HU224256B1

HU224256B1 - Szélgép pneumatikus erőátvitellel

Info

Publication number: HU224256B1
Application number: HU0103756A
Authority: HU
Inventors: Endre Mucsy
Original assignee: Endre Mucsy
Priority date: 2001-09-20
Filing date: 2001-09-20
Publication date: 2005-07-28
Also published as: HUP0103756A2; WO2003025393A1; HU0103756D0; HUP0103756A3

Abstract

A pneumatikus erőátvitellel működő találmány szerinti szélgépnek egyoszlop (10) felső végén függőleges tengely körül elforgathatóanágyazott fejet (11) és a fejben (11) lényegében vízszintes tengelykörül elforgathatóan ágyazott csavart lapátokat (16) tartalmazószélkereke (12) van. Az oszlopban (10), a fejben (11) és a lapátokban(16) a szélkerék (12) kerülete közelében legalább egy levegőkiléptetőnyílásban végződő folytonos levegővezető járat (21) van kiképezve. Alevegővezető járatban (21), annak legalább egy levegőbeléptető nyílása(22) után az áramló levegő áramlási energiáját mechanikai energiáváátalakító legalább egy erőgép (23), előnyösen légturbina, dugattyúsvagy membrános légmotor van elrendezve, amelyhez a mechanikai energiáthasznosító legalább egy munkagép (24), különösen malom, szivattyú vagygenerátor van csatlakoztatva. A lapátok (16) külső, kerületi végénelválasztóidomok (15) vannak, ezen idomokhoz légszivattyúidomok (13),majd ezekhez záróidomok (14) csatlakoznak, és a levegőelvezető járat(21) levegőkiléptető nyílásai a légszivattyúidomok (13) domború,depressziós felületén helyezkednek el.

Description

A leírás terjedelme 10 oldal (ezen belül 3 lap ábra)

HU 224 256 Β1

A találmány tárgya szélgép pneumatikus erőátvitellel, amelynek egy oszlop felső végén függőleges tengely körül elforgathatóan ágyazott fejet és a fejben lényegében vízszintes tengely körül elforgathatóan ágyazott, legalább egy csavart lapátot tartalmazó szélkereke van, amelyben a lapát(ok) szelvényének a szélkerék forgássíkjával bezárt szöge a kerület felé csökken. Az oszlopban, a fejben és a lapát(ok)ban a szélkerék kerülete közelében legalább egy levegőkiléptető nyílásban végződő folytonos levegővezető járat van kiképezve. A levegővezető járatban, előnyösen annak az oszlopban lévő szakaszában vagy egy, a járathoz csatlakozó további légcsatornában a járatban áramló levegő áramlási irányában nézve a járat legalább egy levegőbeléptető nyílása után az áramló levegő áramlási energiáját mechanikai energiává átalakító legalább egy erőgép, előnyösen légturbina, dugattyús vagy membrános légmotor van elrendezve, amelyhez a mechanikai energiát hasznosító legalább egy munkagép, különösen malom, szivattyú vagy generátor van csatlakoztatva. Amikor a szél a kereket forgatja, a kerület közelében kialakított levegőkiléptető nyílásoknál depresszió, szívóhatás, gyenge vákuum keletkezik. Ez a hatás szívja ki a levegőt a levegővezető járatból. Az alábbiakban több szerkezetet mutatunk be a depresszió fokozására, ezek többségére jellemző, hogy a levegőkiléptető nyílások a légszivattyúidomok domború depressziós felületein vannak. Végül egy olyan szerkezetet is bemutatunk, ahol a szívóhatást a levegőkiléptető nyílást körülvevő Venturi-csőszakasz növeli.

Az ilyen szélgépek tehát abban különböznek a hagyományos és elterjedten alkalmazott szélgépektől, hogy a szélkerék és a munkagép, különösen generátor között nincs mechanikus erőátviteli kapcsolat, hanem a szerkezetben áramló levegő közvetíti az energiát.

