1598005345-121ff4a19eb2c194dd91d68eee15ed06 (Изобретателю о ветродвигателях и ветроустановках. Я.И. Шефтер, И.В. Рождественский, 1957u), страница 10

4Ь Ветродвигателе ТВ-а: т — аетроколесо, У вЂ” большая воаятесвая шестерка, б — ось. б — малая коявческая шестерка, б — вертвкальвыя вал, б — «улачкоаая муята, у — «вмкяв редуктор. )2 Мощность, развиваемая ветроколесом, передается различным рабочим машинам: насосам, жерновам, силосорезкам, электрическим генераторам и т. д. Для того чтобы передать вращение от ветроколеса этим машинам, используются различные механические устройства: редукторы с зубчатыми колесами, ременные и фрикционные передачи, кривошипные механизмы и пр.

Выбор этих устройств диктуется числами оборотов рабочих машин и ветроколеса, расположением машин относительно ветроколеса, кинематической схемой машины, присоединяемой к ° ветродвигателю, а также схемой самого ветродвигателя. Принципиально отличным от механического способа передачи энергии от ветроколеса рабочим машинам является принцип аэродинамической„пневматической н гидравлической связи. В следующем разделе конструктивное оформление этих принципов описано в применении к ветронасосным установкам.

Здесь же мы остановимся на одной из групп передач, в которых предлагается использование пневматической связи для приведения во вращение рабочей машины. вращение. Вал 2 турбины связан с валом генератора!, который вырабатывает электрическую энергию. В этом предложении не решены многие вопросы: регулирование двигателя, защита ветроколеса от перегрузок, установка на ветер и др. Рис.

43, Головка ветродвигателя Е. Н. Машииского и А. П. Немудрого: 7 — сепаратор, 7 — вал, Б, 70 — опары, б — муфта, Б — опоры раструба, б — стакана, 7 — направлкюына аппарат, б — турбааа, 9 — раструб, 77 — ветроколесо Применение подобной воздушной связи между ветроколесом и генератором может дать некоторые преимущества (значительная гибкость передачи, меньший вес установки). Однако оиа имеет и ряд недостатков, к числу которых в первую очередь следует отнести ббльшую сложность ее и значительные потери. По подсчетам профессора Г. Х. Сабинина, общий к.

п. д. такой установки должен быть ниже, чем к. п. д. установки с механической связью. В предложении Машинского и Немудрого, кроме недостатков, присущих вообще подобным установкам, имеется и еще один недостаток: авторы, предлагая в первом варианте сделать щели по всей длине лопасти, ухудшают к. и, д. установки как за счет возможного снижения аэродинамических качеств крыла, так и за счет того, что в отверстия, находящиеся близко от втулки, воздух будет даже подсасываться, ибо на периферии разрежение значительно больше, чем в области, прилегающей к втулке. 54 Ветроолектрпческаа установка снесены анлро с вневматвчеспоа свваыо На рисунках 44 н 45 приведены общий вид и схема зарубежной установки системы французского инженера Андро. Мощность ее 100 квт при скорости ветра около 13,3 м в секунду.

Лопасти ветроколеса 1 этой установки выполнены полыми. По мере того как сила ветра заставляет вегроколесо вращаться, воздух, вследствие возникновения центробежных сил, начинает выходить через отверстие на конце лопасти. В результате воздух протягивается через воздушную турбину 2, находящуюся в нижней части башни Гф далее движется по башне вверх и через втулку пропеллера направляется к концам лопасти. Турбина приводит во вращение синхронный генератор 3, также помещающийся в основании башни вместе с механизмами управления 4, как показано на рисунке 45. Основная трудность при использовании энергии ветра заключается в том, что она постоянно изменяется. Если бы ветроколесо и генератор были связаны механически, то в эту связь необхо- ! димо было бы включать специальную муф- ":.-а .

ту, способную ограничивать величину посто- Рис. 44. нетроустаиовка с пиевмгтическоа янно изменяющЕгося явью между ветроколссом и геиератарост вращающегося момента, передаваемого генератору. Это привело бы к увеличению веса и стоимости, а также значительно усложнило бы установку. Принцип, принятый в описываемой установке, означает, что связь между ветроколесом и турбиной осуществляется с помощью 55 столба воздуха, который придает установке необходимую гибкость. В этом случае приводные валы, муфты, рычаги управления не требуются.

