PL100585B1 - Sposob i uklad stabilizacji obrotow turbogeneratora z turbina wiatrowa - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 15.12.1979 100 585 ' wego •i urasj Int. Cl.2 F03D 9/00 F03D 1/04 Twórcy wynalazku: Kazimierz Sobczak, Wieslaw Gruca; Kazimierz Truszczynski Uprawniony z patentu: Szefostwo Techniki Lotniczej MON, Warszawa (Polska) Sposób i uklad stabilizacji obrotów turbogeneratora z turbina wiatrowa Turbogeneratory z turbina wiatrowa stosowane sa zwlaszcza jako pokladowe zródla pradu rucho¬ mych obiektów powietrznych, takich jak rakiety, pociski kierowane i holowane cele punktowe. Po¬ niewaz wirnik turbiny, osadzony na wale pradni¬ cy, zasilany jest swobodnym strumieniem powie¬ trza, obroty takiego turbogeneratora, a wiec jego parametry elektryczne zalezne sa od predkosci obiektu powietrznego. Koniecznosc utrzymania no¬ minalnych wartosci parametrów wyjsciowych tur¬ bogeneratora z turbina wiatrowa w calym, zalo¬ zonym zakresie predkosci obiektu powietrznego, zmusza konstruktorów do stosowania dodatkowych srodków technicznych, które zapewniaja stabiliza¬ cje obrotów turbogeneratora przy zmiennych pa¬ rametrach czynnika roboczego — strumienia po¬ wietrza — badz tez pozwalaja na stabilizacje zmiennych parametrów wyjsciowych generatora na drodze elektrycznej, poza generatorem, a przed zasilanymi przez niego odbiornikami.

Znany jest sposób stabilizacji obrotów turboge¬ neratora z turbina wiatrowa poprzez regulowanie ilosci czynnika roboczego na wlocie do wirnika turbiny w funkcji jego obrotów, które zalezne sa od predkosci i wysokosci lotu obiektu powietrz¬ nego.

Znany jest uklad stabilizacji obrotów turbogene¬ ratora z turbina wiatrowa, który zawiera ruchoma przeslone kanalu wlotowego turbiny oraz mecha- 30 nizm sterujacy jej polozeniem w zaleznosci od obrotów turbiny.

Sposób ten oraz uklad sa stosunkowo skompli¬ kowane, .zwlaszcza w zakresie budowy mechani¬ zmu sterujacego polozeniem przeslony. Odnosi sie to szczególnie do turbogeneratorów o malych ga¬ barytach i bardzo duzych obrotach.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie tych nie¬ dogodnosci poprzez opracowanie sposobu oraz ukladu stabilizacji obrotów turbogeneratora z tur¬ bina wiatrowa, których realizacje mozna by osiag¬ nac pr*zy uzyciu prostszych srodków technicznych.

Cel ten zostal osiagniety w sposobie wedlug wy¬ nalazku, którego istota polega na tym, ze stabi¬ lizacje obrotów turbogeneratora z 'turbina wiatro¬ wa uzyskuje sie poprzez dlawienie przeplywu czynnika roboczego na- wyjsciu z wirnika, gdy cisnienie dynamiczne tego czynnika przekroczy wartosc, przy .której wirnik uzyskuje zalozone obroty nominalne. Stopien dlawienia zwieksza sie proporcjonalnie do przyrostu cisnienia dynamicz¬ nego czynnika roboczego na wejsciu do wirnika tak, aby obroty wirnika byly w przyblizeniu rów¬ ne zalozonym obrotom nominalnym w calym, za¬ lozonym .zakresie predkosci ruchomego obiektu powietrznego.

