PL165022B1 - Wietrzny silnik płatowy - Google Patents

Abstract

Wietrzny silnik płatowy, którego łopatki są osadzone na poziomym wale, a płaszczyzny wirujących płatów są obrócone o pewien kąt, względem powierzchni wyznaczonej wirowaniem łopatek, znamienny tym, że układ płatów (8), w czasie wirowania wyznacza obrotową bryłę stożkową, przy czym wierzchołek stożka, wirujących płatów (8)jest skierowany w stronę przeciwną, kierunkowi przepływającego wiatru, ponadto stożkowy układ wirujących płatów składa się z wału (1), na którym w odległości L są zabudowane obejmy (2) i (5), a na obejmie (2) są promieniście zamontowane krótkie konsole (4), natomiast do obejmy (5), są umocowane promieniście belkiwspornikowe (6), ponadto między zaczepami (3), konsolami (4) a końcówkami belek (6) są dwupoziomowo-ukośnie, względem osi wału (1), rozpięte cięgna (7), natomiast między parami ukośnych cięgien (7), są zawieszone płaty (8), tworzące konstrukcję powłokową, pracującą na rozciąganie.

Description

Przedmiotem wynalazku jest wietrzny silnik płatowy. Znane są wietrzne silniki śmigłowe, przetwarzające energię wiatru w pracę mechaniczną. W wietrznych silnikach śmigłowych łopatki śmigła są prostopadłe do poziomego wału silnika, a płaszczyzny łopatek są obrócone o pewien kąt, względem płaszczyzny wirowania silnika, prostopadłej do kierunku wiatru. Łopatki śmigła, zamocowane w głowicy silnika, w ilości od dwóch do kilkudziesięciu, pod względem statycznym pracują jako belki wspornikowe. Moc silnika nie zależy od ilości łopatek, a jedynie od średnicy wirnika oraz profili i kształtu łopatek. Wał jest ułożyskowany w głowicy silnika. Obroty wału poziomego są zwykle przenoszone na wał pionowy (za pomocą przekładni zębatej). Niekiedy wał poziomy sprzęga się w obrębie głowicy z wałem prądnicy elektrycznej, napędzanej przez silnik wiatrowy. Obrotowe (na pionowej osi) osadzenie głowicy, umożliwia jej ustawienie zgodne z kierunkiem wiatru, uzyskiwane w wyniku parcia wiatru na ster kierunkowy silnika. Opisany powyżej typ wietrznych silników śmigłowych, jest najstarszym i nabardziej rozpowszechnionym rozwiązaniem technicznym. Jego wadą jest to, że długie łopatki pracują niekorzystnie w układzie belek wspornikowych.

Ponadto budowa poszczególnych łopatek jest skomplikowana, gdyż zewnętrzna powłoka, wykonana z blachy lub innego tworzywa, wspiera się na konstrukcji szkieletowej, która z kolei jest zawieszona na belce wspornikowej. Na skutek działania bardzo silnych wiatrów, końcówki długich łopatek, przekraczają obrotową prędkość dopuszczalną, co grozi zniszczeniem konstrukcji wiatraka. W związku z tym obrotową prędkość wirnika śmigłowego reguluje się (często samoczynnie) przez zmienienie kąta, między osią głowicy a kierunkiem wiatru, stosując w tym celu dodatkowy ster bezpieczeństwa, lub przez obracanie śmigieł dookoła ich własnej osi, co wymaga zabudowy dodatkowych mechanizmów regulujących.

Wietrzny silnik płatowy, według wynalazku, posiada układ płatów, które w czasie wirowania, wyznaczają obrotową powierzchnię stożkową, przy czym wierzchołek stożka wirujących płatów jest ukierunkowany w stronę przeciwną, w stosunku do kierunku przepływającego wiatru. Na poziomym wale obrotowym są zabudowane dwie obejmy. Przednia obejma wału (od strony nawietrznej) posiada zaczepy oraz promieniście rozmieszczone krótkie konsole. Na drugiej obejmie znajdują się promieniste belki wspornikowe. Między zaczepami, konsolami przedniej obejmy a końcówkami belek wspornikowych drugiej obejmy są rozpięte cięgna, rozmieszczone dwupoziomowo, ukośnie względem osi wału. Między parami cięgien są zawieszone płaty łopatek, które pracują w układzie napiętych powłok. Powierzchnie płatów, wyznaczone napiętymi cięgnami, są obrócone o pewien kąt, względem powierzchni tworzącej wirującego stożka. Obrotowe osadzenie

