SILNIKI WIATROWE
SILNIK WIATROWY SZYBKOBIEŻNY (ŚMIGA
OWY) DIM D-3,5 O MOCY 1kW
Poniższy opis wiatraka pochodzi z książki W. Jagodzińskiego pt.: "Silniki wiatrowe", PWT
Warszawa 1959 r.
Zespół wiatrowo-elektryczny D-3,5 o mocy 1 kW (rys. 6 i rys. 7) jest ze względu na wielkość śmigła
bardziej złożony i trudniejszy do wykonania od zespołu poprzednio opisanego (D-1,2).
Obroty silnika są tu regulowane przekręcaniem łopat śmigła względem ich osi. Silnik jest zaopatrzony
w jednostopniową przekładnię zębatą, przez co jest umożliwione wykorzystanie w nim prądnic
elektrycznych szybkoobrotowych o różnych szybkościach. Zespół ten posiada regulację systemu
Fatejewa-Peczkowskiego, polegającą na zwiększaniu kąta natarcia łopat śmigła w miarę wzrastania
szybkości wiatru.
Śmigło jest dwułopatowe i składa się z dwu oddzielnych łopat, których drewniane płaty o długości 1450
mm są przymocowane do stalowych ramion. Płaty śmigła są wykonane z klejonych desek sosnowych
wg rys. 8 i mogą być również wykonane wg wskazówek podanych przy opisie zespołu poprzedniego
oraz przy pomocy wzorników (rys. 9).
Rys. 6. Zespół wiatrowo-elektryczny DIM D-3,5
1
Rys. 7. Przekrój głowicy zespołu D-3,5:
1 - obejma wierzchnia prądnicy, 2 - prądnica, 3 - głowica zespołu, 4 - linka naciągowa, 5 - łożysko rury
głowicy, 6 - rura głowicy, 7 - rura osadcza, 8 - cięgno, 9 - komora przekładni, 10 - występy piasty
śmigła, 11 - płaskowniki mocujące rurę osadcza, 12 - tuleja naciskowa, 13 - sprężyna regulacyjna, 14 -
cięgno regulacyjne, 15 -dz
wignia regulacyjna, 16 - orczyk naciągowy, 17 - tuleja, 18 - uchwyty tulei, 19
- sprężyna odciągowa, 20 - sprężyna rozruchowa, 21 - tarczka regulacyjna
2
Rys. 8. A
opatka
3
4
Rys. 9. Wzorniki
U podstaw nakładek 4, przymocowujących płaty śmigła do jego ramion, są umieszczone odpowiednie
ciężarki regulacyjne (rys. 8). Jeden z ciężarków znajduje się na spodniej krawędzi profilu bliżej jego
czoła, drugi zaś - na krawędzi grzbietowej, bliżej jego tyłu.
Każde z ramion łopat jest osadzone w dwu łożyskach kulkowych, umieszczonych w odpowiednich
występach piasty śmigła 10 i jest zaopatrzone w dz
wignię 15 złączoną przegubowo z cięgnem 14.
Cięgna te za pośrednictwem tulei 12 naciskają na sprężyny 13 i 20 nasunięte na koniec wału śmigła.
Dzięki takiemu powiązaniu przez cięgna i dz
wignie ruchu obu łopat uzyskuje się jednakowe zawsze
skręcanie obu płatów śmigłowych, co zapewnia utrzymanie prawidłowego wyrównoważenia śmigła we
wszystkich położeniach jego łopat.
Jedna ze sprężyn 20 jest znacznie słabsza od drugiej 13 i ma za zadanie przekręcanie łopat śmigła na
najmniejszy kąt natarcia podczas postoju śmigła dla powiększenia wielkości jego momentu
rozruchowego. Po rozruchu zespołu, co może w tych warunkach nastąpić już przy bardzo słabym
wietrze, łopaty śmigła przekręcają się w swe położenie robocze (na większy kąt natarcia), ściskając
całkowicie sprężynę 20. W tym stanie pracy śmigła siły cięgien przenoszą się za pośrednictwem
całkowicie ściśniętej sprężyny 20 i tarczki naciskowej 21 na regulacyjną sprężynę 13.
