Vėjo Malūnai: Jų Konstrukcija Elektros Energijai. Kas Tai Yra Ir Kaip Tai Veikia? Prietaisas, Peilių Aprašymas. Kam Skirti Malūnai?

2024 Autorius: Beatrice Philips | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-09 13:33

Žinoti viską apie vėjo malūnus, kas tai yra ir kaip jis veikia, būtina ne tik iš tuščio susidomėjimo. Ašmenų įtaisas ir aprašymas - dar ne viskas, reikia suprasti, kam skirti malūnai. Pakanka pasakyti apie vėjo malūnus ir jų statybą elektros energijai, apie kitą ekonominę vertę.

Kilmės istorija

Malūnai buvo sukurti tuo metu, kai prasidėjo masinis kviečių ir kitų javų auginimas. Tačiau jie negalėjo iš karto panaudoti vėjo jėgos konstrukcijai pasukti. Senovėje ratus sukdavo vergai ar traukiami gyvūnai . Vėliau jie pradėjo kurti vandens malūnus. Ir galiausiai, juk jau buvo vėjo struktūra.

Nepaisant akivaizdaus paprastumo, iš tikrųjų jis yra labai sudėtingas . Tokį gaminį sukurti buvo įmanoma tik atsižvelgus į vėjo apkrovą ir teisingai pasirinkus konkrečios užduoties mechanizmo trukmę. Ir šios užduotys buvo labai įvairios - ir skaldyti medieną, ir pumpuoti vandenį. Ankstyviausi modeliai - „ožkos“- buvo statomi taip pat, kaip ir medinis namas.

Tada atsirado vadinamieji palapinių malūnai, kurie turi fiksuotą korpusą, sukasi tik viršus su pagrindiniu velenu.

Tokie modeliai gali nuvalyti 2 girnas, todėl pasižymi padidėjusiu našumu . Buvo svarstomas malūnas, kuris yra tipiškas, o ne tik utilitarinis įrankis. Ji buvo labai svarbi mituose, legendose ir pasakose. Nebuvo šalių, kuriose tokių idėjų nebūtų. Buvo įvairių mitų motyvų: pamato statybos metu užsikrėtę žmonės, malūne gyvenančios dvasios, paslėpti lobiai, paslaptingos požeminės perėjos ir pan.

Prietaisas ir veikimo principas

Vėjo malūnas veikia, nes oro srovės veikia peilius ir juos pajudina. Šis impulsas patenka į perdavimo įrenginį, o per jį - į faktinę darbinę malūno dalį. Senesnių modelių ašmenys buvo padidinti iki kelių metrų . Tik tokiu būdu buvo galima padidinti sąlyčio su oro srovėmis plotą. Reikšmė parenkama atsižvelgiant į pagrindinę funkciją ir reikiamą galią.

Jei malūnas suprojektuotas su didžiausiomis ašmenimis, jis gali malti miltus . Tai vienintelis sprendimas, užtikrinantis efektyvų sunkių girnų sukimą. Sukūrus aerodinamines koncepcijas, buvo galima patobulinti dizainą. Šiuolaikinė technologinė plėtra leidžia pasiekti gerą rezultatą net esant sąlyginai nedideliam vėjo sąlyčio plotui.

Iškart už grandinės ašmenų yra pavarų dėžė ar kitas transmisijos mechanizmas . Kai kuriuose modeliuose tai pasirodė velenas, ant kurio buvo sumontuoti ašmenys. Kitame veleno gale buvo įrankis (agregatas), kuris atliko darbą. Tačiau šio dizaino, nepaisant jo paprastumo, palaipsniui atsisakyta.

Paaiškėjo, kad tai labai pavojinga ir nepatikima, o sustabdyti malūno darbą net ir rimčiausiu atveju - nerealu.

Pavarų dėžės versija pasirodė daug efektyvesnė ir elegantiškesnė . Pavarų dėžės impulsą iš besisukančių peiliukų paverčia naudingu darbu. Ir verta atjungti pavarų dėžės dalis, galite greitai nutraukti darbą. Todėl mechanizmas nesisuka veltui, ir net staigus vėjo padidėjimas nėra toks baisus. Svarbu: dabar malūnai naudojami tik elektros energijai.

Tačiau net pirmųjų malūnų atsiradimas buvo tikra technologijų revoliucija. Žinoma, šiandien 5-10 litrų. su.ant sparno atrodo visiškai „vaikiško“dydžio. Tačiau epochoje, kai buvo ne tik motoroleriai, bet ir keli šimtmečiai iki garvežių, tai pasirodė didžiulis pasiekimas. XI-XIII amžiuje žmogus gavo savo žinioje valdžią, kuri buvo nepasiekiama ankstesnėje eroje . Ekonomikos energijos tiekimas iš karto labai padidėjo, todėl daugeliu atžvilgių tapo įmanoma staigiai pakilti Europos ekonomika per tą laikotarpį.

