4 rotora veternej turbíny generátora veternej elektrárne bolo rozdelené na dve časti 2, 2 tak, že spodná časť 2 hlavného telesa je pripojená k stožiaru a homá časť 2 hlavného telesa je pripojená k spodnej časti hlavného telesa vo finálnej fáze montáže generátora l vetemej elektrárne 1. Použitie takej konštrukcie pre hlavné teleso umožňuje zdvíhať súčasti a uzly generátora veternej elektráme na miesto a ich Zostavovanie rýchlym a jednoduchým0012 Telesom 4 rotora vetemej turbíny je dutá valcová súčasť s otvorenými koncami, ktorá je na konci hlavy rotora uložená v nosnom ráme 2 prostredníctvom ložiska 6. Ložískom môže byť dvojradové kónické valčekové ložisko vyrábané spoločnosťou SKF, ktoré je, v prvom radeurčené na prevádzku pri vysokých zaťaženíach, a za podmienok, kedy na konštrukciu pôsobíkombinované zaťaženie. Okrem toho je možné použiť ďalšie ložisko typu, ktorý je0013 Za účelom zaistenia pevného spojenia medzi vnútorným krúžkom ložiska 6 a vonkajším povrchom telesa 4 rotora veternej turbíny vnútomý lcrúžok ložiska 6 obklopuje teleso 4 rotora veternej turbiny, alebo bolo ložisko pripevnené k vonkajšiemu povrchu telesa 4 rotora vetemej turbíny spredpätím alebo kprírubám na vonkajšej strane telesa 4 rotora veternej turbíny prostredníctvom skrutiek (nie sú znázomené). Na strane hlavy rotora telesa 4 rotora veternej turbíny je príruba 7 rozkladajúca sa smerom k osi telesa 4 rotora veternej turbiny, ktorá má vyvŕtané otvory pre upevňovacie prostriedky, a pomocou ktorých bude hlava rotora počaszostavovania veternej turbíny pripevňovaná.0014 Nosný rám 2 veternej turbíny má knemu zaistené teleso S statora, pričom teleso obklopuje teleso 4 rotora veternej turbiny, a je, taktiež, spojené svinutiami 12 statora a vonkajším krúžkom ložiska 6. Týmto spôsobom je zaistené nehybné spojenie vonkajšieho0015 Teleso 4 rotora vetemej turbíny znázornené na obrázkoch taktiež zahrnuje kónickú časť 9, ktorá umožňuje zväčšenie vnútorného priemeru D 1 telesa 4 rotora veternej turbíny na D 2(D 2 D 1). Kónícká časť 9 je taktiež opatrená otvormi 10, skrz ktoré môže vzduch používaný na chladenie prestupovať do telesa 5 statora. Rotorové vinutia alebo magnety 11 sú upevnené k vonkajšiemu povrchu telesa 4 rotora vetemej turbíny na strane telesa 5. Na vnútomom povrchu telesa 5 statora sú pripevnené vinutia 12 statora, ktorých šírka zodpovedá šírke vinutia ll rotora. Súčasne by ako vinutie rotora, tak aj vinutie statora mohli byť rozdelené na segmentyapod. na uľahčenie údržby a opráv veternej turbíny.0016 Na zaistenie vzduchovej medzery medzi statorom 12 a rotorom 11 nevyhnutnej pre ich správnu prevádzku, sú teleso 5 statora a teleso 4 rotora vetemej turbíny navzájom uložené prostredníctvom nosného ložiska 13. Nosné ložisko 13 bolo, prostredníctvom svojho vnútomého krúžku, upevnené na úložnej časti 14 na konci telesa 4 rotora veternej turbíny. Úložná časť 14 je, ako taká, pripevnená ku koncovej doske 15 umiestnenej na zadnej časti telesa 4 rotora vetemej turbiny, ktorá je v odstupe od hlavy rotora, pričom je spojená s telesom rotora veternej turbíny. Koncová doska 15 zahmuje otvory 16 pre chladiaci vzduch. Úložnáčasť 14 je umiestnená V strede koncovej dosky 15 súosovo s osou telesa 4 rotora veternej

MPK / Značky

MPK: F03D 9/00, H02K 7/18, F03D 11/00

Značky: generátor, elektrárne, veternej

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/11-e17043-generator-veternej-elektrarne.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Generátor veternej elektrárne</a>

Podobne patenty