Veterný oscilačný kolektor

Číslo patentu: U 6985

Dátum: 04.12.2014

Autor: Kaliský Alexander

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

PRIEMYSELNÉHO VLASTNÍCTVA SLOVENSKEJ REPUBLIKYDátum podania prihlášky 7. 3. 2014 Číslo priorítnej prihláškyDátum podania prioritnej prihlášky Krajina alebo regionálna organizácia priorityDátum zverejnenia prihlášky 2. 7. 2014 Vestník UPV SR č. 07/2014Vestník UPV SR č. 12/2014úžitkového vzoru verejnosti 15. 10. 2014 Číslo pôvodnej prihláškyČíslo pôvodnej patentovej prihláškyČíslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCTČíslo podania európskej patentovej prihláškyVetemý oscilačný kolektor (9) je zostavený z množiny malých vetemých turbín, z ktorých každá je lankom súosovo spojená v uzle s hlavným ťahovým lanom vedúcim do navijaka (l l), kto je umiestnený na kyvnom člene (8) konzoly(7) navrchu st pa (4). Vetemé turbiny axiálne oscilujú z dôvodu periodickej zmeny uhla nastavenia ich listov pri súslednom a protibežnom pohybe proti vetru. Vetemý oscilačný kolektor sníma tiež termický stúpavý prúd za bezvetria a pri vybavení aerostatmi (6). Menič energie (3) mení oscilácíe turbín vetemého kolektora (9) na rotačný pohyb a následne na elektrickú a pneumatickú energiu.Technické riešenie sa týka vetemých oscilačných kolektorov na snímanie energie vetra vo vyšších vrstvách prúdenia a v ťažko dostupných lokalitách s veľkým prierezom záchytnej plochy.Na zachytávanie veľkých prierezov vetra sa v súčasnosti využívajú naj častejšie dvoj- a trojlistové vetemé veľkopriemerové turbíny. Priemery 80 až 100 m zabezpečujú vysoký výkon jednotky, čo sa priaznivo prejavuje na výstupnom napätí a transportných parametroch výstupnej elektrickej energie, ako aj na špeciñckom výkone na jednotku pôdorysnej plochy (na lunz). Vetemé farmy s osadenými veľkými jednotkami tak dosahujú cez 10 MW na kmz plochy.Nevýhodou takýchto vyhotovení je vysoká hmotnosť základných komponentov, ako sú listy, stĺp a základy. Veľké momentové zaťaženie výškou stlpa a horizontálnou silou kladie vysoké nároky najmä pri systémoch určených do veterne výhodných lokalít, ako je hlboké more, hory, púšte.Dosiahnuť vysokú plošnosť zachytávania prierezu vetra pri zníženej hmotnosti umožňuje technické riešenie, podstatou ktorého je vetemý kolektor zostavený z množiny vetemých turbín, každá je prepojená lankom súosovo s hlavným ťahovým lanom, ktorým je vetemý kolektor upútaný na otočnej konzole v mieste navijaka. Odvíjaním sa umožňuje meniť výšku práce kolektora. Turbíny sú z vibračných rotorov, ktoré majú meniteľný uhol nastavenia listov v závislosti na axiálnom smere pohybu, takže prúdenie vzduchu spôsobuje ich axiálne oscilácie.Dĺžka lánk zodpovedá minimálne výške zadnej časti konzoly, takže sa v pokojovej polohe, keď vetemý kolektor visí, nedotýka zeme alebo vody.Na uľahčenie zdvihu zo zvislej polohy za vetra môže kolektor obsahovať sústavu aerostatov upnutých zo zadných strán turbín. Aerostaty tiež umožňujú zaujať vertikálnu polohu osi kolektora pri využívaní termických vzostupných prúdov od slnečných kolektorov alebo absorbčných vertikálnych tepelných plôch a odrazových plôch (voda, sneh, piesok).Na uľahčenie zdvihu zo zvislej polohy pri slabom vetre môže zariadenie obsahovať zdvihové dúchadlá,ktoré sú otočne prichytené k stĺpu a zosilňujú vetemý prúd na plochu vetemého kolektora. Zložka vztlakovej sily, ktorá má tangenciálny smer k otočnému bodu previsu hlavného ťažného lana, zdvíha celý vetemý kolektor do pracovnej polohy.Na umiestnenie veľkoplošných vetemých kolektorov slúžia navíjacie servomotory, ktoré skracujú lanká nad priečkami vetemého kolektora v miestach kĺbov alebo pružných spojok. Zvyšná časť pozdĺžnych profilov siete vetemého kolektora sa prehne a celý vetemý kolektor sa harrnonikovo slqáti a zmenší sa jeho visiaci rozmer.Okrem vetemého kolektora, ktorý operuje vo výške, môže konzola obsahovať prídavné oscilačné turbíny na výkyvnom uložení a profrloch. Axiálne oscilácie sa prenášajú súosovými lankami na hlavné ťahové lano a môžu samostatne generovať energiu aj v prípade odpojenia upútaného vetemého kolektora.Menič energie, ktorý zachytáva oscilácie hlavného ťahového lana alebo ťahového člena, mení lineáme kmity prenášané vratne na reťaz a na reťazové kolá viackrát uložené cez voľnobežky recipročne zaťažované dvoma protíbežnými ťahovými členmi na rotačný pohyb hriadeľa a výstupným generátorom, ktorý môže byť elektrický, hydraulický alebo kompresor.Prehľad obrázkov na výkresochNa obrázku 1 je bočný pohľad na schému zariadenia