A CH 282829 számú svájci szabadalmi leírásban ismertetett ilyen szélgép szélkerekének üreges lapátja a sugárra merőleges síkkal elmetszett nyílásban végződik. A szabadalmi leírás szerint a centrifugális erő löki ki a levegőt a lapátból, és így jön létre a turbinát működtető légáramlás. Jóllehet a radiális átömlésű szivattyúk működtetésében valóban jelentős szerepe van a centrifugális erőnek, de a szélgépek esetében a szivattyúzott közeg levegő, amelynek csekély sűrűsége és az itt fellépő kis szögsebesség miatt a centrifugális erő olyan kicsi, hogy a csupán ennek révén keltett gépen belüli légáramlás energiaátvitelére gyakorlatilag nem alkalmas.

Az Engineering 1955. március 25-én megjelent számában közölt cikkből ismert egy 100 kilowatt teljesítményű kísérleti szélgép, amelynek lapátjai a relatív haladási iránynak háttal fordított pipa alakú nyílásban végződnek, hasonlóan a kémények tetején korábban gyakran alkalmazott huzatnövelő szélkakashoz. A szélgépet és a kísérleti eredményeket ismertető cikkben ugyancsak a centrifugális erőnek tulajdonítják a gép működése során annak belső levegővezető járatában keletkező belső légáramlást. A cikkben bemutatott szerkezet a fentebb hivatkozott svájci szabadalom szerinti megoldáshoz képest növeli ugyan a szívást, de nem elég hatékonyan. A nagyméretű kísérleti szélgép szerkesztői úgy ellensúlyozták a gyenge szívóhatást, hogy növelték a szélkerék λ gyorsjárási tényezőjét, vagyis az egy adott szélsebességhez tartozó kerületi sebességet. Ettől azonban romlott a teljesítménytényező, amely a termelt energia és a szélben levő összes energia hányadosa.

Más szerkezetű, hagyományos szélgépekkel szerzett tapasztalatokból ismert, hogy a legkisebb veszteséget, tehát a legnagyobb teljesítménytényezőt λ=3...5 közötti gyorsjárási tényezőjű három-négy lapátos szélkerékkel lehet elérni. Ezzel szemben a megvalósított kísérleti szélgép szélkereke kétlapátos volt, és λ=9,5 gyorsjárási tényező mellett 14%-os teljesítménytényezővel működött akkor, amikor 48 km/óra szélsebességnél a tervezett névleges teljesítményt elérte.

A találmány célja a pneumatikus erőátvitellel működő ismert szélgépek említett hiányosságainak kiküszöbölése, üzemi jellemzőinek javítása, különösen azok alacsony teljesítménytényezőjének növelése. Felismerésünk szerint a kitűzött cél több különböző intézkedéssel és ezek kombinált, összehangolt együttes alkalmazásával érhető el.

A kitűzött célt az egyik találmány szerinti megoldás szerint a bevezető bekezdésben felsorolt ismert jegyekkel rendelkező olyan szélgép kialakításával és alkalmazásával érjük el, amelyben a lapátok külső, kerületi végén elválasztóidomok vannak, ezen idomokhoz légszivattyúidomok, majd ezekhez záróidomok csatlakoznak, és a levegővezető járat levegőkiléptető nyílásai a légszivattyúidom domború, depressziós felületein helyezkednek el.

A szélkeréklapát végein elrendezett, a fenti találmány szerinti szerkezeti jellemzőkkel rendelkező légszivattyúidomok célja, hogy minden szélsebességnél a lehető legnagyobb mértékű légáramlást hozzák létre a szélgép belső, levegővezető járatában.

A találmány szerinti szélgép legfeljebb hat lapátot tartalmazó szélkerekes kiviteli alakjai esetében a szélkerék lapátjához csatlakozó minden légszivattyúidom előnyösen a lapátvégeken elrendezett egyedi elválasztóidom és záróidom között van.

A légszivattyúidom alakja és szögállása hasonló a szélkeréklapát kerületi szakaszához, azzal azonos, vagy annál nagyobb keresztmetszetű lapátszakasz.

Előnyös lehet, hogy a légszivattyúidomok, a szélkerékkel egytengelyű, a szélirányba mozgató axiálventilátor lapátszakaszai, ahol a ventilátorlapátok forgássíkkal bezárt szöge hasonló a szélkeréklapátok szögéhez a sugár fele és negyede közötti szakaszon, és a két lapát profilja lényegében egymás tükörképe.

