Multirotorový veterný kolektor

m) SK ÚŽITKOVÝ VZOR 7 3 1 O(22) Dátum podania prihlášky 16. 2. 2015 (13) Druh dokumentu Yl(32) Dátum podania prioritnej prihlášky (51) ĺľlľ C 1- (201501)(43) Dátum zverejnenia prihlášky 1. 7. 2015 F 03 D 9/00Vestník ÚPV SR č. 07/2015ÚRAD úžitkového vzoru 3. 12. 2015 PRJEMYSELNÉHO Vestník UPV SR č. 12/2015VLAS TNÍCTVA (47) Dátum zápisu a sprístupnenia SLOVENSKEJ REPUBLIKY úžitkového vzoru verejnosti 21. 10. 2015(62) Číslo pôvodnej prihlášky V prípade vylúčenej prihlášky(67) Číslo pôvodnej patentovej prihlášky v prípade odbočenia(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT(96) Číslo podania európskej pátentovej prihlášky(73) Majiteľ MAGIC TRADING CORPORATION, a.s., Liptovský Mikuláš, SK(54) Názov Multirotorový Veterný kolektorVeterný kolektor umožňuje snímanie, prenos a multiplikáciu otáčok generátora elektrickej energie pre veternoenergetické systémy s multirotorovým vetemým kolektorom a veternými turbínami (4) na báze vibračných rotorov. Pod každou veternou turbínou (4) je prevodník (7), ktorý prenáša vertikálne kmity osí veterných turbín (4) do recipročného distribútora kmitov (5). Z predného prevodníka (7) sú kmity prenášané dvojicou ťahadiel (8) cez kríž (10) do kľ ky (ll) s generátororn (12), ktorý je umiestnený nad otočným uložením (13) v spodnej časti otočného stlpa. Systém umožňuje multiplikáciu otáčok, bezmomentové narnáhánie základu (14) a stlpa.Technické riešenie sa týka multirotorového veterného kolektora a jeho systému prenosu a mechanického prevodu energie kmitov.Súčasné veternoenergetické systémy V prevažnej miere používajú dvoj- a trojlistové veterné turbíny zavesené na primeraných stĺpoch monolitného alebo priečinkového prierezu. Rotačná energia je sprevodovaná do rýchla a V alternátoroch prernieňaná na elektrickú energiu. Pri veľkopriemerových a mnohopólových alternátoroch sú otáčky na priamo alebo len mierne urýchľované. Jednotkové výkony takýchto vyhotovení sa postupne zvyšujú zväčšovaním rozmerov všetkých komponentov pri uplatňovaní kvalitnej ších materiálov odolnejších najmä na ohybové namáhanie a počet pracovných cyklov. Nominálny výkon je závislý aj od veterných podmienok a v súčasnosti sa tak uplatňujú výkony 3 až 5 MW na jednotku. Ďalšie zvyšovanie výkonu vyžaduje nárast materiálových nákladov alebo nové konštrukčné riešenia nárast ekonomickej efektivity. Uplatnenie veľkých jednotiek v hlbokom mori odkrýva významný nárast nových kapacít a výborných veterných podmienok aj za cenu nárastu špecifickej ceny za 1 MW inštalovaného výkonu. Ďalší rozvoj veternej energetiky je spätý s odľahlými lokalitami a hlbokými moriami, takže materiálový a konštrukčný pokrok v systémoch pre energetiku musí byť smerovaný k znižovaniu hmotnosti a nákladovosti všetkých komponentov známych technických riešení alebo nových principiálnych konštrukčných vyhotovení.Možnosť významného redukovania špecifickej hmotnosti veternoenergetických systémov umožňuje riešenie, podstatou ktorého je prevod energie kmitov z multirotorového veterného kolektora, ktorého turbíny sú na báze vibračných rotorov v blokoch po aspoň štyroch v jednom bloku. Pod každou veternou