192571. lajstromszámú szabadalom • Fordulatszámszabályozó szerkezet szélkerékhez
1 192 571 2 A találmány szélkerékhez alkalmazható fordulatszámszabályozó szerkezetre vonatkozik, amelynek a szélkerék forgása által keltett centrifugális erő hatására mozgó szabályozósúlyai vannak, amelyek a szélkerék lapáttengelyeivel, ezeknek a szélerő változása függvényében történő elfordítását eredményező mozgásközvetítő mechanizmus útján állnak működési kapcsolatban. A szélenergia hasznosítása világszerte egyre inkább előtérbe kerül. A szélkerekek forgása által szolgáltatott mechanikai munkát általában elektromos árammá alakítják át, vagy vízszállító szivattyút működtetnek vele, de újabban sűrített levegő előállítására is felhasználják, amelynek segítségével kútbóí vizet termelnek. A szélgépek szélkerekének fordulatszáma a szélerősség változása függvényében változik. Bizonyos határon felül azonban a szél erőssége olyan magas fordulatszámot eredményezne, ami a berendezés túlterhelését, szélsőséges esetben tönkremenetelét okozhatná. Ezért a szélkerekeket már régóta különféle rendszerű, a szélkerék-lapátok állítása révén működő fordulatszám-szabályozókkal látják el. Ezek egyik csoportját a röpsúlyos fordulatszámszabályozó szerkezetek alkotják. A 629 361. számú német szabadalmi leírás vízszintes tengelyű szélkerék lapátjainak állítására szolgáló olyan szerkezetre vonatkozik, amelynek csúszóhüvelyes-rugósröpsúlyos mechanizmusa van. A röpsúlyok közvetlenül a rugótartó karokhoz vannak rögzítve. A lapátokat mozgató karok áttételes megoldásúak, sok helyen vannak csapágyazva, ezért már csekély kopások esetén is nagy holtjátékkal kell számolni. A szélgép fogaskerekes hajtóművel van ellátva, ezért bonyolult leállító és indító szerkezettel is fel kell szerelni. Ugyancsak a centrifugális (röpsúlyos) szabályozás elvén vannak felépítve a 954 440. és 806 442. számú francia, valamint a 4 084 921. és 2 139 954. számú USA szabadalmi leírásokból megismerhető szélkerék-lapátálh'tó szerekezetek is. Valamennyi fent említett, ismert szerkezet esetében úgy történik a szabályozás, hogy a szélerősség növekedésével arányosan lendülnek ki a sörpsúlyok, és mozgásuk úgy adódik át a lapáttengelyekre, hogy azok szélnek kitett felülete olyan mértékben csökken, ahogy a kilengés mértéke növekszik. Az elmozdulás rugóerő ellenében történik. Ahogyan a szélerősség csökken, úgy téríti vissza a rugó a lapátokat előbbi helyzetükbe, vagyis egyre nagyobb lapátfelület van a szélnek kitéve. A röpsúlyos szerkezetek alapvető hátránya, hogy a súlyok túlságosan hirtelen lengenek ki egy-egy széllökés hatására, így a lapátok is meglehetősen gyorsan fordulnak el, miáltal a szélkerék annál lényegesen nagyobb mértékben lassul le, mint amit az adott szélerő-növekedés ténylegesen megkövetel. Más szóval: a szélkerék fordulatszámát feleslegesen és túlzottan tág határok között változtatják az ismert röpsúlyos szabályozómechanizmusok, ami pl. a villamosenergia-termelés vagy levegősűrűség hatékonyságának a csökkenéséhez vezet. Ezen túlmenően a jelenleg ismert röpsúlyos fordulatszám-szabályozó szerkezetek zajosak, a viszonylag nagy súrlódási igénybevételek miatt kopásra hajlamosak. A találmány feladata, hogy olyan röpsúlyos szélkerék fordulatszám-szabályozó szerkezetet szolgáltasson, amelynél a röpsúlyok kilendülése nem hirtelen történik, így a lapátok elfordulása a mindenkori szélerőnek megfelelő optimális mértékben következik be, vagyis a szabályozás érzékenysége növekszik. A