1598005345-121ff4a19eb2c194dd91d68eee15ed06 (Изобретателю о ветродвигателях и ветроустановках. Я.И. Шефтер, И.В. Рождественский, 1957u), страница 3

8. Карусельный ветродаигатель с изогнутыми лопастями. Рис. 7. Ветродвигвтель барабан- ного типа. П. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ВЕТРОПРИЕМНЫМ УСТРОЙСТВАМ Основной частью любого ветряного двигателя является устройство, непосредственно подверженное действию воздушного потока и преобразующее кинетическую энергию последнегов механическую работу.

Эти устройства получили название ветропрнемных. У крыльчатых ветродвигателей ветроприемным устройством является ветроколесо. Неслучайно поэтому большое количество предложений в той кли иной степени касается конструкций ветроприемных устройст . в. оследние, в свою очередь, в большинстве, случаев предопределяют и конструкцию всего ветродвигателя. 14 Рис. 9.

Один из конструктивных вариантов карусельного ветро- двигателя 1 — вертикальная ось. и — горииоиталь- иые «парии, 3 — лопасти. В главе 1 кратко упоминалось о недо- Барвбвиные статках барабанных и карусельных ветра- и карусельные ветролвнгетсли двигателей. В значительной степени их не- достатки являются следствием того, что у этих двигателей одновременно работают не все лопасти, а только часть их. Другая часть лопастей не только не участвует в создании вращающего момента, а в ряде случаев оказывает даже подтормаживающее действие вращению ротора или лопастей.

Поскольку барабанные и карусельные ветродвигатели работают за счет возникновения сил давления ветра на поверхность движущихся по направлению потока лопастей, то нетрудно доказать, что максимальный коэффициент использования энергии ветра для таких двигателей не можег быть больше 0,192 (лиг. 1)1 А это в три раза меньше, чем г максимальный коэффициент использования энергии ветра у идеального крыльчатого ветродвига- с теля. Другими словами, если лучшнй (идеальный) барабанный или карусельный ветродвигатель может полезно использовать лишь около 20% энергии набегающего воздушного потока, то у лучшего крыльчатого ветродвигателя эта цифра поднимается примерно до 60%'.-В реальных же условиях, в связи с наличием потерь, в первом случае мы можем получить 1 не выше 15%', а во втором — до 45 — 48%. Уже из этого видно, что работать в направлении создания конструкций и использования карусельных или барабанных ветродвигателей нецелесообразно.

Тем не менее большое количество предложений касается различного рода усовершенствований конструкций этих двигателей. Среди этих предложений есть такие, которые несколько улучшают конструкцию, не меняя однако существа дела. Многие авторы предлагают, к сожалению, совершенно неработоспособные конструкции. То, что многие изобретатели предлагают именно карусельные или барабанные ветродвигатели можно объяснить в первую очередь тем, что принцип работы этих ветродвигателей очень прост и понятен изобретателю. На рисунке 9 представлена модель одного из вариантов карусельного ветродвигателя.

Подобные конструкции предлагаются весьма часто. Парусный ветролвигатель Ю. А. Мор«исаича (Авторе««а ааав«а М й%3) На рисунке 1! показана модель ветродвигателя, предложенного изобретателем Ю. А, Моралевичем. Шесть лопастей 1 этого ветродвигателя выполнены в виде. парусов трехугольной формы. Три паруса поставлены вершинами вверх и три — вниз. йб Ветродвигатель имеет вертикальную ось вращения 1, к которой на горизонтальных планках 2 крепится 12 лопастей 3. Каждая из этих лопастей может поворачиваться относительно своей вертикальной оси так, что при движении лопасти по потоку она оказывает сопротивление всей своей поверхностью, а при дни>кении навстречу потоку поворачивается так, что все время оказывается поставленной ребром к потоку, вследствие чего сопротивление этих лопастей движению всей системы оказывается минимальным. Конструкция этого двигателя подкупает своей простотой.

Тем не менее применение таких двигателей оказывается, как правило, невыгодным из-за их громоздкости, низкого 1 и очень малой быстроходности. А. В. Громов и Д. Д. Пальников в 1952 Карусельный году предложили несколько видоизмененветроивигатеаь А. В. Громова НЫй КаруСЕЛЬНЫИ дВИГатЕЛЬ. У ЭТОГО дВИГа. "(А",' Д;„,а",".",","„;" тЕЛЯ ОСЬ ВРаШЕНИЯ ВЕтРОКОЛЕСа таКжЕ ВЕР- и й(йв) тикальная, но оси поворота лопастей горизонтальные.

На рисунке 10 приведена схема этого ветродвигателя. В конструкции предусмотрен автоматический поворот лопастей на угол 90' и, кроме того, имеются щитки, прикрывающие лопасти. С их помощью должно осуществляться регулирование числа оборотов при изменении скорости ветра. По этой схеме ветродвигатель получается довольно сложным, а вес его на единицу развиваемой мощности ) намного больше, чем . у обычных крыльчатых. 4 Кроме того, эти ветродвигатели имеют весьма низкую.быстроходность, что оглвнгатсли А.