turbínou je prevodník trojuholníkového tvaru, ktorého odvesna je paralelná s pákou kývne prichytenou v spoločnom stlpiku. Osi turbín sú prichytené v dvoch bodoch, a to na konci odvesny prevodníka a na konci ramena, takže ich kyvné kmity udržujú osi turbín bez uhlového výkyvu pri vertikálnych kmitoch. Prietok vzduchu cez veterné turbíny na báze vibračných rotorov dodáva energiu axiálnym kmitom vzhľadom na vyššie uhly nábehu listov veterných turbín pri zdvihu než pri príťahu ich osí. Prepona aspoň jedného prevodníka zo štvorice v jednom bloku je spojená dvojicou ťahadiel (lán) s krížom umiestneným v spodnej časti otočného stlpa. Kolmo na spojnicu ťahadiel je kolmé rameno pripojené ojnicou na kľuku alebo na jej príslušnú časť, pokiaľ je viackrát lomená. Na konci kľuky je generátor elektrickej energie na priamo alebo cez prevod uložený v otočnom uložení v spodnej časti stĺpa. Kolmé rameno zdvojnásobuje počet otáčok kľuky proti kmitom dvojice ťahadiel, pričom kmity sú násobné k otáčkam veterných turbín. Vyššie otáčky integrovaných veterných turbín, násobné kmity a kolmé rameno uskutočňujú dostatočné otáčky kľuky bez potreby prevodovky. Systém stojí na ľahkom základe vzhľadom k výslednici odporových síl. Všetky prevodníky jedného štvorturbínového bloku sú spojené ťahadlami vo forme profilov alebo dvojíc vratných lán s recipročným distribútorom kmitov s pôdorysným tvarom kosoštvorca, takže jeho pulzovaním vždy náprotivné veterné turbíny proti dvojici priečne umiestnených turbín vibrujú v protifáze.Aspoň jeden blok štyroch turbín tvorí spolu s indukčnými lamelami vztlakovú plochu pričom odpor indukčných lamiel usmerňuje prúdenie vzduchu viac do smeru osí veterných turbín a súčasne vztlak indukčných lamiel zvyšuje silový moment proti odporu vzduchu v smere proti vetru. Spoločná vztlaková plocha je zavesená pozdĺžnym ramenom na vodorovnom ramene otočného stĺpa a vystužená lanami v zadnej časti. Laná sú v spodnej časti prichytené tak, aby umožnili zníženie uhla nábehu vztlakovej ploche pri silnom vetre ich vertikálnym povolením (na páke, v navij aku a pod.).Prehľad obrázkov na výkresoch Na výkrese je bočný profil znázornenia prevodu energie kmitov z multirotorového veterného kolektora avektor výslednice vztlakových a odporových síl smerujúci cez základ veternoenergetickej jednotky bez momentového ramena.Technické riešenie uplatnené V multirotorovom veternoenergetickom systéme pre mobilné zariadenia. Nízka hmotnosť a prenosnosť systému sú atribúty, ktoré spĺňa zariadenie, ktoré pozostáva zo základu E,ktorý možno upevniť priamo k mobilnému zariadeniu, bunke alebo vozidlu. Súčasťou základu je otočné uloženie Q, do ktorého je vsadený otočný stĺp, V spodnej časti ktorého sa nachádza generátor Q s kľukou a krížom Q. Na vrchu otočného stlpa je vodorovné rameno, na ktorom je klbovo zavesené pozdĺžne rameno Q(alebo pozdĺžne ramená E) na rozpätí priečneho profilu, na ktorom je rozmiestnený blok aspoň štyroch veterných turbín 4 na osiach 1 prichytených v ramenách z na stĺpiku â paralelných s odvesnou prevodníka Z. Prevodníky Z každej veternej turbíny 4 sú ťahadlami Q spojené s distribútorom kmitov 5, ktorý má v