PL168652B1 - Turbina wiatrowa - Google Patents

Abstract

1. Wurbina wiotrawa posiadająco wirnik o pionowej osi obrotu, którego segmenty o żebrowej konstrukcji nośnej posiadają płaty robocze zamocowane na zewnętrznych krawędziach górnej i dolnej podstawy wirnika podparte od strony wewnętrznej cięgłami połączonymi z krawędziami górnej i dolnej podstawy wirnika, znamienna tym, że turbina posiada wirnik o segmentowej budowie, przy czym pojedyncze segmenty wirnika (1) połączone są ze sobą podstawami (2), zaś każdy posiada konstrukcję nośną o żebrowej budowie i zamocowane do niej co najmniej dwa płaty robocze (3) zbudowane w postaci żebrowej konstrukcji usztywnionej od strony konstrukcji nośnej wirnika (1) rurowymi wspornikami, zaś od strony wewnętrznej płata roboczego (3) przy pomocy poziomych cięgieł usztywniających (5) mocowanych przegubowo zjednej strony do krawędzi zewnętrznej płata roboczego (3), zaś z drugiej strony do podstawy (2) konstrukcji nośnej wirnika (1), przy czym płatroboczy (3) pokryty jest od strony zewnętrznej materiałem pokryciowym a jego powierzchnia boczna stanowi odcinek pobocznicy bryły zbliżonej do hiperboloidy.

Description

Przedmiot wynalazku dotyczy turbiny wiatrowej o pionowej osi obrotu osadzonej na kolumnie nośnej.

Znany jest silnik wiatrowy posiadający wirnik usztywniony elementami prętowymi osadzony wzdłuż osi obrotu na kolumnie nośnej, charakteryzujący się tym, że na zewnętrznych krawędziach górnej i dolnej podstawy wirnika zamocowane są punktowo w płaszczyźnie zewnętrznej krawędzi uchylne płaty podparte od wewnętrznej strony wirnika pionowymi cięgnami połączonymi z wewnętrzną krawędzią górnej i dolnej podstawy wirnika.

Przedmiot wynalazku dotyczy turbiny wiatrowej posiadającej wirnik o pionowej osi obrotu, którego segmenty o żebrowej konstrukcji nośnej posiadają płaty zamocowane na zewnętrznych krawędziach górnej i dolnej podstawy wirnika podparte od strony wewnętrznej wirnika prostopadłymi cięgłami połączonymi i krawędziami górnej i dolnej podstawy wirnika.

Istota wynalazku polega na tym, że turbina wiatrowa o pionowej osi obrotu ma budowę segmentową, przy czym pojedyncze segmenty połączone są ze sobą podstawami, zaś każdy

168 652 segment posiadający żebrową konstrukcję nośną osadzoną na pionowej osi posiada zamocowane do niej co najmniej dwa płaty robocze zbudowane w postaci żebrowej konstrukcji usztywnionej od strony podstawy konstrukcji nośnej wirnika wspornikami rurowymi. Od strony wewnętrznej płat roboczy mocowany jest przy pomocy poziomego cięgła usztywniającego przegubowo z jednej strony do krawędzi zewnętrznej płata roboczego, zaś z drugiej strony do podstawy konstrukcji nośnej wirnika, przy czym płat roboczy pokryty jest od strony zewnętrznej materiałem pokryciowym i stanowi odcinek bryły zbliżonej do hiperboloidy, przy czym powierzchnię boczną płata roboczego stanowi miejsce geometryczne odcinka hiperboli określonej równaniem:

x₀[/Xo-x/^m+ 1] gdzie Xo yo określają współrzędne punktu zamocowania płata na obwodzie podstawy wirnika, zaś m stanowi współczynnik ustalany empirycznie w zależności od ilości płatów roboczych, promienia R turbiny i promienia podstawy konstrukcji nośnej przesuniętego wzdłuż osi pionowej o długości h prostopadle lub z jednoczesnym obrotem o kąt γ. Konstrukcja nośna segmentu wirnika posiada dwie podstawy w postaci okrągłych tarcz o żebrowej budowie, które mogą być pokryte materiałem pokryciowym, zamocowanych w odległości h od siebie połączonych ze sobą kolumnami nośnymi umocowanymi w uchwytach usytuowanymi na obwodzie podstaw konstrukcji nośnej segmentu, przy czym kolumny nośne mogą pełnić rolę rurowych wsporników płata roboczego.

Korzystnie jestjeżeli promień R segmentu wirnikajest dwukrotnie mniejszy od wysokości h płata roboczego.

Turbina wiatrowa według wynalazku posiada dobre własności użytkowe dzięki zaprezentowanej budowie płata roboczego może pracować w zmiennych warunkach atmosferycznych, zarówno przy słabym jak i silnym wietrze bez obawy uszkodzenia. Jest łatwa w montażu i obsłudze. Dzięki segmentowej budowie można ją rozbudowywać w zależności od potrzeb.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na rysunku w przykładzie wykonania, na którym fig. 1 przedstawia schemat turbiny w widoku z góry, zaś fig. 2 przedstawia przekrój boczny segmentu turbiny.

