Техника - молодёжи 1955-04, страница 14

Инженер Б. ПРОТОПОПОВ Рис. Б. ДАШКОВА и С. ВЕЦРУМБ

Мы, члены теплотехнического нрутна Гусввсиого стекольного комбината, хотим знать, нан устроен и работает ветрокотвл.

В и х р е в а Валентина (г. Гусь-Хрустальный)

Если присмотреться, как происходит использование различных видов энергии в сельском хозяйстве, в частности в животноводстве, то придется сделать вывод, что примерно 80% из всей затрачиваемой в хозяйстве энергии тратится на выработку тепла в виде горячей воды и пара, около 15—18% идет на выработку механической энергии для привода различных станков, аппаратов, насосов, мельниц, транспорта и, наконец, около 3—5% расходуется на освещение. Таким образом, наиболее энергоемкими процессами являются те, которые потребляют тепло: запарка кормов, мойка горячей водой, отопление, опреснение воды, получение искусственного льда и т. п. Обычно все тепловые процессы решаются за счет непосредственного сжигания того или иного вида топлива. Но в ряде степных районов топливо является весьма дефицитным, поэтому его приходится расходовать очень экономно. Как же решить для этих местностей проблему получения тепла без затрат топлива?

Во всякой действующей машине только часть энергии используется полезно. Другая часть неизбежно теряется на излучение, трение, нагрев и т. д. Так, например, при работе электрической машины в ее якоре, полюсных башмаках, обмотках возникают так называемые «вихревые токи». Их именуют «паразитными» за то, что они производят лишь ненужный и вредный нагрев частей электродвигателя и ослабляют полезный магнитный поток. Некоторая доля энергии расходуется на вынужденное перемагничивание железных масс машины в магнитных полях, беспрерывно и с большой частотой меняющих свое направление. Это «магнитные потери». Они также нагревают металл двигателя. Механические потери слагаются из энергии, затрачиваемой на трение о воздух вращающихся деталей, на трение в подшипниках и т. д. Инженеры

стараются свести к минимуму все потери, чтобы возможно больше увеличить коэффициент полезного действия работающих машин.

У меня возникла мысль, идущая вразрез с установившимися взглядами и инженерными требованиями,— построить электрическую машину со свободно развивающимися в ней «паразитными» токами и магнитными потерями, а нагрев, вызываемый ими, использовать для различных целей.

Будет ли такая установка рациональной? Какие для ее работы нужно и можно увеличивать потери? Развивать механические потери не имело смысла, так как увеличение силы трения ведет лишь к ускоренному износу трущихся частей. Рациональнее построить машину, в которой создать условия, наиболее благоприятные для образования вихревых токов и магнитных потерь,

Рис. / BerpoHui резательная цстиновка.

с тем чтобы тепло, рождающееся в металле, использовать затем для различных нужд.

Такой аппарат, вырабатывающий тепло, был назван «электровихревым котлом» (рис. 2). В нем, для того чтобы вихревые токи возможно сильнее развивались, статор (2) сделан не из набора тонких железных листов, а из цельного куска трубы мягкой котельной стали. В такой стали вихревые токи и магнитные потери развиваются лучше всего.

В трубе на шарикоподшипниках вращается вал (6), на котором укреплен индуктор (3), пригнанный к внутренней поверхности трубы с возможно малым зазором — в десятые доли миллиметра. В индукторе сделаны пазы, куда заложены катушки обмоток электромагнитов (4). Они образуют чередующиеся магнитные полюса, силовые линии которых замыкаются через тело статора.

Статор находится в корпусе (1) котла, который заполняется водой. По концам вала укреплены, с одной стороны, шкив (7), а с противоположной—два контактных кольца (8), через которые подается постоянный ток к обмоткам электромагнитов. Этот ток вырабатывается небольшим возбудителем, наподобие генераторов, применяемых на тракторах и автомобилях, служащих для освещения и зарядки аккумуляторов. Мощность такого возбудителя при малой величине воздушного зазора между статором и индуктором может быть очень небольшой. При зазоре в несколько десятых миллиметра мощность возбудителя должна быть около 1—2% мощности котла. Возбудитель вращается от того же двигателя, что и индуктор котла.

Для того чтобы котел возможно меньше терял тепло в окружающее пространство, он покрывается толстым слоем тепловой изоляции (5).

Одним из неиссякаемых источников механической энергии может быть ветер. Примерное расположе-

12