в, Громова н д. д. Пвл)„раничивает область их приннкова, менения. Стремясь облегчить ветродвигатели барабанного или карусельного типов, отдельные авторы предлагают использовать вместо лопастей различные парусные устройства. анчивается коленчагорнзонтального на- Нижняя часть вертикального вала 2 зак тым валом 3, к которому крепится штанга ,соса 4. Концы парусов с помощью пружвн или резиновых амортизаторов 5 прикрепляются к стойкам. При увеличении скоости ветра и нагрузит( авление на парус возастает, вследствие чего ружины или резина расягиваются, что уменьшает площадь паруса, одверженную действию етра; подъемная сила иа арусе становится менье, вследствие чего уменьпается и мощность, разваемая ветродвигатем. Вес такого двигателя еныпе, чем ранее спинных, однако и он не ожет Убыть рекомендон к использованию, так к не имеет надежных гулирующих устройств механизма пуска и ановки двигателя.

Р д Р п Рис. 11. Парусный ветроавигатель Ю. А. Моррлсвийй: ( — лоиасгн (аарусвн у — верта«аеьиый вал. « — «олеичатый вал, « — насос, « — аруыиим или резиновые вмортиааторы. Другой разновидностью парусных дви- В. А. Шутеева ГатЕЛЕй ЯВЛЯЕГСЯ ВЕтРОДВИГатЕЛЬ ПРЕДЛО женный Н. А. Шутеевым. Схематически этот игатель изображен на рисунке 12. ' Устройство его относительно несложное: на жесткой раме 1 родвигателя укреплены два опорных колеса 2 с натянутой на цепью Галля 3. К последней на шарнирах прикрепляются полненные в виде парусов лопасти 4, которые могут поворачиться относительно горизонтальных осей 5.

От каждой лопасти цепи Галля идут стопорные растяжки б, которые устанавливалопасти на нужный угол при движении их по потоку или при женин лопастей навстречу потоку, притягивают их к поверхти цепи так, чтобы они не оказывали сопротивления движе- Все это устройство укреплено на раме так, что с помощью са 7 можно на поворотной оси 8 регулировать наклон рамы и самым менять при данной скорости ветра мощность, разви- 17 Роторные ветродвигателн Рис.

14. Как работает роторный ветрадвигатель. Рис. 13. Ротор павоннуса. ваемую ветродвигателем. Для установки ветродвигателя на ветер его стойка 9 имеет колеса, движущиеся по круговым рельсам 10. В передней части рамы предусмотрена установка защит. ного кожуха П, служащего для уменьшения ударного воздействия потока на лопасти в момент их открытия. Рис. 12. Ларусный ветродвигатель Н. А. Шутеева; т — Рама, у — опорные колесе, а — цель, е — лопасти 1ппрусп1, у — осн, Н вЂ” стопорные рксгежкн, 7 — трос, а — поеоротнвн ось, у — стайка. !р — круговые рельсы, П вЂ” вептнтный кожух.

Недостатки этого ветродвигателя очевидны: сложность, гро. моздкость, малый к. и, до а также необходимость ручной регулировки наклона рамы и установки на ветер. Ряд изобретателей вместо плоских лопастей илн же выполненных в виде паруса предлагают вращающуюся ветроприемную часть двигателя (ротор) выполнять в виде различных криволинейных поверхностей. Такие двигателя называются роторными. Один из них (ротор Савониуса) с криволинейными поверхностями, выполненными з виде полуцилиндров, изображен на рисунке 13. Принцип работы роторного ветродвигателя показан на рису>,- ке 14. Протекание потока через ометаемую ветроколесом поверхность у этого двигателя происходит иначе, чем у карусельного. В случае роторного двигателя ветроколесо (ротор) создает менший подпор воздушному потоку, чем у карусельных ветродвиг'ь телей, поэтому коэффициент использования энергии ветра у н„х примерно в 1,5 раза выше, чем у карусельных. Это происхожу оттого, что воздуупный поток, скользя по выпуклой поверх~уг- 18 сти «а» (рис.

14), действует полной силой на изогнутую поверх.- ность «в», огибает ее и создает дополнительную силу и момент. вращающие ротор. Однако и эти двигатели не могут конкурировать с кръ1льчатыми, так как при одинаковых ометаемых поверхностях имеют в два раза меньшую мощность, в 15 — 20 раз тяжелее, в несколько раз менее быстроходны. Роторные ветродвигатели с вращающимися цилиндрами Если поместить в потоке воздуха вращающийся относительно своей оси цилиндр (рис. 15-а), образующие которого перпендикулярны направлению потока, то ближайшие к стенкам цилиндра частицы будут увлекаться им.