Mindkét előző esetben előnyös lehet, ha az elválasztóidomok és záróidomok között, a légszivattyúidomok mellett egy-egy légterelő idom is van.

Ugyancsak előnyös lehet, ha a levegőkiléptető nyílások a szélkeréklapátok végén elhelyezett Venturi-csőszakasz belső felületének depressziós szakaszán vannak. A csőszakasz a légszivattyúidom, de a lapáthoz közeli része az elválasztóidom, a távoli része a záróidom szerepét is betölti.

HU 224 256 Β1

A találmány szerinti egyik további szélgép legalább három lapátot tartalmazó szélkerékkel rendelkezik, ahol a lapátvégekhez üreges, gyűrű alakú, közös elválasztóidom csatlakozik, az elválasztó idomhoz csatlakoznak a légszivattyúidomok, melyek a szélkeréknél nagyobb lapátszámú axiálventilátor lapátjai, és ezek végéhez csatlakozik a gyűrű alakú, közös záróidom. A levegőkiléptető nyílások az axiálventilátor üreges lapátjainak domború, depressziós felületein vannak.

Az előzőektől különböző előnyös megoldás lehet, ha legfeljebb hat lapátot tartalmazó szélkerék valamennyi lapátvégének közelében egy-egy menetiránynak háttal álló levegőkiléptető nyílás van, és a nyílásokat térközzel követő belső körvonalú Venturi-csőszakasz veszi körül.

A légszivattyúidom és azt határoló, körülvevő idomok méreteit úgy kell megválasztani, hogy a szélkereket fékező terhelés a kerületi sebességet mindig a legnagyobb teljesítménytényezőt eredményező λ gyorsjárási tényező közelében tartsa. A szélkerék optimális terhelése ezzel még nem oldódik meg teljesen, de a feladatmegoldás további része a szélkeréklapátok végéről részben átkerül a belső áramlás terhelésének optimalizálására, amelynek igen lényeges kérdése a szélkerék újszerű méretezése.

A szélkerék külső felületén akkor keletkezne a legkevesebb veszteség, ha a lapátok vastagság nélküli felületek lennének. A hagyományos, ismert szélkerekek külső végéhez közeledve a keresztmetszet csökken, a központ felé haladva pedig növekszik. Ez azért van így, mert a lapát forgatja a tengelyt, és a lapátot terhelő hajlítónyomaték a tengelyhez közeledve növekszik. A pneumatikus erőátvitelű szélgépben ezzel szemben a szélkerék ellenállás nélkül, szabadon forog, a lapátok elsősorban nem a tengelyt, hanem a lapátok végén levő légszivattyúidomokat mozgatják. Ebből a szempontból a lapát külső végének kellene vastagabbnak lenni. A pneumatikus erőátvitelű szélgépekben azonban a lapát nemcsak a szélkerék legfontosabb része, hanem egyben a belső levegővezető járat, illetve járatrendszer legkritikusabb szakasza is. Az áramlási ellenállás alacsony értéken tartásához a minél nagyobb belső keresztmetszetű lapát lenne alkalmasabb. A lapát keresztmetszetének növelése azonban a lapát külső felületén keletkező veszteséget növeli, míg a keresztmetszet csökkentése a belül áramló levegő ellenállását növeli. A két ellentétes követelmény együttes optimumát kell megtalálni. A lapátok végén elhelyezett légszivattyúidom növeli a szívóhatást, ezzel lehetővé teszi a λ gyorsjárási tényező csökkentését. Ettől csökken a veszteség a külső felületen, növelhető a lapátszám és a lapátok együttes keresztmetszete, amitől a belső veszteség is csökken. Az optimumra méretezett légszivattyúidomokkal ellátott szélkerekek alkalmazásával tehát a korábbinál jobb hatásfokú találmány szerinti szélgépek készítése válik lehetővé.

