1598005345-121ff4a19eb2c194dd91d68eee15ed06 (Изобретателю о ветродвигателях и ветроустановках. Я.И. Шефтер, И.В. Рождественский, 1957u), страница 6

Схема агрегата, представленная на рисунке 2б, довольно проста; одно ветроколесо жестко связано с ротором 1, а другое — со статором 2, который также может вращаться в подшипниках 3, соосных с подшипниками 4 ротора. Если одно ветроколесо вращается по часовой стрелке со скоростью, например, 500 оборотов в минуту, а второе ветроколесо вращается в обратную сторону с той же скоростью, то относительно друг друга они вращаются со скоростью 1000 оборотов,в минуту.

Следовательно, при меньших скоростях ветра и меньшей быстроходности ветроколес можно добиться необходимой скорости вращения ротора относительно статора и получить электрический ток заданных частоты и напряжения. Правда, установка двух ветроколес приводит к некоторому усложнению агрегата. 3!, у гсубрхр 3. 721 Выше указывалось, что мощность, развиваемая ветродвигателем, зависит от аэродинамических качеств, диаметра ветроколеса и скорости набегающего потока. Увеличение диаметра ветроколеса приводит к значительному возрастанию его веса и вызывает усложнение его конструкции. Возможности значительного улучшения аэродинамических качеств крыльев весьма ограничены.

Как мы видели, установка раструбов пе- Ветролвнгатель с аэродинамической ред ветроколесами с целью увеличения ско- А. Г. Уйямкева переааеей рости потока не является эффективным средством для увеличения мощности двигателей. Нехороши и высокие трубы с помещенными в ннх ветроколесами. А что, если само ветроколесо начать перемещать с большой скоростью так, чтобы относительные скорости взаимного переме- щения потока и ветрог з колеса были большими? Одно из таких предложений, принаду~ ел лежащее известному ~~, 6 курскому изобретателю ! !' ~ "~~1 А. Г.

Уфимцеву, изображено на рисунке 27. Такой ветродвигатель получил название 4~ «Ветродвигатель с аэ- .- 4 родинамической передачей». Устройство ветродвигателя прог стое. На концах крыльев быстроходного ветроколеса 1 укрепляются небольшие ветроколеса 2, соединенные с генераторами 3, установленными там же, на концах лопастей. При наличии ветра Рис. 27.

Схема нетраднигателя с аэрадинамн- ВЕТРОКОЛЕСО 1 НаЧИНаЕт ческай передачей, предложенная вращаться. Вместе с А, Г. Уфимдевым: ним, в плоскости его ! — ветроколеса, У вЂ” небольшие вегроколесв, б — генераторы. вращения, начинают перемещаться и . ветроколеса 2 со скоростью, равной окружной скорости конца лопасти. Ветроколеса 2 начнут вращаться относительно своих осей, и так как окружная скорость концов лопастей ветроколеса 1 достаточно велика, то удается благодаря небольшому диамет- 32 ру ветроколес 2 получить большое число оборотов, нужное для выработки электроэнергии генератором. Мощность же агрегата получается примерно такой же, как и ' при обычной схеме ветродвигателя, так как уменьшение диаметра ветроколес компенсируется увеличением относительной скорости потока.

Такой ветроэлектрический агрегат получается более легким, громоздкие зубчатые передачи становятся ненужными. Конечно, такие ветродвигателя имеют и свои недостатки; требуются более прочные ветроколеса, генераторы должны быть рассчитаны с учетом значительных центробежных сил. Кроме того, некоторые трудности возникают в связи с необходимостью передачи мощности от электрических генераторов с помощью быстровращающихся токосъемных устройств. Такие ветроэлектрические агрегаты в опытной эксплуатации еще не проверены. Изобретатели А. Н.

Конов и А. И. Та- раканов (авторская заявка № 12137), А. И. Конева (Авторскаэ заявка ПрЕДЛатаЮТ ДЛЯ ВЕТРОНаСОСНЫХ УСТанОВОК уй !огай! другой принципиально возможный принцип использования энергии ветра для получения механической работы применение обычного крыла. Этот же принцип использует и А. Н. Конов в своем ветродвигателе с качающимся хвостом (крылом), схема которого приведена на рисунке 28. й Рис. 28. Ветродвигателе с качающимся хвостом (крылам). А. Н. Кажуаа:.