Už ir prieš

Patogiausia palyginti vėjo malūną su vandens analogu. Vandens struktūra turi ilgą istoriją ir nepriklauso nuo vėjo pokyčių. Vandens srovės yra daug stabilesnės. Taip pat galite naudoti atoslūgio jėgą, kuri vėjo jėgainei yra visiškai neprieinama . Šios aplinkybės lėmė tai, kad vandens malūnų paplitimas bet kurioje viduramžių valstijoje buvo daug kartų didesnis.

Vėjo jėga grūdams malti, kaip jau minėta, buvo pradėta taikyti vėliau . Be to, šis sprendimas pareikalavo didelių papildomų išlaidų. Tačiau Olandijoje XV amžiuje, o ypač nuo XVII amžiaus pradžios, buvo įvertinti kiti vėjo malūnų privalumai. Jie stumdavo grandines kaušeliais, kurie pašalindavo požeminį vandenį. Be šios naujovės būtų buvę neįmanoma išvystyti reikšmingos šiuolaikinės Nyderlandų teritorijos dalies.

Be to, vėjo malūnas gali net stovėti sausoje vietoje ir būti nepririštas prie vandens telkinio.

Olandijoje vėjo malūnai išpopuliarėjo dėl kitos priežasties .- beveik nuolat pučia vakarų vėjai, nešantys orą iš Atlanto vandenyno link Baltijos jūros. Todėl nebuvo jokių ypatingų problemų tiek dėl peiliukų orientacijos, tiek dėl technologijų naudojimo. Šiais laikais tinkamiausia lyginti vėjo malūnus su vandens malūnais ne pagal kokybę ir grūdų malimo galimybes, o pagal tinkamumą elektros energijai gaminti. Maitinimo šaltinio stabilumas mažėja, tinklo energijos kaina didėja, todėl labai svarbu pasirinkti jums tinkantį tipą.

Vėjo jėgainės dirba iš beveik begalinių išteklių . Kol Žemė turi atmosferą ir saulė apšviečia planetą, vėjai nesiliaus. Tokie prietaisai neteršia aplinkos, nes, skirtingai nei dyzelino ir benzino sistemos, jie neišskiria toksiškų medžiagų. Tačiau vėjo jėgainės neįmanoma vadinti visiškai draugiška aplinkai, nes ji sukuria daug triukšmo, o daugelyje šalių netgi nustato jai teisinius apribojimus. Galiausiai, vėjo malūnas negali normaliai veikti paukščių migracijos sezono metu.

Rusijoje kol kas nėra jokių triukšmo ar kalendoriaus apribojimų . Bet jie gali pasirodyti bet kuriuo metu. Ir bet kuriuo atveju vėjo jėgainių parkas - tiek modernus vėjo malūnas, tiek klasikinis malūnas - negali būti įsikūręs arti būsto. Be to, tikrąjį efektyvumą lemia sezonas, paros laikas, oras, reljefas; visa tai tiesiogiai veikia oro srautą ir jo taikymo efektyvumą.

Kitas vėjo jėgainių parko trūkumas yra jau pastebėtas vėjo nestabilumas. Baterijų naudojimas iš dalies išsprendžia šią problemą, tačiau tuo pačiu apsunkina sistemą ir brangina. Kartais taip pat reikia papildomai naudoti kitus energijos šaltinius . Tačiau vėjo malūnas sumontuotas greitai - atsižvelgiant į aikštelės paruošimą, tai užtruks ne ilgiau kaip 10-14 dienų. Tokiam įrenginiui reikia daug vietos, ypač atsižvelgiant į ašmenų ilgį ir erdvę, kuri dėl saugumo turėtų būti laisva.

Tipo apžvalga

Miltų malimo gamybos vėjo malūnai dirbo su 1 ar 2 girnomis. Kreipimasis į vėją vyksta dviem būdais - portalu ir klubais . Portalo technika reiškia, kad visas malūnas yra visiškai sukamas aplink ąžuolo medienos stulpą. Šis stulpas buvo sumontuotas svorio centre, o ne simetriškai prie kūno. Atsigręžimas į vėją sunaudojo daug energijos, todėl buvo labai sunku.

