Opublikowano dnia 15 marca 1957 r. yhTE**o BIBL .a- nlovtccj.. ; POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 39680 Waclaw Jagodzinski Grodzisk Maz., Polska KI. 88 c, 3/01 Szybkoobrotowy silnik wiatrowy Patent trwa od dnia 21 grudnia 1955 r.Szybkoobrotowy silnik wiatrowy sluzy do wykorzystania energii i wiatru, zwlaszcza w duzych jednostkach energetycznych, przy du¬ zych ilosciach obrotów walu napedowego.Silniki wiatrowe duzej mocy posiadaja ta uciazliwa wlasciwosc, ze sa wolnoobrotowe. Aby nie przekraczac pewnej dozwolonej szybkosci obwodowej konca skrzydla silnika, ilosc jego obrotów w jednostce czasu musi byc tym mniejsza, im rozpietosc jego skrzydel, a zatem jego moc jest wieksza.Powoduje to ogromne wymiary dalszych urza¬ dzen silników duzej mocy, albo tez koniecz¬ nosc stosowania przekladni zebatej, która dla duzych mocy nie moze byc jednak uzyta.Szybkoobrotowy silnik wiatrowy usuwa te wady, gdyz przy najwiekszych nawet mocach, a zatem przy ogromnych rozfcietosciach skrzy¬ del, umozliwia bezposredni, szybkoobrotowy naped rtp. generatora elektrycznego, zasadniczo bez stosowania jakiejkolwiek przekladni me¬ chanicznej.Szybkoobrotowy silnik wiatrowy przedstawio¬ ny jest na rysunkach w przekrojach skrzydel.Na koncach zwyklych skrzydel A (fig. 1) wia¬ trowego silnika, umieszcza sie odpowiednio do¬ datkowe silniki wiatrowe B, zasadniczo o osi pionowej (np. bebnowe, rotorowe itp.), poddane podczas wirowania skrzydel podstawowych od¬ powiednio spotegowanemu pod wzgledem szyb¬ kosci strumieniowi powietrza. Wskutek powyz¬ szego, uzyskuje sie w tych silnikach efekt, pro¬ porcjonalny do trzeciej potegi modulu szybko- bieznosci skrzydel podstawowych.Dzieki temu, wymagane dla zadanej mocy wymiary silników dodatkowych wypadaja w tym stosunku odpowiednio mniejsze, a w wy¬ niku ich obroty — odpowiednio powiekszone.Najwygodniejszym do powyzszego celu wy¬ daje sie uzycie t.zw. rotora Savoniusa, osadzo¬ nego na wale C, przebiegajacym ku srodkowi kola wiatrowego wzdluz geometrycznej osi skrzydla i osadzonym w lozyskach P i E, zamo¬ cowanych w skrzydle.Dwoma takimi szybkoobrotowymi walami mozna napedzac obustronnie wirnik generatora elektrycznego G, umieszczonego odpowiednio w srodku kola wiatrowego wzdluz osi napedzaja-cych walów. W wyniku powyzszego, wirnik ge¬ neratora jest napedzany walami szybkoobroto¬ wymi, sam zas generator wiruje wokól swe] Api popreeczmej wcaz jz walem kola wiatrowe¬ goJK^ ajfetel^ ^bj^^lrt^rotowa niewiel¬ ka. Odbifer praSu elektrycznego od generatora oraz ewentualny 4oplyw pradu dla jego wzbu¬ dzania odbywa sie przez odpowiednie pierscie¬ nie izolowane P oraz tzw. szczotki.W pewnych przypadkach moze byc korzyst¬ ne napedzanie jednym walem wirnika genera¬ tora, drugim zas — w przeciwnym kierunku — jego stojana. Uzyskuje sie przez to podwojenie szybkosci obrotowej wirnika wzgledem stojana.Bardzo korzystne przy mniejszych urzadze¬ niach bedzie zastosowanie tylko jednego skrzy¬ dla (pólsmigla) podstawowego z jednym silni¬ kiem dodatkowym, przy czym pradnica, odpo¬ wiednio przesunieta odsrodkowo, bedzie wyko¬ rzystana, jako przeciwwaga skrzydla.Urzadzenie wyzej opisane cechuje bardzo ko¬ rzystny pod wzgledem wytrzymalosciowym uklad sil, dzialajacych na skrzydla, które tutaj w porównaniu ze zwyklymi sa w znacznej mie¬ rze odciazone. Momenty, zginajace ramiona skrzydel u ich nasad, sa równiez zmniejszone, zas glówny wal (poziomy) kola wiatrowego nie przenosi zadnych momentów skrecajacych; wal ten narazony jest natomiast dodatkowo na mo¬ menty zginajace od ciezaru generatora.Najistotniejsza jednak zaleta tego rodzaju urzadzenia jest to, ze taki silnik wiatrowy po¬ siada odpowiednia ilosc obrotów do bezposred¬ niego, bezprzekladniowego, napedu generatora elektrycznego, prawie niezaleznie od wielkosci kola wiatrowego, a zatem niezaleznie od mocy silnika wiatrowego (fig. 1).W innej odmianie szybkoobrotowego silnika wiatrowego, przedstawionej na fig. 2, szybko¬ obrotowymi walami mozna napedzac odpowie¬ dnio wykonane przekladnie stozkowe, których drugie kolo K jest osadzone obrotowo na glów¬ nym wale (poziomym) W kola wiatrowego. Ko¬ lo to jest wspólne dla wszystkich przekladni stozkowych od poszczególnych skrzydel pod¬ stawowych i jest zaopatrzone w czolowy wie¬ niec zebaty Z, sluzacy do napedu np. generato¬ ra elektrycznego, w tym przypadku juz nieru¬ chomego.Glówny wal (poziomy) W kola wiatrowego, zlaczony sztywno z jego skrzydlami podstawo¬ wymi A, wiruje z niewielka szybkoscia, zas osadzone na tym samym wale kolo zebate Z wiruje z szybkoscia, znacznie powiekszona. Kie¬ runki wirowania musza byc tak odpowiednio Bltk. 98 2.1.57 100 B-5 pism. ki. 7 gr 60 T-7-1559 dobrane, aby szybkosc obrotowa kola zebatego byla zgodna z szybkoscia wirowania kola wia¬ trowego, przez co uzyskuje sie powiekszenie przekladni.Glówna zaleta tego drugiego urzadzenia jest to, ze ilosc skrzydel podstawowych w kole wiatrowym moze byc tutaj dowolna, gdy tym¬ czasem w urzadzeniu pierwszym kolo wiatrowe moze ich posiadac tylko dwa, lub jedno.W pewnych wypadkach moze byc korzystne unikniecie ostatniej przekladni zebatej (miedzy sama pradnica, a czolowym kolem zebatym) przez osadzenie duzego kola stozkowego bez¬ posrednio na wydrazonym wewnatrz wale pra¬ dnicy, w wydrazeniu którego zostaje osadzony glówny wal (poziomy) kola wiatrowego.W jeszcze innym rozwiazaniu wal wydrazo¬ ny moze byc niezalezny od walu generatora i osadzony w lozyskach w glowicy zespolu wia¬ trowego i zaopatrzony na koncu w sprzeglo, za posrednictwem którego napedza wirnik ge¬ neratora, umieszczonego na przedluzeniu osi walu glównego (poziomego), który to wal jest osadzony wewnatrz walu wydrazonego.Hegulacja szybkoobrotowych silników wiatro¬ wych jest dokonywana jednym z wielu zwykle stosowanych sposobów regulacji kola wiatro¬ wego podstawowego, albo tez silników dodat¬ kowych. PL