A találmány szerinti szélgépekben alkalmazott záró- és elválasztóidomok feladata, hogy megakadályozzák a levegő áramlását a lapátok és a légszivattyúidomok felületén kialakult különböző nyomású részek között. Az előző bekezdésben foglaltakból következik, hogy a hagyományossal ellentétben a találmány szerinti szélgép szélkeréklapátjai még a végükön is jelentős keresztmetszetűek. Ilyen körülmények esetében, a szívott és nyomott oldal között a lapátvég megkerülésével olyan áramlás keletkezhet, amely jelentős veszteséget okozó örvénysort hoz létre. Ez a veszteség az elválasztóidom és a záróidom elhelyezésével csökkenthető. A szélkeréklapátok csak az elválasztóidomig tartanak, a légszivattyúidom, ahol a levegőkiléptető nyílások vannak, nem vesz részt a kerék forgatásában, hanem a kerék forgását fékezi. A szivattyúzófelületeken a légnyomás különbözik a kereket forgató lapátrészeken kialakult nyomástól, ezért kell a két felület között elválasztóidomot elhelyezni.

A találmány alapjául szolgáló további felismerés, hogy a teljesítménytényező növelése érdekében igen lényeges a légszivattyúidomról távozó levegő irányítása. A forgó szélkerék lapátjai körül nyomáskülönbség alakul ki. A széliránnyal szemben álló felületeken túlnyomás, a háttal álló, domborúbb felületeken szívás, azaz depresszió keletkezik. A nyomáskülönbségből származó erőknek a szélkerék tengelyével párhuzamos eredője a csapágyakat és az oszlopot terheli, az érintőirányú eredő a kereket forgatja. A szélkerékről távozó levegő tengelyirányú sebessége kisebb az odaérkező levegő sebességénél, és a távozó légáram a kerékkel ellentétes irányba forog. E kétféle mozgás révén a távozó levegőnek jelentős mozgási energiája van, ezért nem lehet a szélkerékkel az oda érkező szél teljes energiatartalmát kinyerni. Az energianyereség legfeljebb az érkező és a távozó szél energiatartalmának különbsége lehet.

A hagyományos szélgépekből az energia a szélkeréktengelyen távozik, majd a generátorban villamos energiává alakul. A termelt villamos energia és a szélenergia százalékban kifejezett hányadosa a szélgép teljesítménytényezője. A hagyományos szerkezetű korszerű szélgépek teljesítménytényezője legfeljebb 30-40%, de az ilyen szélgépek a 3-5 m/s sebességű szél szerény energiatartalmát nem tudják hasznosítani. Ez azért jelentős hátrány, mert a kontinentális éghajlatú vidékeken gyakran fúj ilyen gyenge vagy közepes sebességű szél, így a hagyományos szélgépekkel az összes szélenergia jelentős része nem hasznosítható.

Egy további, igen hatékony célszerűségi intézkedéscsoport jellemzői szerint a találmány szerinti szélgép előnyös kiviteli alakjait képezik az olyan szerkezeti megoldások, amelyekben a légszivattyúidomok egy, a szélkerékkel azonos lapátszámú axiálventilátor lapátjaiként vannak kialakítva, amelyeknek a szélkerék forgássíkjával bezárt lapátszöge lényegében azonos a szélkeréknek az elválasztóidomtól sugárirányban befelé eső középtartományában a szélkeréklapátoknak a lapátsugár fele és negyede közötti lapátszakaszokban mért lapátszögével, az axiálventilátor-lapátok szelvényalakja pedig legalább közelítőleg tükörképe a szélkeréknek az elválasztóidomtól sugárirányban befelé eső középtartományában lévő szélkeréklapátok szelvényalakjának. Ilyen légszivattyúidomok alkalmazása

HU 224 256 Β1 eredményeként a kiszivattyúzott levegő és a depressziót létrehozó külső légáramlat az eredeti szél irányával azonos irányba, de annál nagyobb sebességgel hagyja el a szélkerék peremét. A gyors légáramlat a szélkeréken lelassult levegővel keveredik, azt magával ragadja. A veszteség tehát visszakerül a légáramlatba, így több energia fordítható a belső áramlás létrehozására. Az axiálventilátorról távozó levegő a kerékkel azonos irányba forog, és a szélkerékről távozó levegő ellentétes irányú, energiaemésztő forgását lassítja. Az ilyen szerkezeti kialakításhoz a már említett, megfelelő szögállású légterelő idomok és Venturi-csőszakaszok ugyancsak előnyösen társíthatok. Az axiálventilátorhoz hasonló kialakítású légszivattyúidomok alkalmazásának további két előnyös hatása is van. Ezek egyike az, hogy az előre mozgatott levegő a széllel szembe ható erőt fejt ki a ventilátorlapátra. Ez az erő ellentétes irányú a szélkeréklapátra ható szélirányú erővel, így a csapágyak és az oszlop terhelését csökkenti. A másik előnyös hatás, hogy axiálventilátor-lapátok és a többi hasonló szerkezet sokkal nagyobb szöget zárnak be a forgás síkjával, mint a szélkeréklapát vége, ezért a szélkereket hatékonyan gyorsítja, amikor az áll, vagy csak lassan forog, és a szél erősödik. Az axiálventilátor jellegű lapátvégi légszivattyú idomok tehát időlegesen úgy működnek, mint egy kis lambdájú szélkerék.

