3.1.2. Bơm nước dùng sức gió

Một trong những ứng dụng sức gió trong sản xuất là sử dụng trực tiếp năng lượng cơ học của turbin để chạy bơm nước. Trường hợp này người ta gọi là động cơ gió. Hình 3.3 giới thiệu sơ đồ hoạt động của một động cơ gió trục ngang nhiều cánh quay để kéo bơm nước. Hệ thống bơm nước dùng sức gió kiểu này có thể đưa nước lên cao 100m.

Động cơ nước được thiết kế phải đạt được các yêu cầu sau:

 Khởi động và bắt đầu làm việc ở vận tốc 2m/s.

 Làm việc với hiệu suất cao ở tốc độ gió 2,5 - 3m.

 Tự động định hướng theo chiều gió và hạn chế số vòng quay khi gió quá mạnh, có bộ phận tự đóng mở an toàn khi có gió bão lớn.

 Đạt dược hiệu suất tương đối cao, kích thước gọn nhẹ, kết cấu đơn giản, giá thành hạ.

Nguyên lý làm việc của máy bơm chạy bằng sức gió như sau: chuyển động quay của turbin gió 1 được biến thành chuyển động tịnh tiến của thanh truyền 4 nhờ cơ cấu biên tay quay, qua cần bẩy 5, thanh nối 6 đến piston 7. Để đảm bảo việc tư động định hướng theo chiều gió, turbin dược đặt trên hai ổ đỡ bi côn và có thể quay tự do, ống trong của ổ đỡ dược bố trí con trượt và cơ cấu tay quay con trượt.

Có thể tham khảo các thông số kĩ thuật của một hệ thống bơm nước chạy bằng sức gió đã được đo đạc, kiểm tra đánh giá theo kết quả tính toán lý thuyết dưới đây:

 Đường kính turbin: 3,3m

 Tỷ số giữa tốc độ quay đầu cánh quạt và tốc độ gió: 1,3

 Chiều cao cột đỡ : 3,5m

 Khối lượng turbin: 150kg.

Nhờ có cơ cấu tự động nên hạn chế được tốc độ quay, đảm bảo động cơ làm việc an toàn. Khi tốc độ gió lớn hơn 7 m/s, cánh hướng gió sẽ chuyển động lệch đi một góc nào đó để hạn chế tốc độ quay của turbin. Khi tốc độ gió nhỏ hơn 7 m/s cánh hướng gió nằm vuông góc với hướng gió. Khi có gió bão lớn hơn 14 m/s thì turbin ngừng quay. Máy còn được thiết kế tời quay chủ động ngừng hoạt động khi dông bão.