találmány azon a felismerésen alapszik,hogy amenynyiben a röpsúlyok kilengését hidraulikusan csillapítjuk, a lapátszögek változtatása a mindenkori szélerőnek megfelelően nagy pontossággal és érzékenységgel biztosítható, így a szabályozás nem megy a szélgép hatékonyságának a rovására. E felismerés alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan szélkerék fordulatszám szabályozó szerkezettel oldottuk meg, amelynek a szélkerék forgása által keltett centrifugális erő hatására mozgó szabályozósúlyai vannak, amelyek a szélkerék lapáttengelyeivel, ezeknek a szélerő változása függvényében történő elfordítását eredményező mozgásközvetítő mechanizmus útján állanak működési kapcsolatban, és amelynek az a lényege, hogy a szabályozósúlyok olyan — célszerűen külső — házakban vannak elhelyezve, amelyek membránnal két tér-részre vannak osztva, amelyek közül - a szélkerék geometriai forgástengelye felől tekintve — a belső tér-részben helyezkedik el a szabályozósúly, a külső térrész pedig folyadéktérként van kialakítva, a külső házak folyadékterei egy membránnal ugyancsak két tér-részre osztott — célszerűen belső — vezérlőház folyadékterével állnak kapcsolatban, a belső vezérlőház folyadéktérrel ellentétes tér-részébe égy tolószár egyik vége nyúlik be és támaszkodik a membránra, és a tolószár a membrántól elfelé rugalmas erő ellenében, a membrán felé pedig rugalmas erő hatására a saját geometriai hossztengelye irányában elmozgathatóan van elrendezve, a tolószárhoz azzal együtt mozgó görgőagy van csatlakoztatva, amelyben a lapáttengelyek geometriai hossztengelyével párhuzamos hossztengelyű csapokkal rendelkező görgők vannak ágyazva, amely csapok a lapáttengelyek belső végéhez a görgőagy tolószár-tengely irányú elmozdulása esetén a lapáttengelyek saját geometriai hossztengelyük körüli elfordulását eredményező módon vannak csatlakoztatva. Célszerű, ha a szabályozósúlyok hüvelyben megvezetve ide-oda elmozgatható vezetőszárral vannak ellátva, továbbá, ha a szabályozósúlyok a külső vezérlőházakban levő membránokhoz azok középső tartományában rögzítve vannak, és ha a szabályozósúlyokat korong alakú testek alkotják. A találmány szerinti fordulatszám-szabályozó szerkezet egy előnyös kiviteli alakjára azjellemző, hogy a tolószárat mozgató rugalmas erő kifejtésére szolgáló spirálrugója van, amely a tolószár egy szakaszát körülveszi, és egyik végével egy, a tolószárhoz képest rögzített helyzetű rugótartó peremre, a másik végével pedig egy, a tolószárral együtt ide-oda mozgó tartótagra, pl. a görgőagyat rögzítő csavaranyára támaszkodik. Előnyös, ha a rugótartó perem egy hosszúkás belső üreggel rendelkező, külső menettel ellátott rugóerő-állitó (rugófeszítő) csavar végéhez van csatlakoztatva, amely csavar a szélkeréknek a tolószárhoz képest rögzített helyzetű részéhez, célszerűen egy kúpos szélkerékagy-fedélhez a tolószár hossztengelyének mindkét irányában állíthatóan, a kívánt helyzetében pl. kontraanyával rögzíthetően, és ezzel a rugóerő változtatására alkalmas módon van ágyazva, és a csavar belső ürege a tolószár vezetőhüvelyeként van kialakítva. Egy másik találmányi ismérv szerint a lapáttengelyek belső végéhez e tengelyek hosszanti geometriai középtengelyére merőleges szár (könyöktag) mereven csatlakozik - a szár és tengely előnyösen egy tagban vannak kialakítva —, és a görgők csapjai e szárakhoz vannak - azokra merőlegesen — mereven rögzítve, és a lapáttenge-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