Az olyan találmány szerinti szélgépek csoportján belül, amelyekben a légszivattyúidomok axiálventilátor-lapátokként vannak kialakítva, előnyös kiviteli alakokat képeznek az olyan szerkezeti megoldások is, amelyekben a szélkerék forgástengelyével egytengelyű folytonos csőszakaszokként kialakított közös záróidom és elválasztóidom között a szélkerék lapátszámánál nagyobb számú axiálventilátor-lapát van elrendezve.

Megemlítjük végül, hogy a kitűzött célt, nevezetesen a pneumatikus erőátvitellel működő ismert szélgépek üzemi jellemzőinek javítását, különösen azok alacsony teljesítménytényezőjének növelését elérhetjük egy másik találmány szerinti megoldás alkalmazásával is, amely szerint a bevezető bekezdésben felsorolt ismert jegyekkel rendelkező szélgépben a lapátok végén kialakított legalább egy, a menetiránynak háttal álló levegőkiléptető nyílást egy annak kontúrját térközzel követő belső körvonalú Venturi-csőszakasz veszi körül.

A találmány szerinti szélgépet az alábbiakban annak csupán egyes előnyös példaképpen! kiviteli alakjai és szerkezeti részletei bemutatásával a csatolt rajz ábráira hivatkozással ismertetjük részletesebben. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti szélgép egy első példaképpen! kiviteli alakjának elvi felépítését bemutató vonalas vázlat, a

2. ábra az 1. ábra szerinti szélgép egy, az adott esetben négylapátos szélkerekét homloknézetben feltüntető vázlat, a

3. ábra a szélkerék egy lapátjának kiemelt oldalnézeti vázlata, amelyen feltüntettünk egy, a lapát végén kialakított elválasztóidomot, légszivattyúidomot és záróidomot, valamint a forgástengelytől mért különböző távolságokban a rajz síkjába beforgatva érzékeltetjük a csavart lapát sugárirányban csökkenő lapátszögű kereszmetszeti szelvényeit, a

4. ábra a találmány szerinti szélgép egy másik előnyös példaképpen! kiviteli alakjának elvi felépítési vázlata, az

5. ábra a 4. ábra szerinti kiviteli alak szélirányból vett homloknézete, a

6. ábra az 5. ábra kiemelt részlete a légszivattyúidomokon áthaladó hengerrel elmetszve és síkba terítve (7. igénypont), a

7., 8. és a 10. ábra a 3. ábra H-H metszetének egy-egy változata. A 7. ábra a 3. igénypont szerinti, a 8. ábra az 5. igénypont szerinti, a 10. ábra a 4. igénypont szerinti kiviteli alak, a

9. ábra kiviteli alak, ahol a lapát végén Venturi-csőszakasz van a forgás tengelyére merőleges síkkal elmetszve (6. igénypont), a

11. ábra előnyös kiviteli alakot ábrázol a lapátvég haladási irányába készített nézeti vázlaton, a

12. ábra a forgástengelyre merőleges A-A metszet, a 13. ábra a sugárra merőleges B-B metszet (8. igénypont).