Tradiciškai portalo malūnai buvo aprūpinti vienos pakopos mechanine transmisija . Ji efektyviai susuko koto veleną. „Bock“malūnas taip pat buvo pagamintas pagal portalo metodą. Tobulesnis pasirinkimas yra palapinės (dar žinoma kaip olandų) schema. Viršutinėje pastato dalyje buvo sumontuotas sūpynės rėmas, palaikantis ratą ir vainikuotas šlaitiniu stogu.

Dėl lengvos konstrukcijos pasukimas į vėją vyksta daug mažiau pastangų . Vėjo rato skerspjūvis gali būti labai didelis, nes jis buvo pakeltas į didelį aukštį. Daugeliu atvejų palapinių malūnas buvo aprūpintas dviejų pakopų transmisija. Tarpinė konstrukcija yra drebulio tipo malūnas. Jame posūkio ratas buvo 0,5 kūno aukštyje, svarbus porūšis yra drenažo malūnas.

Anksčiau vėjo malūno greitį ribojo perdavimo įrenginio stiprumas. Apribojimai buvo susiję su mediniais ratų krumpliaračiais ir tarsais. Dėl to neįmanoma padidinti vėjo energijos panaudojimo koeficiento (efektyvumo). Patys dantys ir jų blauzdos buvo pagaminti pagal šabloną iš aukštos kokybės sausos medienos. Šiam tikslui tinka:

• akacijos;
• Beržas;
• skroblas;
• guoba;
• klevas.

Pagrindinio veleno ratlankis buvo pagamintas iš beržo arba guobos. Lentos buvo išdėstytos dviem sluoksniais. Lauke ratlankis buvo kruopščiai apkarpytas ratu; stipinai buvo laikomi varžtais. Tie patys varžtai padėjo priveržti diskus. Pagrindinis dėmesys tobulinant dizainą buvo skirtas sparnų vykdymui.

Gana senuose malūnuose sparno grotelės buvo padengtos drobe . Tačiau vėliau tą pačią funkciją sėkmingai atliko lentos. Taip pat nustatyta, kad eglės lentos geriau dera. Iš pradžių sparnai buvo sukurti su pastoviu pleišto kampu, kuris svyravo nuo 14 iki 15 laipsnių. Juos pagaminti yra gana paprasta, tačiau per daug vėjo energijos buvo iššvaistyta.

Naudojant spiralinę mentę, galima padidinti efektyvumą iki 50%, palyginti su senesne versija . Kintamas pleišto kampas galiuke svyravo nuo 1 iki 10, o prie pagrindo - nuo 16 iki 30 laipsnių. Vienas iš moderniausių variantų yra pusiau supaprastintas profilis. Baigiantis palapinių malūnų laikotarpiui, jie buvo statomi beveik vien iš akmens. Žinoma, kai kuriais atvejais vėjo sistema buvo prijungta prie vandens siurblio, todėl buvo galima laistyti žemę.

Ankstyviausio tipo tokiose konstrukcijose, kaip ir miltų gamyklose, buvo galima sumažinti sparno plotą, iš dalies nuimant burę arba atidarant žaliuzes. Šis sprendimas leido išvengti žalos net esant stipriam vėjui. Tačiau vis tiek buvo mažo greičio vėjo jėgainės, turinčios daug menčių arba didelio sparno pločio, problema. Priežastis gana akivaizdi - tai labai rimta, varginanti akimirka. Sprendimą rado vokiečių kompanija „Kester“, pagaminusi „Adler“vėjo ratą su minimaliu ašmenų kiekiu ir dideliu atstumu tarp jų; šis dizainas jau turėjo vidutinį greitį.

Dar labiau pažengusios konstrukcijos sparnų siurbimo pusėje buvo aprūpintos specialiais vožtuvais . Todėl derinimas vyko automatiškai, o tai užtikrino kuo didesnį našumą. Veikiant, vožtuvus laikė spyruoklė. Viskas buvo suprojektuota taip, kad dėl šių vožtuvų, net ir aktyviai judant, nebūtų stipraus pasipriešinimo. Jei dėl išcentrinės jėgos buvo viršytas nustatytas greitis, vožtuvai buvo pasukti.

Tuo pačiu padidėjo atsparumas oro srautui, jis buvo naudojamas daug sklandžiau ir ne taip efektyviai, kaip įprasta. Tačiau paprastai buvo įmanoma sumažinti įtempimo momentą. XVIII ir XIX amžiuje vėjo malūnai jau buvo naudojami visoje planetoje . Jie nustojo būti gaminami pusiau rankdarbių metodais, gamyklose jie pradėjo gaminti kelių ašmenų vėjo variklius, pagamintus iš metalo. Iki XIX amžiaus pabaigos tik keli modeliai neturėjo automatinio sukimo greičio reguliavimo ir rato tvirto fiksavimo variklio kryptimi funkcijų.