Ф вЂ” общий внл, Б — схеыа еерелачв,  — схема устройстве нногояруснаго крыла (хвастая ! — коромысла, а — наворотная головка, б — башня, е — врмло. б — лонжерон, б — ветроколесо, г — уравновешнвашщнй груз,  — опоры. р — штанга йасоса, зе — амортизирующее увары, Ы вЂ” стабилизатор. Ветродвигатель состоит из разноплечного, качающегося в вертикальной плоскости на оси в точке «К» коромысла (рычага) 1, смонтированного на поворотной головке 2 и башне 3. На длинном плече коромысла укреплено крыло 4, аналогичное крылу самолета, с лонжероном 5, шарнирно укрепленным в точке «С». Крыло управляется крыльчатым вегроколесом б, установленным на коротком плече коромысла. Вращательное движение ветроколеса преобразовывается при помощи системы шестерен, тяг и валов в возвратно-поступательное движение лонжерона.

Короткое плечо коромысла уравновешено грузом 7 и при помощи свободно поворачивающихся передаточных рычагов и опоры 8, укрепленной на поворотной головке, соединено со штангой 9 насоса. Амплитуда качания коромысла в вертикальной плоскости ограничивается хорошо амортизирующими упорами 10. Нижний предел отклонения коромысла определяется необходимым ходом штанги насоса, а верхний соответствует горизонтальному положению коромысла.

Установка крыла на ветер осуществляется стабилизатором 11, укрепленным на крыле. Возвратно-поступательное движение коромысла и штанги насоса обеспечивается за счет использования подъемной силы крыла, обтекаемого ветром, и регулирования ее величины лонжероном. Усилие, которое можно получить на штанге насоса, при прочих равных условиях определяется соотношением плеч коромыслов, размерами площади крыла я лонжерона.

Размер крыльчатого ветроколеса определяется из расчета усилия, необходимого для управления лонжероном заданного размера. Использовать такой ветродвигатель на практике нецелесообразно, в первую очередь из-за необходимости установки больших поверхностей. Так, например, даже при сравнительно большом отношении плеч (1: 4) для поднятия воды насосом НП-95 (диаметр поршня 95 мм) при напоре 30 м потребуется крыло площадью более 50 м' при условии начала работы двигателя прн скоростях ветра 4 м в секунду и выше. При этом еще не учтен вес самой лопасти, который должен преодолеваться подъемной силой при ходе лопасти вверх (правда, при ходе вниз вес лопасти оказывается полезным). С учетом этого веса, т. е.

считая, что лопасть должна преодолевать только свой собственный вес, скорость ветра, прн которой двигатель сможет начинать работу, возрастет до 7 — 8 м в секунду, что неприемлемо для потребителя. А. Н. Конов так же, как и ряд других изобретателей, допускает принципиальную ошибку, полагая, что изменением соотношения плеч илн изменением передаточных отношений можно добиться увеличения мощности. На самом деле в предложении Конова, например, при изменении длины рычагов и неизменных площади крыла и скорости ветра мощность не изменится.

Может увеличиться ход штан- ЗЧ ги, но тогда уменьшится усилие или, наоборот, при необходимости увеличить усилие на штанге насоса придется уменьшить ход.. Кроме того, нельзя забывать, что ветрокачалка при возвратно-поступательном движении на незначительной части окружности использует относительно малый объем воздушного потока. Если крыло 4 качалки поставить так, чтобы оно могло двигаться по окружности в вертикальной плоскости, перпендикулярной потоку, т. е. так же, как лопасть ветроколеса, то это крмло могло бы охватить воздушный поток значительно большего сечения. Следовательно, и мощность, развиваемая таким крылом,также была бы больше во много раз по сравнению с мощностью, развиваемой крылом ветрокачалкн.

Вообще наилучшее использование поверхностей, преобразующих энергию ветра в механическую работу, достигается в том' случае, когда они располагаются по радиусам ветроколеса и охватывают максимальную площадь потока. Многоветряковые и высотные ветродвигателя Следует коротко отметить еще две группы часто встречающихся предложений, которые, будучи принципиально верными, не являются в настоящее время актуальными, Первая группа предложений касается различных вариантов многоветряковых и так называемых рамных ветродвигателей и преимущественно ветроэлектрических станций.