pôdoryse tvar kosoštvorca a v závislosti od kmitov mení svoje uhly. Prepona prevodníka Z, ktorý je na prednej veternej turbíne 4, je prepojená dvojicou ťahadiel 3 (lán) s krížom m. Zadná časť bloku veterných turbín 4 je vystužená lanom 2. V tejto časti sú umiestnené lamely Q.Prietokom vzduchu cez veterné turbíny 4 vzniká axiálne kmitanie veterných turbín 4 a ich listov. Pri výkmite nadol je menší vztlak, ale vyššia zložka síl do rotácie, pri výkmite nahor je vztlak vyšší kolmý, takmer bez zložky odporu listov. Uhly sú nastavené a periodicky zmieňané dorazmi, stabilizátorom a pružením. Prúd vzduchu usmerňujú indukčné lamely Q, ktoré súčasne svojím vztlakom vytvárajú protimoment síl pôsobiacich na stlp a základ H. Dvojica ťahadiel § prenáša energiu kmitov všetkých veterných turbín 4 do päty stlpa a cez kríž m na kľuku Q a generátor Q.Prenosnosť je daná znížením momentových zaťažení listov veterných turbín ich malým priemerom, momentového zaťaženia stlpu smerovaním síl do základu a absenciou prevodovky, resp. mnohopólového generátora.Váha veterného kolektoraje nižšia úmerne priemeru turbínovej jednotky 5- až ZO-krát.Váha stlpa úmerne ramenu sily a vzperu asi 10-krát.Váha generátora pre vysoké otáčky na priamo 2- až 4-krát.Otáčky kľuky sú multiplikované integráciou malých priemerov do veterného kolektora vyšším rezonančným kmitočtom, než sú otáčky veterných turbín a krížom m, ktorý zdvojnásobuje otáčky kľuky proti výkyvom kríža m a prevodníka Z.Prídavné konštrukcie a uvedené redukcie umožňujú redukciu hmotnosti celkového systému 3- až 10-lcrát,podľa prírodných podmienok a priorít.Iné využitie technického riešenia je v princípe všade, kde sa vyžaduje nízka hmotnosť, ľahká prenosnosť,ľahké kotvenie. Osobitne vhodné je umiestnenie na plavákoch v hlbokej vode. Bezmomentové zaťaženie len posuvovou silou v základe vyžaduje jednoduché kotvenie plaváka a prijateľný výtlak pre stabilitu a hmotnosť.l. Multirotorový veterný kolektor je zostavený z blokov veterných turbín po aspoň štyroch turbínach na báze vibračných rotorov v jednom bloku, V y z n a č uj ú c i s a t ý m , že pod každou turbínou je prevodník (7) trojuholníkového tvaru, ktorého odvesna je paralelná s pákou (2) kývne prichytenou v spoločnom stĺpiku (3) pričom os turbín (4) je prichytená na konci odvesny prevodníka (7) a páky (2), prepona z aspoňjedného prevodníka (7) je spojená dvojicou ťahadiel (8) s krížom (10), ktorého kolmé rameno je kývne na ojnici kľuky (11) aspoň raz lomenej a spojenej s generátorom (12) priamo alebo cez prevod, ktorý je prichytený v spodnej otočnej časti stlpa v otočnom uložení (13) nad základom (14), pričom všetky prevodníky(7) jedného aspoň štvorturbínového bloku sú spojené ťahadlami (16) s recipročným distribútorom kmitov (5) v tvare pôdorysu kosoštvorca.2. Multirotorový veterný kolektor podľa nároku l, V y z n a č u j ú c i s a t ý m , že aspoň jeden blok turbín (4) tvorí spolu s indukčnými lamelami (6) vztlakovú plochu spoločne zavesenú pozdlžnym ramenom (15) na nosnom prvku (otočnom stlpe, aerostate) a vystuženú lanami (9), ktoré v zadnej časti vztlakovej plochy majú spodné upevnenie na vertikálne voľnom príchyte.