дородном) двигателе 5. Двигатель вращает генератор переменного тока, несущий нагрузку. При такой работе ветроустановки мы имеем емкостное аккумулирование энергии ветра. Чтобы обеспечить потребителей бесперебойной подачей энергии, мощность потребителей ВЭС должна быть в 4—5 раз меньше расчетной мощности ВЭС.

Опыты показывают, что все элементы установки с водородным аккумулированием работают устойчиво, однако суммарный к. п. д. установки не превышает 5—6%.

Другим недостатком является и то, что установка сложна и взрывоопасна и вряд ли может быть рекомендована для применения в сельском хозяйстве на ближайшее время, потому что потребует не только создания специальных помещений, но и наличия высококвалифицированного обслуживающего персонала.

Заканчивая описание аккумулирующих устройств для ветроустановок, нельзя не сказать и об электрохимических аккумуляторах.

Электрохимические аккумуляторы, хотя и обладают достаточно высоким к. п. д., все же нашли применение только в малых ветроэлектрических агрегатах. Причина этого — высокая их стоимость и дефицитность, вследствие затраты большого количества цветных металлов (например, свинца), большой вес, необходимость высококвалифицированного обслуживания.

Большим неудобством является и то, что аккумулировать можно только энергию постоянного тока.

Из сказанного выше видно, что практически вопрос аккумулирования энергии ветра решен лишь частично в части буферного аккумулирования и совершенно не решен в части емкостного (многодневного и многочасового) аккумулирования энергии ветра. Здесь предоставлено широкое поле для деятельности изобретателей, задача которых состоит в отыскании простейших, дешевых и надежных методов аккумулирования энергии ветра.

VIII. ПРЕДЛОЖЕНИЯ liO ВЕТРЯНЫМ МЕЛЬНИЦАМ

Рационализаторская и изобретательская мысль сельских механиков издавна была направлена на создание ветродвигателей, в первую очередь ветряных мельниц, и на обеспечение их эффективной работы.

Даже в настоящее время, наряду с металлическими ветродвигателями заводского производства, находят широкое применение деревянные и дерево-металлические ветродвигатели, которые изготовляются сельскими механиками-умельцами и изобретателями. В своей работе сельские изобретатели используют как имеющийся в литературе материал, так и опыт работы ряда организаций по улучшению деревянных мельниц.

В ряде конструкций удачно используются выбракованные детали тракторов и сельскохозяйственных машин. .138

Ветряная мельница В. т. Стрельца (Авторская заявка № 10288)

У

Быстроходный дерево-металлический ветродвигатель В. Т. Стрельца (Л. 4) с ветроколесом диаметром 15 м используется для привода мельницы с жерновым поставом 7/4 аршина (1245 мм).

Ветродвигатель (рис. 97) состоит из башни 2, головки на раме шатра 4, четырехкрылого ветроколеса 7, вертикального вала 10 и водила 15 для установки ветроколеса на ветер и вывода его

Рис. 97. Быстроходная дерево-металлическая ветряная мельница В. т. Стрельца:

; — основание башни, 2 — башня. 3 — опорное кольцо, 4 — рама шатра. 5 — главные вал, S — ведущее колесо, 7 — ветроколесо. * — крыша шатра с флюгером, 9 — ведомая шестерня, 10 — вертикальный вал, // — ковш, 12 — потрясок, 13 — жернова, 14 — рама мельничного постава. /5 — вокала.

из-под ветра. Башня выполнена деревянной в виде четырехгранной усеченной пирамиды. Поворотный шатер смонтирован на массивной деревянной раме.

Главный вал 5 установлен на трех шарикоподшипниках. Ветроколесо имеет деревянные лопасти обтекаемого профиля, обшитые кровельным железом. Конические шестерни 6 и 9 выполнены деревянными, с деревянным косым зубом. Передаточное отношение передачи позволяет осуществлять привод жерновов непосредственно от вертикального вала, на конце которого имеется металлическая вилка, соединяемая с бегуном жернового постава. Вертикальный вал деревянный и вращается в двух шарикопод-пшпниках.

Регулирование числа оборотов и мощности ветродвигателя осуществляется выводом ветроколеса из-под ветра водилом, с помощью которого поворачивается шатер.