Uklad wedlug wynalazku zawiera komore wy¬ równawcza z co najmniej jednym otworem upu¬ stowym oraz przeslone otworu upustowego, osa¬ dzona przesuwnie i poddana dzialaniu elementu 100 585100 585 sprezystego w postaci korzystnie srubowej spre¬ zyny z jednej strony oraz dzialaniu wystepujacego na wlocie do turbogeneratora cisnienia dynamicz¬ nego czynnika roboczego z drugiej strony. Komora wyrównawcza, korzystnie pierscieniowa, umiesz¬ czona jest tuz za wiencem wirnika turbiny.

Uklad wedlug wynalazku jest objasniony blizej na przykladzie, zobrazowanym na rysunku, który przedstawia turbogenerator z turbina wiatrowa w schemacie 'konstrukcyjnym.

W drazonym cylindrycznym korpusie 1 osadzona jest tuleja 2 oraz pradnica 3, na wale 4 której umocowany jest wirnik 5. W zaopatrzonej w kol¬ nierz tulei 2 znajduje sie kanal wlotowy G-, sto¬ zek 7 oraz kierownica, 8, osadzona na przedluze¬ niu kanalu wlotowego 6 ii na wprost wienca wir¬ nika 5. Woikól wirnika 5 umieszczona jest pierscie¬ niowa komora wyrównawcza 9, a w sciance kor¬ pusu 1 znajduja sie otwory upustowe 10, pod którymi osadzona jest przesuwnie przeslona 11.

Z drugiej strony kolnierza tulei 2 umieszczony jest przesuwnie talerz oporowy 12, polaczony sztywnp poprzez trzy równo rozmieszczone na obwodzie sworznie 13 z przeslona 11 i oparty o sprezyny srubowe 14, których drugie czola przylegaja do kolnierza tulei 2. W stanie swobodnym otwory upustowe 10 sa calkowicie odsloniete. Przy wzro¬ scie cisnienia dynamicznego czynnika roboczego ponad wartosc, przy której wirnik 5 uzyskuje za¬ lozone obroty nominalne, przeslona 11 przemiesz¬ cza sie w kierunku otworów upustowych 10 i przeslania je. Przemieszczenie przeslony 11 powo¬ dowane jest dzialaniem cisnienia dynamicznego czynnika roboczego na talerz oporowy 12. 26 Sposób oraz uklad stabilizacji obrotów turboge¬ neratora z turbina wiatrowa wedlug wynalazku pozwalaja na wykorzystanie tego typu turbogene¬ ratora przy malych predkosciach przeplywu czyn¬ nika roboczego i duzym zakresie zmiany pred¬ kosci tego czynnika.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób stabilizacji obrotów turbogeneratora z turbina wiatrowa, znamienny tym, ze stabiliza¬ cje obortów turbiny wiatrowej uzyskuje sie po¬ przez dlawienie przeplywu czynnika roboczego na wyjsciu iz wirnika, gdy cisnienie dynamiczne tego czynnika przekroczy wartosc, przy której wirnik uzyskuje zalozone obroty nominalne, przy czym stopien dlawienia przeplywu zwieksza sie w miare przyrostu cisnienia dynamicznego czynnika robo¬ czego na wejsciu do wirnika.

2. Uklad stabilizacji 'Obrotów generatora z turbi¬ na wiatrowa,. znamienny tym, ze zawiera komore wyrównawcza (9) z co najmniej jednym otworem upustowym (10) oiraz przesuwnie osadzona prze¬ slone (11) otworu upustowego (10), utrzymywana w pozycji wyjsciowej za pomoca elementu spre¬ zystego, korzystnie w postaci co najmniej jednej sprezyny srubowej (14) i poddana, bezposrednio lub posrednio poprzez polaczony z nia sztywno talerz oporowy (12), dzialaniu cisnienia dynamicz¬ nego czynnika roboczego zasilajacego wirnik (5) turbogeneratora, przy czym komora wyrównawcza (9), korzystnie pierscieniowa umieszczona jest za wiencem wirnika (5). WZGraf. Z-d nr 2, zam. 67/79, nakl. 90 egz, Cena 45 zl