Po przekroczeniu przez wiatr szybkości obliczeniowej wobec zwiększania się obrotów śmigła ciężary
regulacyjne usiłują znalez
ć się w płaszczyz
nie obrotów śmigła i pokonując siłę wywieraną przez
sprężynę 13, przekręcają jego łopaty w kierunku dalszego zwiększenia kąta natarcia. Przez zmianę
nacisku sprężyny 13 przy pomocy nakrętek, utrzymujących tarczkę naciskową 21 można uzyskać
zapoczątkowanie regulacji przy dowolnych szybkościach wiatru.
Prądnica elektryczna jest umocowana w głowicy zespołu i przy pomocy wierzchnich obejm 1 (rys. 7).
Przekładnia zębata pracuje w odpowiednio wykonanym zagłębieniu głowicy, służącym jednocześnie
jako zbiornik oleju. W dolną część korpusu głowicy jest wciśnięta rura 6, za pośrednictwem której
głowica zespołu jest osadzona w dwu łożyskach 5, mieszczących się w zewnętrznej rurze osadczej 7.
Do dolnej części tej rury są przyspawane cztery płaskowniki, służące do jej przymocowania do
wierzchołka słupa odpowiedniej wysokości.
Zatrzymywanie oraz uruchamianie zespołu dokonuje się również przez przekręcenie łopat śmigła
względem ich osi. Dokonuje się tego przy pomocy cięgna 8, zaczepionego w tulei 12,
przeprowadzonego przez wydrążenie wału śmigłowego i zaopatrzonego w linkę 4. Linka ta jest
uwiązana w środku orczyka 16, przetkniętego przez rurę głowicy 6, a którego oba końce mogą się
przesuwać w kierunku pionowym w dwu szparach, wykonanych w ściance tej rury. Na obu wystających
z rury końcach orczyka opiera się tuleja 17 nasunięta na rurę 6 i zaopatrzona w dwa uchwyty 18,
wystające przez dwa otwory wykonane w osadczej rurze 7. Na tych uchwytach jest zaczepiona
rozwidlona linka nawijana drugim końcem u podnóża wieży na wał kołowrotu.
Dla zapewnienia tulei 17 samoczynnego przesuwania się ku górze przy zwolnieniu linki, na rurze 6, pod
tuleją jest nasunięta odpowiednia sprężyna 19.
Naciągnąwszy przy pomocy kołowrotu linkę, ściska się za pośrednictwem tulei 17, cięgna 8 i tulei 12
obie sprężyny 13 i 20, powodując przekręcenie obu łopat śmigła aż do jego zatrzymania się.
5
Przeprowadzone pomiary szybkości obrotowej prądnicy stwierdziły, że przy zmianie szybkości wiatru z
8 do 24 m/sek szybkości obrotowe prądnicy wzrastają od 1100 do 1300 obr/min przy biegu luzem oraz
od 1000 do 1200 obr/min pod obciążeniem. Średnia nierównomierność szybkości obrotowej wynosi
zatem 1200-1000. Prądnica zespołu o mocy 1000W wytwarza prąd stały o napięciu 24 V. Bateria
akumulatorów posiada pojemność 140 Ah.
Jakkolwiek korpus tego zespołu jest wykonany z żeliwa, jednak można go wykonać również i z blachy
odpowiednio pospawanej, wobec czego cały zespół może być wykonany w każdym warsztacie
mechanicznym. Jako prądnice mogą być zastosowane elektryczne rozruszniki większych samochodów
ciężarowych o odpowiedniej mocy.
Przekładnię można wykonać z:
" przekładni zębatej z silników motorowerowych (od sprzęgła) silnika "Romet", "Simson",
" przekładni łańcuchowej od motorowerów (z tylnego koła i wałka zdawczego) np. od
motoroweru Ogar - duże koło zębate 55 zębów, małe 11, czyli przełożenie 5:1
Powyższy wiatrak zbudował Andrzej Banaszak, poniżej przedstawiam przysłane przez niego zdjęcia:
6
Widok wiatraka
7
Przekładnia i głowica wiatraka
Układ regulacji zamontowany na wiatraku
8