В нашей стране немало людей занимается конструированием ветроагрегатов и, в связи с нехваткой и дороговизной углеводородного сырья, последних будет еще больше. Я предлагаю самодельщикам конструкцию поворотной насадки на роторный ветрогенератор, существенно повышающей его мощность и КПД.
Роторный ветряк работает за счёт аэродинамической несимметричности — разности усилий, воздействующих на вогнутую и выпуклую поверхности лопастей. Вогнутая лопасть оказывает потоку воздуха большее сопротивление, чем выпуклая, но и на выпуклую воздействуют значительные силы, «съедающие» часть мощности ротора.
Предлагаемая мною насадка, перекрывая от ветра лопасть, развернутую к нему выпуклой стороной, существенно снижает «вредное» давление, повышая тем самым КПД ветряка.
Работа ротора без насадки (а) и с насадкой (б)
Регулировка положения насадки в зависимости от направлении и силы ветра:
1 — насадка; 2 — ротор (а — при слабом ветре; б — при сильном ветре; в — при остановке вращения ротора)
Насадка:
1 — сектор цилиндра; 2,4 — верхняя и нижняя подшипниковые опоры; 3,5 — верхняя и нижняя перемычки
Устройство роторного ветрогенератора с регулирующей насадкой:
1 — штурвал регулировки; 2 — мачта ветрогенератора; 3 — зубчатое колесо поворотного механизма; 4 — шестерня поворотного механизма; 5,7 — подшипниковые опоры насадки; 6 — ось ротора; 8 — лопасть ротора (4 шт.); 9 — перемычка насадки (2 шт.); 10 — сектор насадки (2 шт.); 11,12 — подшипниковые опоры оси; 13 — ведущее зубчатое колесо привода электрогенератора; 14 — электрогенератор
В зависимости от силы и направления ветра и других погодных условий, поворачивая насадку и перекрывая воздушный поток, воздействующий на лопасть, можно регулировать обороты ротора вплоть до его полной остановки.
Регулировка положения насадки производится с помощью поворотного механизма, состоящего из установленного на мачте ветряка валика с шестернёй на конце и зубчатого колеса, закрепленного на корпусе нижнего подшипника насадки.
Поворот валика с ведущей шестернёй осуществляется штурвалом из четырех спиц. Во избежание самопроизвольного поворота насадки под воздействием ветра, на валике необходимо предусмотреть фиксатор. Ось ротора вращается в подшипниках, установленных на верхней и нижней площадках мачты. На нижнем торце оси закреплено ведущее зубчатое колесо повышенной передачи привода электрогенератора.
А ХАБИБРАХМАНОВ, г. Кандалакша
«Моделист-конструктор» 2006 №11