Az 1. ábrán elvi vázlatban feltüntetett találmány szerinti szélgépnek egy 10 oszlop felső végén függőleges tengely körül elforgathatóan ágyazott 11 feje és a 11 fejben vízszintes tengely körül forgathatóan ágyazott 12 szélkereke van. A 2. ábrán látható, hogy az adott példaképpen! kiviteli alak esetében a 12 szélkerék négy darab 16 lapátot tartalmaz, amelyek önmagukban ismert kialakítású, úgynevezett csavart lapátok. Ez jól érzékelhető a 3. ábrából, amelyen a 12 szélkerék forgástengelyétől mért különböző távolságokban a rajz síkjába beforgatva feltüntettük egy 16 lapát sugárirányban csökkenő lapátszögű keresztmetszeti 17 szelvényeit is. A 11 fej és a 12 szélkerék csapágyazásai a 21 levegővezető járat belső terét a környezettel szemben záró, a környezetből a 21 levegővezető járatba környezeti levegő beáramlását gátló tömítésekkel vannak ellátva. A 10 oszlopban, a 11 fejben és a 16 lapátokban így a 12 szélkerék kerülete közelében a későbbiekben még részletesen bemutatásra kerülő, például a 3. és a 6. ábrán is látható 18 levegőkiléptető nyílásokban végződő folytonos 21 levegővezető járat van kiképezve. A 16 lapátok végén 15 elválasztó idomok vannak, ezen idomokhoz 13 légszivattyúidomok, majd ezekhez 14 záróidomok csatlakoznak.

A 21 levegővezető járat 10 oszlopban lévő szakaszába az abban áramló levegő áramlási irányában nézve 22 levegőbeléptető nyílásai után a 21 levegővezető járatban áramló levegő áramlási energiáját mechanikai energiává átalakító 23 erőgépként egy légturbina van beépítve, amelyhez a mechanikai energiát hasznosító 24 munkagépként egy generátor van csatlakoztatva.

HU 224 256 Β1

A találmány szerinti szélgépnek a rajz 3., 6., 7., 8. és 10. ábrán különösen jól érzékelhető egyik meghatározó szerkezeti jellemzője szerint a 21 levegővezető járat 18 levegőkiléptető nyílásai a 13 légszivattyúidomok domború, depressziós felületén vannak kialakítva. Amennyiben a 12 szélkerék legfeljebb hat darab 16 lapátot tartalmaz, így például a találmány szerinti szélgépnek a csatolt rajz 1. és 2. ábráján látható, négy darab 16 lapátot tartalmazó kiviteli alakjai esetében, az egyes 16 lapátok végein kiképzett 13 légszivattyúidomok rendre egy-egy diszkrét 14 záróidommal és 15 elválasztóidommal vannak határolva. Legalább három vagy ennél több 16 lapátot tartalmazó 12 szélkerekes találmány szerinti szélgépek kialakíthatók ugyanakkor a rajz 4. és 5. ábráin feltüntetett módon úgy is, hogy a közös 14 záróidom és a 15 elválasztóidom a 12 szélkerék forgástengelyével egytengelyű, a 16 lapátokat összekötő folytonos gyűrűkként vannak kiképezve. Mindkét fentebb említett kiviteli alak esetében fokozott szivattyúzóhatás érhető el azáltal, ha a 13 légszivattyúidomok a 15 elválasztóidomoktól sugárirányban befelé eső lapátszakaszok keresztmetszeti 17 szelvényével legalább közelítőleg azonos alakú és állású, de annál nagyobb keresztmetszetű, különösen nagyobb vastagságú 17 szelvénnyel vannak kialakítva, amint az a

7. ábrán látható. Ezzel kombináltan vagy akár csupán önállóan alkalmazható szivattyúzási hatásfoknövelő intézkedés szerint, amelyet a rajz 8. ábrája érzékeltet, a 13 légszivattyúegységek depressziós oldali 18 levegőkiléptető nyílásaihoz legalább egy 19 légterelő idomot is társíthatunk.

A szívóhatás ugyancsak növelhető a 9. ábrán látható szerkezeti kialakítás alkalmazásával is, amely szerint a 12 szélkerék 16 lapátjainak külső végén rendre egy a 13 légszivattyúidomot képező 20 Venturi-csőszakasz van elrendezve, amelynek tengelye a 12 szélkerék forgássíkjával legalább közelítőleg akkora szöget zár be, mint amekkora 16 lapátok lapátszöge a 12 szélkeréknek a 15 elválasztóidomtól sugárirányban befelé eső középtartományában a lapátsugár fele és negyede közötti lapátszakaszokban.