Pramoninėse šalyse per metus jau buvo pagaminta šimtai tūkstančių gamyklų rinkinių .… Taip pat pradėta gaminti patobulinti ekonomiški modeliai, pirmiausia skirti elektros energijai gaminti. Tokių sistemų galia yra palyginti maža, paprastai neviršija 1 kW, dažniausiai buvo numatyta, kad joje bus sumontuoti ratai su 2-3 irklentės tipo ašmenimis. Prijungimas prie generatoriaus vyksta per reduktorių. Norint kaupti energiją tokiose sistemose, buvo naudojamos mažos ir vidutinės talpos baterijos.

Konstrukcijos ypatybės

Norėdami pastatyti malūną, turite atsižvelgti į daugybę niuansų.

Sėdynės pasirinkimas

Svarbu atsižvelgti į ašmenų sukimąsi. Todėl šalia neturėtų būti pašalinių pastatų ir statinių. Patartina pasirinkti plokščią plotą, kitaip pastatas gali būti iškreiptas. Svetainė yra išvalyta nuo bet kokios augalijos ir kitų trukdančių dalykų . Jie taip pat atsižvelgia į tai, kaip viskas atrodys išoriškai.

Įrankiai ir medžiagos

Jūs netgi galite pastatyti vėjo malūną iš faneros, patvaraus plastiko ar metalo. Niekas taip pat nedraudžia jų derinti. Tačiau nepaisant to, klasikinis požiūris yra optimaliai suderintas su medinės lentos, medienos, faneros naudojimu. Hidroizoliacijai naudojamas polietilenas, stogui - stogo danga. Štai kodėl mums taip pat reikalingi plaktukai ir vinys, grąžtai, pjūklai ir kiti įrankiai medienos statybai: obliavimo staklės, kampiniai šlifuokliai, kaušai ir šepečiai.

Fondas

Nepaisant daugumos vėjo malūnų dekoratyvumo, statybos schema vis dar apima pamatų paruošimą. Kasti skylę ir pilti skiedinį neprivaloma. Pakanka naudoti juostos ar rąstų išdėstymą . Paprastai dizainas yra artimas trapecijos formos. Vidinis ir išorinis rėmai yra sujungti naudojant vertikalius stulpus, išdėstytus tam tikru kampu.

Sienos ir stogas

Dengdami konstrukciją, atkreipkite dėmesį į langų ir durų angas. Ašmenų tvirtinimo taškas taip pat yra labai svarbus . Durys montuojamos su pagalbinėmis tvirtinimo detalėmis. Sijos su ašmenimis gali būti sutvirtintos strypu. Apmušalai galimi bet kokia medžiaga, kuri užtikrina hermetiškai uždarytą paviršių, pati spalvingiausia yra mediena.

Stogo forma parenkama individualiai . Lygus ir tiesus padengimas nėra blogesnis už nustatytą kampą. Stogo dangos sluoksnis užtikrins pakankamą hidroizoliaciją. Priekinis stogas gaunamas naudojant lentas arba fanerą. Nereikia naudoti daugiau dekoratyvinės apdailos.

Vėjo generatoriaus montavimas

Malūnėlis turi būti pastatytas ant sausos, paruoštos vietos. Inkarai naudojami pagal poreikį, kad būtų užtikrintas tvirtinimo tvirtumas. Būtinai patikrinkite įstatymus ir kitus teisės aktus, kad nekiltų problemų. Bet kokiu atveju taip pat laikomasi elektros saugos ir įžeminimo rekomendacijų . Būtina prijungti generatorių per tam tikros sekcijos laidus ir „gatvės“izoliacijoje.

Garsiausi senieji malūnai

Rodo malūnai, esantys netoli Mandrnaki uosto, labai ilgai smulkino grūdus, kurie buvo pristatyti tiesiai į uostą jūra. Iš pradžių jų buvo 13, pagal kitus šaltinius - 14. Tačiau tik 3 yra išlikę iki mūsų laikų ir yra saugomi kaip paminklai. Olandijos saloje situacija yra maždaug tokia pati - vietoj 2000 malūnų išgyveno tik 355 . Jie buvo išardyti praėjusio amžiaus pradžioje, nes poreikis dingo, laimei, gražiausi pastatai išliko.

Taip pat verta paminėti:

Zaanse Schans (į šiaurę nuo Amsterdamo)

Mikonų salų malūnai

Consuegra miestas

Kinderdijk malūno tinklas