Расчетная скорость ветра принята, равной 13,3 м в секунду, расчетная скорость вращения ветроколеса — 100 оборотов в минуту. При такой у дооогага н скорости через турбину проходит около 2,75 м' воздуха в секундуу. Если скорость вет! ра становится больше 13,3 м в секунду, то угол заклинения лопастей автоматически изменяется жь так, что скорость вращения ветроколе- 6 са, а следовательно, и объем воздуха, Рис. 45. Разрез вегроэлектрической уста- НРоходищнй через нонки мощностью 1ОО киловатт; единицу времени, т — еегроколосо, т — странна, 3 — генератор. ОСтаЮтСН ПОСтояННЫ- à — механизмы уарааланая,  — головка,  — башня. У вЂ” указатель навравланнк выра.

Мн. ЕСЛИ СКОРОССЬ ветра падает ниже 13,3 м в секунду, то лопасти сохраняют постоянный угол заклинения. Синхронная скорость вращения турбины поддерживается с помощью генератора, параллельно работающего с сетью, но развиваемая на выходе мощность падает. При скоростях ветра от !3,3 до 29 м в секунду выходная мощность поддерживается постоянной и равной 100 квт. При дальнейшем увеличении скорости ветра лопасти поворачиваются ребром к потоку, и аетроколесо останавливается. Основание башни представляет собой усиленную железобетонную конструкцию с 12 анкерами, расположенными по окружности, диаметр которой несколько более 29 м. На этом основании покоится 30,5-метровая башня из прочных стальных плит, уменьшающаяся в диаметре от 2,75 м у основания до 1,07 м в части, расположенной непосредственно над растяжками.

Диаметр окружности, ометаемой ветроколесом, равен 24,4 м, вес каждой лопасти — 725 кг. Башня поддерживается оцинкованными стальными тросами- растяжками, равномерно расположенными и наклонными под углом 50' к горизонту. Общий вес ветроустановки 50 т. Головка вет- 66 родвигателя расположена в верхней части башни на опорах (рис. 45) и может вращаться относительно вертикального штыря.

На рисунке 45 виден также указатель направления ветра 7, служаший для регулирования углового положения головки б при установке ветроколеса на ветер. Привод поворота, управляемый указателем направления, расположен у основания головки и поворачивает ее так, чтобы плоскость врашения ветроколеса всегда была перпендикулярной направлению ветрового потока. Основной каркас герметически закрыт. Насос маслосборника, соде жащего масло, смазывает опорный подшипник. К риводнмый с помощью зубчатой передачи вертикальный штырь служит одновременно быстродействующим регулятором, который, регулируя клапаны, подводит масло к гидравлическим двигателям, изменяюшим угол установки лопастей.

При изменении скорости ветра, а следовательно, и числа обо. ротов двигатели изменяют угол установки лопастей для того, чтобы восстановить скорость вращения главного вала до 100 оборотов в минуту. Эти двигатели в случае необходимости могут быть использованы для изменения угла поворота лопастей со скоростью до 20' в секунду.

Так как в пределах диапазона рабочих скоростей ветра уста- ковки угол должен изменяться всего лишь на 15', то процесс регулирования скорости вращения вала может длиться лишь доли секунды. При очень большой скорости ветра аварийные регулирующие устройства поворачивают лопасти ребром к потоку и при максимальной скорости больше 29 м в секунду ветроколесо останавливается. Эти аварийные устройства состоят нз клапанов, приводимых в действие электричеством, которые открывают масляный резервуар, где поддерживается давление 24,5 атмосферы, и направляют масло к двигателям, поворачивающим лопасть. Далее эти двигатели устанавливают лопасти ребром к потоку так, что последние располагаются в одной плоскости с осью главного вала. Лопасти закреплены на конических опорных поверхностях так, что принимают положение равновесия, когда на них действуют центробежные силы и лобовое давление.