Korábban már említettük, hogy a szélkerék mozgatására fordított szélenergiának csak egy része hasznosul a levegőnek a szélgép 21 levegővezető járatában való áramoltatására. A szélenergia másik része a lapátvégi 13 légszivattyúidomokat körülvevő levegőnek adódik át. Az energiának ez a része elkerülhetetlen veszteség, mert ez a külső légmozgás kelti a depressziót, amely a belső áramlást szüli. A találmány szerint azonban ez a veszteséghányad csökkenthető azáltal, ha a csatolt rajz 1., 2., 3. ábráján érzékeltetett szerkezeti megoldással a 13 légszivattyúidomokat egy, a 12 szélkerékkel azonos lapátszámú axiálventilátor lapátjaiként alakítjuk ki. Az ilyen axiálventilátor-lapátoknak a 12 szélkerék forgássíkjával bezárt lapátszöge legalább közelítőleg azonos a 12 szélkeréknek a 15 elválasztóidomtól sugárirányban befelé eső középtartományában a 12 szélkeréklapátoknak a lapátsugár fele és negyede közötti lapátszakaszokban mért lapátszögével. Az axiálventilátor-lapátok 17’ szelvényének alakja pedig legalább közelítőleg tükörképe a 12 szélkerék 15 elválasztóidomtól sugárirányban befelé eső középtartományában lévő szélkeréklapátok szelvényalakjának.

Ezen intézkedés érvényesítésével előnyösen kialakíthatók olyan, a csatolt rajz 4., 5. és 6. ábráján bemutatott találmány szerinti szélgépek, amelyekben a szélkerék forgástengelyével egytengelyű folytonos gyűrűkként kialakított 14 záróidom és 15 elválasztóidom között a 12 szélkerék lapátszámánál nagyobb lapátszámú axiálventilátor-lapátként kialakított lapátszakasz, és ezáltal a 12 szélkerék lapátszámánál nagyobb számú 13 légszivattyúegység van elrendezve.

A fentiekben ismertetett találmány szerinti szélgép mindegyik kiviteli alakjának közös és meghatározó jellemzője, hogy a 21 levegővezető járat 18 nyílásai a légszivattyúidomok domború, depressziós felületén vannak kialakítva, a szívott és a nyomott lapátfelületek közötti nyomáskiegyenlítő légáramlást gátló 14 záróidom és a 14 záróidommal legalább közelítőleg párhuzamos 15 elválasztóidom van elrendezve.

Egy alternatív találmány szerinti megoldás, amelynek egy csupán példaképpen! kiviteli alakját a csatolt rajz 11., 12. és 13. ábráin mutatjuk be, a pneumatikus erőátvitellel működő, a relatív haladási iránynak háttal fordított 18 levegőkiléptető nyílású lapátos technika állását képező szélgépek hatásfoka számottevően javítható már csupán azzal is, hogy a 18 levegőkiléptető nyílás körül egy annak kontúrját térközzel követő belső körvonalú 20 Venturi-csőszakaszt rendezünk el.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Szélgép, amelynek egy oszlop felső végén függőleges tengely körül elforgathatóan ágyazott fejet és a fejben lényegében vízszintes tengely körül elforgathatóan ágyazott, legalább egy csavart lapátot tartalmazó szélkereke van, amelyben a lapát(ok) szelvényének forgássíkkal bezárt szöge a kerület felé csökken, az oszlopban, a fejben és a lapát(ok)ban a szélkerék kerülete közelében legalább egy levegőkiléptető nyílásban végződő folytonos levegővezető járat van kiképezve, a levegővezető járatban, előnyösen annak az oszlopban lévő szakaszában, vagy egy ahhoz csatlakozó további légcsatornában a járatban áramló levegő áramlási irányában nézve a járat legalább egy levegőbeléptető nyílása után a levegővezető járatban áramló levegő áramlási energiáját mechanikai energiává átalakító legalább egy erőgép, előnyösen légturbina, dugattyús vagy membrános légmotor van elrendezve, amelyhez a mechanikai energiát hasznosító legalább egy munkagép, különösen malom, szivattyú vagy generátor van csatlakoztatva, azzal jellemezve, hogy a lapátok) (16) külső, kerületi végén elválasztható idom(ok) (15) van(nak), ezen idom(ok)hoz légszivattyúidom(ok) (13), majd ez(ek)hez záróidom(ok) (14) csatlakoznak, és a levegővezető járat (21) levegőkiléptető