185 022 wału silnika na osi pionowej, zbudowanej na przecięciu się z wałem poziomym, po stronie wierzchołka wirującego stożka, umożliwia samoczynne ustawianie się układu wirującego, zgodnie z kierunkiem wiatru.

Wietrzny silnik płatowy, według wynalazku, w stosunku do powszechnie stosowanych wietrcznych silników śmigłowych, charakteryzuje się zwartą i uproszczoną budową. Dzięki niewielkim gabarytom nie wymaga stosowania sterów, kierującego i bezpieczeństwa.

Wynalazek przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 przedstawia przekrój pionowy, wzdłuż linii W-W, który stanowi widok czołowy na układ płatów silnika, fig. 2 - przekrój poziomy wzduż linii A-A, przez układ płatów silnika, a fig. 3 - przekrój pionowy wzdłuż linii B-B, przez zespół napędowo prądotwórczy.

Na poziomym wale obrotowym 1 (oś x-x), w odległości 1 są zabudowane dwie obejmy 2 i 5. Obejma 2, osadzona od strony nawietrznej (w-w), posiada zaczepy 3 oraz promieniste konsole 4. Do drugiej obejmy 5 są promieniście zamocowane dłuższe belki wspornikowe 6. Między zaczepami 3, konsolami 4 oraz końcówkami belek 6 są (dwupoziomowo, ukośnie, względem osi wału 1), zawieszone cięgna 7. Między parami tych cięgien 7, są rozpięte nośne płaty 8, które tworzą układ powłokowy, pracujący na rozciąganie. Płaszczyzny płatów 8, wyznaczone nośnymi ciągnami 7, są obrócone o pewien kąt; względem powierzchni tworzącej wirującego stożka. Wał 1 (oś x-x) jest osadzony obrotowo na trójramiennej głowicy 9, która scalona z pionowym wałem 10, umieszczonym w łożyskach 11 i 12, wykonuje obroty wokół pionowej osi z-z, ustawiając samoczynnie wirujący stożek, zgodnie z kierunkiem wiatru. Końcówka wału 1, wystająca po przeciwnej stronie głowicy 9, jest sprzęgnięta z urządzeniem prądotwórczym 13, przy użyciu sprzęgła i przekładni obrotów 14. Pomost 15, na którym znajdują się urządzenia prądotwórcze i pomocnicze, jest na stałe połączony z obrotowym wałem 10. Zestaw urządzeń prądotwórczych i pomocniczych jest zamknięty w szczelnej kapsule 16. W górnej kondygnacji wieży 17 jest zabudowany pomost 18, który służy do przeglądu i konserwacji całego zespołu urządzeń napędowo-prądo twórczych.

γ |Z

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Wietrzny silnik płatowy, którego łopatki są osadzone na poziomym wale, a płaszczyzny wirujących płatów są obrócone o pewien kąt, względem powierzchni wyznaczonej wirowaniem łopatek, znamienny tym, że układ płatów (8), w czasie wirowania wyznacza obrotową bryłę stożkową, przy czym wierzchołek stożka, wirujących płatów (8) jest skierowany w stronę przeciwną, kierunkowi przepływającego wiatru, ponadto stożkowy układ wirujących płatów składa się z wału (1), na którym w odległości L są zabudowane obejmy (2) i (5), a na obejmie (2) są promieniście zamontowane krótkie konsole (4), natomiast do obejmy (5), są umocowane promieniście belki wspornikowe (6), ponadto między zaczepami (3), konsolami (4) a końcówkami belek (6) są dwupoziomowo-ukośnie, względem osi wału (1), rozpięte cięgna (7), natomiast między parami ukośnych cięgien (7), są zawieszone płaty (8), tworzące konstrukcję powłokową, pracującą na rozciąganie.