но на одном опытном заграничном ветродвигателе то целесопб разно коротко описать это регулирование.Ц^есооб-

Рис. 38. Ветродвигатель с зонтичным регулированием: / — главный вал. 2 — втулка, 3 — рычаги, 4 — полвушка, 5 — пружина.

Ветроколесо, состоящее из нескольких лопастей, помещено за башней и поэтому устанавливается иа ветер самостоятельно, без каких-либо дополнительных устройств. Следует отметить, что этот способ установки на ветер применяется также и в других системах ветродвигателей. Махи лопастей зонтичного колеса шарнирно соединены с укрепленной на главном валу 1 втулкой 2 и связаны между собой кинематически системой рычагов 3 и ползушкой 4, подобно тому как связаны между собой спицы зонтика. Ползушка в свою очередь стремится с помощью пружины 5

Кинематической связью называется такая связь с помощью рычагов, тросов и др. между узлами или деталями, которая обеспечивает при данном перемещении одного узла или детали совершенно определенное перемещение другого или других узлов (деталей]!, 48

удержать лопасть в положении, указанном на рисунке 38. При увеличении скорости ветра лопасти под действием лобового давления начинают поворачиваться по направлению стрелок (рис. 38) и ветроколесо постепенно складывается (наподобие зонтика). Развиваемая ветроколесом мощность уменьшается.

При очень большой скорости ветра лопасти занимают положение, показанное на рисунке пунктиром, и ветродвигатель останавливается. Следует отметить, что для ветроколес большого диаметра такое регулирование мало пригодно в виду больших инерционных сил, развиваемых лопастями, трудностью балансировки и пр. .

Что касается небольших ветродвигателей, имеющих 3—7-ло-пастные ветроколеса, то такая система регулирования может быть с успехом применена и подобные опытные ветродвигатели уже работают.

Системы регулирования тихоходных заводских ветродвигателей

В заключение коротко остановимся на регулировании многолопастных ветродвигателей, выпускаемых или ранее выпускавшихся промышленностью, а именно, на регулировании выводом ветроколеса из-под ветра: 1) за счет эксцентриситета и 2) с помощью боковой лопаты.

а) Ограничение числа оборотов и мощности за счет эксцентриситета применено у тихоходных ветродвигателей ТВ-5, используемых для подъема воды (рис. 39).

Многолопастное ветроколесо 1 этого ветродвигателя насажено на вал 2, имеющий две цилиндрические шестерни 3. Последние находятся в зацеплении с двумя большими шестернями ^, которые приводят в движение кривошипный механизм, преобразующий вращательное движение ветроколеса в возвратно-поступательное движение штанги насоса. Кривошипный механизм состоит из двух шатунов 5. ролика 6, направляющей дуги 7 и подвески 8, к которой прикреплена штанга 9 насоса. Шестерни и кривошипный механизм смонтированы в чугунном картере (корпусе) 10, в который заливается смазка. Сзади головки на шарнире смонтирована ферма квоста 12 для установки ветроколеса на ветер.

Вал ветроколеса смещен относительно вертикальной оси головки (рис. 40). Поэтому силы лобового давления ветра, действуя на плече «а», создают момент относительно вертикальной оси и поворачивают головку, выводя ветроколесо из-под ветра. В первоначальное положение головка с ветроколесом возвращается пружиной. Головка с ветроколесом находится до начала регулирования (т. е. при скоростях ветра меньше 8 м в секунду) в положении 1. При буревых скоростях ветра головка занимает

4. 72149

положение III и ветроколесо останавливается. При скоростях ветра больше 8 м в секунду ветроколесо занимает одно из про-мел<уточных положений (например, положение И).

Рис. 39. Ветродвигатель ТВ-5: о — общий вид; б — головка, / — ветроколесо, 2 — вал, 3 к 4 — шестерни. 5 — шатун. 6 — ролик, 7 — направляющая дуга, 8 — подвеска, 9 — штанга, 10 — картер, П — шарнир, 12 — ферма хвоста.

б) Ограничение числа оборотов и мощности с помощью боковой лопаты применено у ветродвигателя ТВ-8 (рис. 41).

Многолопастное ветроколесо 1 жестко связано с большой конической шестерней 2 головки ветродвигателя и свободно вращается на двух роликовых подшипниках, посаженных на оси 3, конец которой запрессован в станину головки. Большая шестерня связана с малой конической шестерней 4, закрепленной на верхнем конце вертикального вала 5. Нижний конец этого вала с помощью кулачковой муфты 6 соединяется с нижним редуктором 7. 50

К картеру головки прикрепляется ферма хвоста для установки на ветер и боковая лопата, которая располагается сзади ветроколеса (рис. 42).

Рис. 40. Схема регулировании за счет эксцентриситета.

Оперение лопаты выносится за пределы поверхности, сметаемой ветроколесом. При скоростях ветра, равных 8 м в секунду или меньше, ветроколесо занимает положение Г, показанное на рисунке 42.

При увеличении скорости ветра лобовое давление на лопату растет и стайовится больше, чем усилие предварительной затяжки пружин. Ветроколесо начинает выводиться из-под ветра (положение И) и при скоростях ветра больше 20 м в секунду полностью становится вразрез основному направлению- ветра (положение III) — ветродвигатель останавливается. В обратное положение при снижении скорости ветра ветроколесо устанавливается силой натяжения пружин.

Обе последние системы регулирования зарекомендовали себя с хорошей стороны и широко применяются в серийных двигателях.

4.

51

Рис. 41. Ветродвигатель ТВ-8:Рис. 42. Регулирование с помощью

/ — ветроколесо. 2 — большая коническаябоковой лопатЫ.

шестерня. 3 — ось. 4 — малая коническая шестерня, 5—вертикальный вал. б—кулач-

ковая муфта, 7—нижний редуктор.^

IV. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ПЕРЕДАЧЕ МОЩНОСТИ ОТ ВЕТРОКОЛЕСА К РАБОЧИМ МАШИНАМ

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 и 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.

Пневматическая связь между ветроколесом и рабочими машинами

Этот принцип уже осуществлен на ряде опытных установок за рубежом (например, в ветроэлектрической установке системы французского инженера Андро). Тот же принцип, но в другом конструктивном оформлении предложили использовать изобретатели Е. Н. Машинский и А. П. Немудрый.

Схематическое изображение одного из вариантов головки, предлагаемого авторами этого двигателя, дано на рисунке 43. Принципиальная схема установки проста: крылья ветроколеса выполнены пвлыми и на своей задней кромке имеют продольные щели по всей длине.

Во втором варианте предлагаемого двигателя продольная щель на задней кромке выполнена лишь на внешнем конце лопасти.

При вращении ветроколеса воздух за счет центробежных сил перемещается к периферии и через отверстие выходит из лопасти. Этому в известной мере способствует также явление инжекции, т. е. подсос воздуха из лопасти во внешнюю среду.

Перед тем как воздух попадает в лопасти, он проходит через, направляющие лопатки 7 и турбину 8, приводя последнюю во

, Ветродвигатель Е. Н. Машииского и А. П. Немудрого

(Авторская заявка № 12972)