Техника - молодёжи 1987-06, страница 66

ВЕТЕР, ВЕТЕР,

ТЫ - МОГУЧ...

Фридрих МАЛКИН,

инженер-патентовед

Энергию ветра человек приручил давно. Правда, начиная с XVIII века ветряки уступали паровым, потом дизельным и электрическим силовым установкам.

В последние десятилетия интерес к ветроэнергетическим установкам возродился. Вызвано это главным образом обострением сырьевых и экологических проблем энергетики. Ветер же как раз представляет собой неиссякаемый и экологически чистый источник энергии. Во многих странах проектируют и строят экспериментальные и промышленные ветроуста-новки различной мощности и конструкции.

Принцип действия таких устройств, как правило, един: под напором ветра вращается ветроко-лесо с лопастями, передавая крутящий момент через систему передач валу генератора, вырабатывающего электроэнергию. Чем больше диаметр ветроколеса, тем больший воздушный поток оно захватывает, тем больше электроэнергии вырабатывает агрегат.

Принципиальная простота дает здесь исключительный простор для конструкторского творчества. Вот только что мы, скажем, утверждали, что у мощного ветряка должны быть большие размеры. Но конструктивно можно обойтись и малыми ветряками, взять числом, а не размером. Например, по проекту К. Ланингера (пот. Германии № 397391, 1924 год, рис. 15) предлагалось устанавливать горизонтально несколько вет-ротурбин, работавших на один вал, от которого вращение передавалось генератору. Внешне эта конструкция выглядела просто, однако инженерам пришлось бы поломать голову над передачей движения от ветротурбин на общий вал. Ведь скорости ветряков далеко не всегда будут одинаковыми.

Ветряки можно расположить и по-иному. Свидетельство тому — патент США № 1812137, выданный в 1931 году Г. Кэрролу (рис. 2). Несколько ветроколес и вал гене-

к 3-й стр. обложки

ратора, укрепленные на высокой опоре, охвачены общей ременной передачей. Правда, и в этой конструкции уже не вал, а ремень должно изрядно коробить от несинхронного вращения колес.

Американец Ф. Картер разместил ветроколеса на валу одно за другим (пат. США № 3942026, 1976 год, рис. 16). Флюгер, связанный с валом, позволяет подобным устройствам всегда «держать нос по ветру».

Чтобы ловить ветер еще эффективней, сотрудники Кишиневского политехнического института М. Козлов и К. Глушко насадили на вал ветроколеса разных диаметров (а. с. СССР № 1076618, 1984 год, рис. 22).

Вал с ветроколесами можно устанавливать и вертикально. На такие варианты также выдано множество авторских свидетельств и патентов. Один из них получил О. Нитшке (пат. Германии № 729533, рис. 23). Предложенное им сооружение походит на башню внушительных размеров.

Француз П. Жамме, чтобы наилучшим образом подстраиваться к ветру, предложил крепить конец вала обычного ветряка в центре рельсового круга, по которому может передвигаться тележка с ветроколесом (пат. Франции № 2520814, 1983 год, рис. 17).

Придумывали и специальные ветроуловители — своеобразные воронки, захватывающие воздушный поток и выбрасывающие его через узкое сопло на лопасти вет-ротурбины. На один из таких агрегатов немец В. Хейманн получил патент № 244992 еще в 1912 году (рис. 18). Однако слишком сильный ветер опасен для конструкции. Поэтому советские изобретатели Н. Красногуб и В. Лу-ценко выполнили раструб ветро-уловителя составным (а. с. СССР № 1020623, 1983 год, рис. 19). При усилении ветра его верхняя и нижняя пластины поворачиваются, частично перекрывая входное отверстие. Таким образом и частота

вращения ветроколеса' автоматически поддерживается в расчетных пределах.

Задаче обеспечения равномерного режима работы ветроагре-гата оригинальна решена в проекте Л. Ямского и Н. Девяткова (а. с. СССР № 931943, 1982 год, рис. 20). Лопасти ветряка расположены крест-накрест и выполнены в виде полувитков двухза-ходной винтовой спирали. Концы лопастей соединены махами: один жестко укреплен на валу, другой снабжен подпружиненной втулкой и может перемещаться. При угрожающем усилении ветра лопасти, преодолевая сопротивление пружины, сближаются, становясь ребром к потоку, что позволяет избежать опасной перегрузки конструкции.

А вот изобретение А. Гладкого (а. с. СССР № 1089289, 1984 год, рис. 21). Представьте себе платформу, на ней несколько крупных овальных лопастей, каждая, в свою очередь, состоит из небольших поворотных створок. При движении лопасти навстречу ветру створки откидываются на шарнирах, уменьшая сопротивление движению платформы. Внешне напоминает гидротурбину установка испанца X. Парра (пат. США № 4396843, 1983 год, рис. 14). Американец Д. Вьюэлс (пат. США № 4321476, 1982 год, рис. 12) вообще предлагает горное ущелье перегородить плотиной с несколькими рядами горизонтальных каналов, в каждый поместить ветроколесо, связанное с генератором.

...Читатели, видимо, заметили, что изобретатели стремятся поднять колеса с лопастями как можно выше над землей. Понятно, уже в нескольких десятках метров от земли постоянно дуют сильные ветры. Еще в 1938 году А, ван Грис предложил поднимать ветряк с помощью нескольких размещенных этажеркой воздушных змеев (пат. Германии № 656194, рис. 3). Но ван Грис, видно, не учел, что в штиль воздушные змеи категорически отказываются летать. Обладатели патента США № 408402 (1978 год, рис. 4) решили запускать ввысь ветроколеса с помощью воздушного шара. Электрогенератор при этом остается на земле, а вращение передается с помощью гибкого вала. Изобретатели Г. Макс и Г. Хайз, словно подхватив эту идею, предложили развешивать ветроколеса

63