Для тех случаев, когда приходится производить отбор мощности для привода кормоприготовительных машин, автором предусмотрена трансмиссия. Нормальная мощность ветродвигателя при скорости ветра 8 м в секунду составляет 22 л. с.

Основное преимущество ветродвигателя Стрельца в сравнении с ветряными мельницами заключается в том, что при простоте конструкции и незначительной металлоемкости двигатель имеет ветроколесо с хорошими аэродинамическими качествами и может быть изготовлен силами колхоза при использовании местных материалов.

Затрата материалов на один двигатель составляет: древесины 13 куб. м и 575 кг металла. Стоимость рабочей силы и материалов при строительстве ветродвигателя, приобретение оборудования и строительство мельничного помещения составляют всего 18—20 тыс. рублей.

Ветродвигатель Д-15 строится с учетом достижений ветротехники и с учетом передового опыта строительства сельских ветряных мельниц.

К сожалению, наряду с такими совершенными ветряными мельницами очень часто предлагаются и очень плохие конструкции.

Так, например, Е. И. Смутченко предлагает использовать взамен зубчатых передач передачи фрикционные и даже канатные. Применение фрикционных передач в таких условиях эксплуатации, какие мы имеем при использовании мельничных агрегатов, вносит в конструкцию элемент, который снижает эксплуатационную надежность установки, и не может быть рекомендовано.

Применение же канатных передач при высоте ветродвигателя 12—16 м и непрерывном вращении головки, как .указывалось выше, ничего кроме усложнения конструкции и ухудшения ее работоспособности не даст и также не может быть рекомендовано. 140

Так как» на ветромельничных агрегатах во время их работы имеется постоянное наблюдение за ветродвигателем, можно не устанавливать автоматического регулирования скорости вращения и автоматической установки ветроколеса на ветер.

Регуляторы скорости вращения и мощности ветродвигателя следует устанавливать только на мощных ветромельничных агрегатах, ветродвигатель которых имеет ветроколесо диаметром 16—25 м, а также к ветродвигателям, работающим на вальцовые мельничные агрегаты.

Очевидно, что при наличии двух жерновых поставов от мельника требуется большое внимание к их обслуживанию и, следовательно, ветродвигатель должен быть предохранен от случайного повышения скорости ветра и увеличения числа оборотов при частичном снятии нагрузки.

Необходимость регулирования числа оборотов ветроколеса при работе на вальцовые мельницы вызвана повышенными требованиями к равномерности скорости вращения со стороны этих мельниц.

В настоящее время для привода вальцевых мельничных агрегатов рекомендуется использовать быстроходные заводские ветродвигатели, например, Д-18 и 1Д-18, обеспечивающие высокую равномерность скорости вращения, необходимую для хорошей работы мельницы.

Примером успешного использования вы-

^ Предложение^^ брэкованных детзлей тракторов и сельскохозяйственных машин является ветродвигатель колхозного механика П. И. Юдинцева.

Ветродвигатели Юдинцева изготовлены из дерева и деталей тракторов и сельскохозяйственных машин в 2 вариантах.

В I варианте изготовлена ветряная мельница с 4-лопастным ветроколесом диаметром 16 м. Мощность мельницы составляет при скорости ветра 8—9 м в секунду около 25 л. с.

Лопасти ветроколеса аэродинамического профиля с обшивкой из просмоленного теса.

Регулирование мощности ветродвигателя осуществляется с Помощью воздушных тормозов, помещенных на торцах лопастей. Установка на ветер осуществляется штурвалом, от которого через систему шестерен поворачивается шатер мельницы.

Во всех основных узлах использованы выбракованные детали тракторов и автомашин и лишь несколько ответственных деталей были изготовлены на мотороремонтном заводе. Ветроколесо посажено на вал, изготовленный из вагонной оси.

Мельница имеет два жерновых постава 7/4 аршина.

Эта мельница, построенная П. И. Юдинцевым в колхозе «Красная заря», Юмского с/с, Свечинского района. Кировской области, обошлась колхозу в 12 тыс. рублей.

Во втором варианте автор построил универсальный ветродвигатель с ветроколесом диаметром 20 м. Мощность такого ветродвигателя при скорости ветра 8—9 м в секунду составляет около 40 л. с,

Ветроколесо имеет 4 лопасти обтекаемого профиля.