HU 224 256 Β1 nyílásai (18) a légszivattyúidomok (13) domború, depressziós felületén helyezkednek el.
2. Az 1. igénypont szerinti szélgép, azzal jellemezve, hogy legfeljebb hat lapátot tartalmazó szélkereke (12) van, és valamennyi lapát (16) végéhez egy-egy elválasztóidom (15), legalább egy légszivattyúidom (13) és egy-egy záróidom (14) csatlakozik.
3. Az 1. és 2. igénypontok szerinti szélgép, azzal jellemezve, hogy a légszivattyúidom (13) alakja és szögállása hasonló a lapát (16) kerületi szakaszához; azzal azonos, vagy annál nagyobb keresztmetszetű.
4. A 1. és 2. igénypontok szerinti szélgép, azzal jellemezve, hogy a légszivattyúidom(ok) (13) a szélkerékkel egytengelyű, a szélirányban mozgató axiálventilátor lapátjai, ahol ezeknek a lapátoknak a forgássíkkal bezárt szöge lényegében egyenlő a szélkerék lapátjainak (16) szögével a sugár fele és negyede közötti szakaszon, és a két lapát profilja lényegében egymás tükörképe.
5. A 3. vagy 4. igénypontok bármelyike szerinti szélgép, azzal jellemezve, hogy az elválasztóidom(ok) (15) és a záróidom(ok) (14) között a légszivattyúidom(ok) (13) mellett egy-egy szívást fokozó légterelő idom (19) is van.
6. Az 1. igénypont szerinti szélgép, azzal jellemezve, hogy legfeljebb hat lapátot tartalmazó szélkereke (12) van, és valamennyi lapát (16) végéhez egy-egy Venturi-csőszakasz (20) csatlakozik, melynek a fala képezi az elválasztóidomot (15) és a záróidomot (14), a belső felülete pedig a légszivattyúidomot (13).
7. A 1. igénypont szerinti szélgép, azzal jellemezve, hogy legalább három lapátot tartalmazó szélkereke (12) van, és valamennyi lapát (16) végéhez üreges, gyűrű alakú, közös elválasztóidom (15) csatlakozik, az elválasztó idomhoz csatlakoznak a légszivattyúidomok (13), melyek a szélkeréknél nagyobb lapátszámú axiálventilátor lapátjai, és ezek végéhez csatlakozik a gyűrű alakú, közös záróidom (14), a levegőkiléptető nyílások (18) az axiálventilátor üreges lapátjainak domború, depressziós felületein vannak.
8. Szélgép, amelynek egy oszlop felső végén függőleges tengely körül elforgathatóan ágyazott fejet és a fejben legalább közelítőleg vízszintes tengely körül elforgathatóan ágyazott, legalább egy csavart lapátot tartalmazó szélkereke van, amelyben a legalább egy lapát szelvényének a szélkerék forgássíkjával bezárt szöge a szélkerék forgástengelyétől a lapátvég irányába haladva csökken, az oszlopban, a fejben és a lapát(ok)ban a szélkerék kerülete közelében legalább egy levegőkiléptető nyílásban végződő folytonos levegővezető járat van kiképezve, a járatban, előnyösen annak az oszlopban lévő szakaszában vagy egy, a járathoz csatlakozó további légcsatornában a járatban áramló levegő áramlási irányában nézve a járat legalább egy levegőbeléptető nyílása után a járatban áramló levegő áramlási energiáját mechanikai energiává átalakító legalább egy erőgép, előnyösen légturbina, dugattyús vagy membrános légmotor van elrendezve, amelyhez a mechanikai energiát hasznosító legalább egy munkagép, különösen malom, szivattyú vagy generátor van csatlakoztatva, és a lapátvégek közelében elhelyezett levegőkiléptető nyílások (18) a lapátvégek menetirányához képest háttal állnak, azzal jellemezve, hogy a levegőkiléptető nyílásokat egy-egy, a nyílást térközzel követő belső körvonalú Venturi-csőszakasz (20) veszi körül.