Turbina wiatrowa w przykładzie wykonania posiada dwa segmenty połączone ze sobą podstawami w ten sposób, że dolna podstawa 2 górnego segmentu turbiny pokrywa się z górną podstawą 2 dolnego segmentu turbiny. Segment wirnika 1 turbiny stanowi sztywną szkieletową konstrukcję i pionową oś obrotu, zaś do konstrukcji nośnej zamocowane są cztery płaty robocze. Konstrukcję nośną segmentu wirnika 1 turbiny wiatrowej stanowią dwie tarcze o żebrowej budowie stanowiące podstawy 2 konstrukcji nośnej połączone ze sobą przy pomocy kolumn nośnych 4, które pełnią rolę rurowych wsporników płatów roboczych 3 i mocowane są w uchwytach 6 umieszczonych na obwodzie tarcz stanowiących podstawy 2 konstrukcji nośnej. Płaty robocze 3 rozmieszczone są równomiernie na obwodzie podstaw 2 konstrukcji nośnej i zbudowane w postaci żebrowej konstrukcji usztywnionej z jednej strony na kolumnach nośnych 4, zaś od strony wewnętrznej płaty robocze 3 posiadają poziome cięgła usztywniające 5 mocowane przegubowo z jednej strony do krawędzi zewnętrznej płata roboczego 3 a z drugiej strony do podstawy 2 konstrukcji nośnej wirnika 1. Płat roboczy 3 jest od strony zewnętrznej pokryty materiałem pokryciowym a jego powierzchnię boczną stanowi odcinek pobocznicy bryły zbliżonej do hiperboloidy, przy czym powierzchnia boczna płata jest to miejsce geometryczne odcinka hiperboli o równaniu:

__y₀ · x ^y x₀ [/x₀ - x/^1,5 + 1] gdzie Xo yo stanowią współrzędne punktu zamocowania płata roboczego 3 na podstawie 2 konstrukcji nośnej wirnika 1 przesuniętego wzdłuż osi pionowej o długości h prostopadle. Wysokość płata roboczego h jest dwukrotnie większa od promienia R segmentu turbiny. Górna

168 652 podstawa 2 górnego segmentu wirnika 1 oraz dolna podstawa 2 dolnego segmentu wirnika 1 pokryte są materiałem pokryciowym.

W przedstawionym przykładzie wykonania dla średnicy podstawy segmentu wirnika 1 2R = 3m i wysokości płata roboczego 3h = 3m przy prędkość i wiatru 2 mSs osiggana moc turbiny wynosi 25 W.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Turbina wiatrowa posiadająca wirnik o pionowej osi obrotu, którego segmenty o żebrowej konstrukcji nośnej posiadają płaty robocze zamocowane na zewnętrznych krawędziach górnej i dolnej podstawy wirnika podparte od strony wewnętrznej cięgłami połączonymi z krawędziami górnej i dolnej podstawy wirnika, znamienna tym, że turbina posiada wirnik o segmentowej budowie, przy czym pojedyncze segmenty wirnika (1) połączone są ze sobą podstawami (2), zaś każdy posiada konstrukcję nośną o żebrowej budowie i zamocowane do niej co najmniej dwa płaty robocze (3) zbudowane w postaci żebrowej konstrukcji usztywnionej od strony konstrukcji nośnej wirnika (1) rurowymi wspornikami, zaś od strony wewnętrznej płata roboczego (3) przy pomocy poziomych cięgieł usztywniających (5) mocowanych przegubowo z jednej strony do krawędzi zewnętrznej płata roboczego (3), zaś z drugiej strony do podstawy (2) konstrukcji nośnej wirnika (1), przy czym płat roboczy (3) pokryty jest od strony zewnętrznej materiałem pokryciowym a jego powierzchnia boczna stanowi odcinek pobocznicy bryły zbliżonej do hiperboloidy.
2. 2. Turbina wiatrowa według zastrz. 1, znamienna tym, że powierzchnię boczną płata roboczego (3) stanowi miejsce geometryczne odcinka hiperboli określonego równaniem:

   x₀[/x₀-x/^m + 1] gdzie Xo yo określają współrzędne punktu zamocowania płata na obwodzie podstawy (2) segmentu wirnika (1), zaś m stanowi współczynnik ustalany empirycznie w zależności od ilości płatów (3), promienia podstawy (2) konstrukcji nośnej oraz promienia R turbiny przesuniętego wzdłuż osi pionowej o długości h prostopadle lub z jednoczesnym obrotem o kąt y.
3. 3. Turbina wiatrowa według zastrz. 1, znamienna tym, że konstrukcję nośną segmentu wirnika (1) stanowią dwie podstawy (2) w postaci okrągłych tarcz o żebrowej konstrukcji, które mogą być pokryte materiałem pokryciowym zamocowane na pionowej osi w odległości h od siebie i połączone ze sobą kolumnami nośnymi (4) umieszczonymi w uchwytach (6) na obwodzie podstaw (2) konstrukcji nośnej segmentu wirnika (1), przy czym kolumny nośne mogą pełnić rolę rurowych wsporników płata roboczego (3).
4. 4. Turbina wiatrowa według zastrz. 1, znamienna tym, że promień segmentu wirnika (1) jest dwukrotnie mniejszy od wysokości h płata roboczego (3) h = 2R.