s vetemým kolektorom v pracovnej aj pokojovej polohe (dolu). Na obrázku 2 je pohľad zhora pre obidve polohy (pokojová spodná čiarkované). Príklady uskutočneniaVeternoenergetický systém vhodný pre hlbokovodné plochy obsahuje stĺp i V spodnej časti s plavákovoudutinou a závažím na rýchle vztýčenie pri montáži. Výstužné laná Q samostatne kotvené na dne mora znižujú (pri 40 ° sklone takmer úplne odstraňujú) chybové a vzperové namáhanie stlpa. Vetemý kolektor 2 je zos 10tavený zo siete tenkostenných kompozitných rúrok a vetemých turbín priemeru 3 m. Listy turbín vetemého kolektora sú analógovo ovládané kvôli zmene uhla nastavenia rozdielnym momentom sily proti vztlakovej sile. Moment je nižší V protipohybe proti vetru a väčší s kladným uhlom nastavenia pri súslednom pohybe s vetrom. V protipohybe sa turbína roztáča do vyšších otáčok pri nižšej zložke vztlakovej sily. Zotrvačná energia sa spotrebuje na vyšší uhol nábehu a vyšší ťah pri súslednom pohybe turbíny. Prebytok ťahu roztáča rotor kompresora a elektrického generátora pomocou voľnobežiek hnaných reťazovými kolami. Vratný pohyb spôsobujú vratné členy, napr. turbíny l 5 doplnkového systému na konzole 7 s ramenom § alebo turbíny l, ak je Vetemý kolektor pripnutý na spodné rameno 3. Zariadenie môže pracovať za bezvetria pri slnečnom počasí,pokiaľ sa okolie stlpa vybaví kolmými tmavými plochami. Voda, sneh alebo piesok odráža slnečné lúče do plôch. Dúchadlo Q sa nastaví na prúd kolmo hore a iniciuje termický stúpavý prúd, ktorý sa nasúva z prehriateho okolia. Vetemý kolektor sa tým prestaví do kolmej polohy svojej osi a zberá termický prúd. Číastočný vztlak pri slabej termike môžu zabezpečovať aerostaty Q, ktorých veľkosť alebo nasadenie určujú trhové pomery ohľadom príslušných komodít (hélium, dodávky dvojpoťahových aerostatov a ich kvalita ohľadom strát náplne, vývoj vztlakového telesa s medzivrstvou vzduchu pre kontaktný tlak). V čase bez vetra a slnka sa veterný kolektor preklopí zvislo nadol cez zadnú hranu konzoly 1. Navíjacie servomotory Q alebo pružnosť paralelne prichytených pružných elementov slqátia lanká na krajných a niekoľkých stredových priečkach lg v miestach ohybných spojov kompozitnej siete. Zvyšok siete sa prehne do vlnovca a skráti sa dlžka závesu. Stĺp so slabou vzperovou záťažou vyvzperený lanami 1 Q a malou potrebnou výškou znižuje náklady na jeho zhotovenie a kotvenie. Hmotnosť vetemého kolektora sa znižuje úmeme zmenšenému priemeru vetemých turbín integrovaných do rovnakej prierezovej plochy. Priemery 3 m oproti 90 m znižujú hmotnost 30-lqát. Inštalovaný výkon 10 MW jednotky sa dosiahne pri nižšej hmotnosti než konvenčné 5 MW. Výška spôsobí nárast na 30 MW/kmz.1. Vetemý oscilačný kolektor, ktorý využíva vibračné rotory s premenlivým uhlom nastavenia listov v závislosti na smere a rýchlosti prúdenia vzduchu, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že Vetemý kolektor (9) zostavený z množiny vetemých turbín, z ktorých každá je lankom súosovo spojená v uzle s hlavným ťahovým lanom, ktorým je upútaná na otočnej konzole (7) v mieste navíj aka (l l), pričom dĺžka laniek zodpovedá výške zadnej časti konzoly (7) na stĺpe (4) s meničom energie (3) v prednej časti konzoly (7), ktorý je ťahovým členom (14) spojený s navijakom (1 l) na výkyvnom uložení (8).2. Oscilačný Vetemý kolektor podľa nároku l, v y z n a č u j ú c i aerostaty (6).3. Vetemý oscilačný kolektor podľa nároku l, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že obsahuje zdvihové dúchadlá (5), ktoré sú otočne prichytené k stĺpu (4).4. Oscilačný Vetemý kolektor podľa nároku l, v y z n a č u j ú c í s a t ý m , že na lankách sú navíjacie servomotory (13) alebo pružné elementy prislúchajúce najviac každej druhej priečke (12).5. Vetemý oscilačný kolektor podľa nároku l, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že na konzole (7) sú na výkyvnom uložení (8) proñly (2) s turbínami (l) a turbínami (15) silovo prepojené s ťahovým členom (4).6. Vetemý oscilačný kolektor podľa nároku 1, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že menič energie (3) je sústava viackrát uložených voľnobežiek na jednom hriadeli s navijakmí alebo reťazovými kolesami a s generátorom výstupnej energie (elektrickej, pneumatickej alebo hydraulickej).

MPK / Značky

MPK: F03D 9/00, F03D 5/02

Značky: kolektor, veterný, oscilačný

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/4-u6985-veterny-oscilacny-kolektor.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Veterný oscilačný kolektor</a>

Podobne patenty