Регулирование числа оборотов и мощности ветродвигателя выполнено поворотом концов лопастей (без стабилизаторов) с помощью центробежного регулятора. Поворотные части всех лопастей сблокированы.

От ветродвигателя приводятся: мукомольный жерновой постав 7/4 арщ., обдирочный жерновой постав 7/4 арш., механические мастерские (два токарных станка, сверлильный станок, вентилятор на 2 горна), подключается механическая пила или генератор переменного тока 25 киловольт-ампер для освещения домов колхозников.

Колхозу имени 18 марта, Свечинского района, той же области, постройка такой установки обошлась всего в 26 тыс. рублей и 600 трудодней.

Как видим, использование деталей тракторов и сельскохозяйственных машин дает возможность значительно удешевить изготовление кустарных ветряных мельниц, улучшить их конструктивное оформление.

Это позволяет успешно внедрять в сельское хозяйство наряду с двигателями заводского производства и кустарные ветряные дерево-металлические двигатели.

IX. ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА ДЛЯ ИЗОБРЕТАТЕЛЕЙ И РАЦИОНАЛИЗАТОРОВ

Выше были изложены и подвергнуты критической оценке основные и наиболее характерные предложения изобретателей в области ветроиспользования.

Приходится констатировать, что более 90% предложений оказываются или принципиально неверными или повторяют уже давно известное и применяемое.

Между тем развитие отечественной ветротехники и массовый выпуск ветродвигателей требуют проведения серьезных работ по улучшению конструкций и отысканию более эффективных и в то же время простых машин и механизмов, преобразующих энергию ветрового потока в механическую работу или электрическую энергию.

Область работы изобретателя, даже только по вопросам ветротехники, велика и безгранична. Однако и в ней можно найти то основное, что требует своего скорейшего, первоочередного решения.

Авторы полагают, что эти узловые вопросы следующие: 1. Создание наиболее простой и надежно действующей кинематической связи лопастей быстроходных ветродвигателей, ко-

торая обеспечивала бы синхронный, т. е. одновременный поворот всех крыльев на одинаковый угол и легко подвергалась регулировке.

2.Отыскание новых, более простых и надежных комбинированных способов регулирования ветродвигателей, которые бы обеспечивали большую равномерность хода (отклонение числа оборотов в пределах не более ±10% от расчетных) и предохраняли бы ветродригатель от перегрузок при больших скоростях ветра и при порывах.

Следовательно, регулятор такой системы регулирования должен реагировать как на скорость вращения ветроколеса, так и на скорость ветра, набегающего на ветроколесо.

3.Создание системы регулирования для мощных ветродвигателей с использованием электрических, гидравлических или пневматических устройств. Такое регулирование должно обеспечить возможность работы ветроэлектрической станции параллельно с тепловым двигателем или на мощную сеть.

4.Предложения по ограничению мощности, развиваемой ветродвигателем при его работе параллельно с сетью, когда скорость вращения его поддерживается постоянной самой сетью.

Такой ограничитель мощности должен, очевидно, реагировать или непосредственно на скорость ветра или на изменение вращающего момента, развиваемого ветродвигателем.

5.Отыскание новых или конструктивно более простых способов установки ветродвигателя на ветер, которые обеспечивали бы небольшие угловые скорости поворота головки на ветер (с целью снижения гироскопических сил) и в то же время реагировали даже на относительно небольшие отклонения ветра по направлению при небольших (порядка 4—5 м в секунду) скоростях ветра.

Одним из таких решений может быть установка различных демпфирующих устройств.

6.Разработка устройств для снижения влияния крутящего момента на положение относительно башни головки, устанавливающейся на ветер с помощью хвоста, у ветродвигателей, имеющих вертикальный вал.

7.Отыскание новых схем автоматизации ветросиловых и ветроэлектрических установок с повышением их эксплуатационной надежности.

В частности создание автоматизированных ветронасосных установок, запуск и остановка которых производились бы автоматически в зависимости от степени заполнения водонапорного бака. Такие установки должны обеспечивать длительную и надежную работу без вмешательства обслуживающего персонала.

8.Отыскание принципиально новых методов совместного использования ветродвигателей с неветровыми (тепловыми, газовыми и др.) двигателями. Эти методы должны обеспечить упро-