174597. lajstromszámú szabadalom • Szélerőmű
3 174597 4 tosan, megbízhatóan üzemel, azonnal a szélirányba állítható, anélkül, hogy nehezen legyőzhető, vagy éppen legyőzhetetlenül fellépő erőhatásokkal kellene számot vetni, és optimális kihasználási fokban, gazdaságosan lehet üzemeltetni. Ezt a feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a szélkerék forgástengelyét a szélkerék vagy szélkerekek precesszióját megengedő módon egy további képzetes tengely útján, s e kettővel egy-egy adott szöget bezáró billenőtengely körül, a tartószerkezeten kilendíthetően csapágyaztuk, s a berendezésbe egy olyan pozicionálóberendezést építettünk be, amely a forgórész vezérsíkját a magassági tengely beállítását végrehajtó szerkezettel együtt akkor és úgy végzi el, hogy a forgórész vagy forgórészek a vízszintes szélirányváltozásoktól függően a megfelelő pozícióba beálljon, illetve beálljanak, s erre a célra legalább egy állítószerkezet van elrendezve, amely közvetlenül vagy közvetve a forgórész forgástengelyére olyan forgatónyomatékot gyakorol, amelynek mind a forgórész forgástengelyére, mind a magassági tengelyre merőleges összetevője van, s ennek értékét a forgórész fordulatszámától, valamint a megkívánt és a forgórész, vagy forgórészek szélirányba állításához szükséges mozgástól függően, a magassági tengelyt beállító szerkezet forgat ónyo matékával összhangban egy vezérlőberendezéssel lehet vezérelni a perdület-precesszió törvényszerűségeinek figyelembevételével. A találmány szerint megadott szélerőműnek a technika jelenlegi színvonalához mérten lényeges előnyei vannak. Az ismert szélerőműveknél a forgórész forgatásához, valamint a tartószerkezetnek a függőleges tengely körüli elforgatásához szükséges forgatónyomaték és a szögelfordulás értékének szorzata a rendszerbe vitt munka menynyiségének felel meg, amely a forgórész vagy forgórészek forgómozgásának lassulásában jelentkezik. Ennek az energiának a befektetése kettős veszteségként tekintendő, mivel az az energia, amelyet arra fordítunk, hogy a rendszer a függőleges tengely körül elforduljon, a forgórész vagy forgórészek mozgási energiájának a veszteségeként jelentkezik. Ezzel szemben a találmány szerinti megoldás azon a felsimerésen alapul, hogy a szélerőmü forgórészét vagy forgórészeit pörgettyűnek tekintjük és külső forgatónyomaték útján a pörgettyűn létrejövő precessziót a forgórész vagy forgórészek pozicionálására, azaz szélirányba történő beállítására használjuk ki. A találmány szerinti szélerőműben mindegyik forgórész három, egymással mindenkor szöget bezáró tengelyre mégpedig a forgórész forgástengelyére, a függőleges tengelyre és járulékosan még egy billenőtengelyre van csapágyazva. Ha a berendezés ismertetésénél abból indulunk ki, hogy a magassági tengely függőleges, a forgórész forgástengelye vízszintes, a billenőtengely pedig lényegében vízszintes és ferde helyzetet foglal el a szélirányhoz képest, akkor a forgórészt tartó szerkezetnek valamilyen beállítószerkezet révén a magassági tengely körül történő elforgatása esetén (a b eállító szerkezet lehet például egy forgást létesítő hajtómű, vagy vezérsík) - azon feltétel mellett, hogy a forgórész vagy a forgórészek forognak és ezáltal pörgettyűt alkotnak —, a forgórész tengelyének a tartószerkezet magassági tengelye körül történő elfordulása értelmében, a forgórész vagy forgórészek a billenőtengely körül felfelé vagy lefelé billennek a fellépő precesszió hatása alatt. A billenőtengely elrendezése révén elkerülhető tehát, hogy a precesszióval szemben ható csapágyerők a tartószerkezetre tételeződjenek át. Ilyen csapágyerők nagy átmérőjű (nagyságrendben 100 méter) forgórészek gyors fordulatánál (de még akkor is, ha ezek lassan forognak) olyan nagy értéket képviselnek, hogy megfékezésükhöz olyan nagyméretű tartószerkezetet kellene felépíteni, amelynek kialakítása már gazdaságtalan. Egyébként a korábban már említett kettős energiaveszteséget a magassági tengely körüli elfordulásnál (ha nem lenne billenőtengely) az ismert szélerőműveknél figyelembe kellene venni. Ezzel szemben a találmány szerinti szélerőműnél a tartószerkezetet könnyű kivitelben lehet felépíteni, mert a tartószerkezetnek csak a forgórész, illetve forgórészek súlyát kell felvenni, de nincs szükség arra, hogy a precesszió által létrejött csapágyerőket is felvegye. A találmány szerinti szélerőművet - melynél a rendszernek a magassági tengely körül történő elforgásakor a forgástengely felfelé vagy lefelé elmozdul — járulékos állítóberendezés nélkül csak olyan esetekben lehet üzemeltetni, amikor a vízszintes irányú szél lényegében egyenletes, mindazonáltal a forgórészt a vertikális irányú szélmozgás változásaihoz — például fel- vagy leszálló légáramlásváltozásokhoz - mindig hozzá kell igazítani, Ezt olyan szélkeréknél lehet elképzelni, amely például egy mély völgyben, a völgy irányára ferde helyzetben van felépítve, ahol a szél állandóan a völgy irányából fúj, - de ugyanakkor a szélerő völgyirányú komponensei változhatnak. Ha a találmány szerinti megoldásnak megfelelően kialakított szélerőműnél a forgórészt nemcsak a függőleges irányú (fel, vagy leszálló) légmozgások változásához, de a vízszintes irányban fúvó szél komponenseinek változásához is be kell állítani, akkor a találmány szerint járulékosan még egy beállítóberendezésre is szükség van, mely lehetővé teszi a forgórésznek a billenőtengely csapágyazására ható forgatónyomaték érvényesülését. Ha a találmány szerinti megoldásnak megfelelően felépített szélerőmű forgórészei forgómozgást végeznek, akkor a billenőtengelyre ható forgatónyomaték révén a forgórészek által alkotott pörgettyű-rendszerben precesszió jön létre a magassági tengelyen, s ez a precesszió a forgórészt vagy forgórészeket a vízszintes irányú szélmozgásnak megfelelően állítja be. Ha viszont mind a vízszintes irányú szélmozgásnak, mind a felfelé vagy lefelé szálló légmozgásoknak megfelelő beállítást kell elérni, akkor a precesszió kihasználása alatt a beállítószerkezet segítségével a rendszer magassági tengelyére és a billenőtengelyre egyaránt viszünk forgatónyomatékot. Beállító, illetve állítóberendezés gyanánt a magassági, illetve a billenőtengelyhez szerelt villamos motorok jöhetnek számításba. A beállítószerkezet, illetve berendezés egy vezérlőberendezéssel van összeszerelve, amely arra szolgál, hogy a forgórész vagy forgórészek fordulatszámúnak, valamint a forgórész forgástengelyének szöghelyzetváltozásaira jellemző 5 10 15 10 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
