PL206904B1 - Pędnik, zwłaszcza wiatrowy - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest pędnik, zwłaszcza wiatrowy, przetwarzający energię wiatru na moment obrotowy, wykorzystywany głównie do wytwarzania energii elektrycznej. Pędnik może być również napędzany wodą płynącą w rzece.

Znane są powszechnie silniki wiatrowe o pionowej osi obrotu, które posiadają nastawne płaty napędowe dzielone na dwie części. Przy obrocie pionowego wału silnika, płaty napędowe nachodzące pod wiatr mają obie części złożone, co daje małą powierzchnię styku z wiatrem i stanowi mały opór, a przy przemieszczaniu się z wiatrem części są rozł oż one, stanowią dużą powierzchnię , przejmują siłę parcia wiatru i obracają wał napędowy silnika.

Z polskiego opisu patentowego nr 105099 znana jest turbina wiatrowa z wirnikiem o wale pionowym, do którego prostopadle w kilkunastu poziomach zamontowane są po cztery osie poziome. Na osiach poziomych usytuowane są skrzydła. Skrzydło składa się z dwóch części: pierwszej górnej w kształcie klina przytwierdzonego do osi poziomej, oraz drugiej części skrzydła o kształcie płaskiej płyty zamocowanej obrotowo na osi poziomej. Obrót płaskiej płyty sterowany jest elektromagnesem. Elektromagnes z kolei jest nastawiany wiatromierzem, co zabezpiecza wirnik przed osiągnięciem nadmiernych obrotów podczas silnego wiatru.

Innym rozwiązaniem znanym z polskiego opisu patentowego m 165463 jest areogenerator w którym na osi pionowej osadzono podstawę z ramionami, a na ramionach zamocowano osadzone pionowo składane łopatki. Łopatkę stanowią dwa elementy o powierzchniach wklęsło-wypukłych, połączone ze sobą uchylnie zawiasem. Jeden element każdej łopatki połączony jest cięgnem z mechanizmem sterującym kątem rozwarcia w stosunku do siebie elementów łopatki. Mechanizm sterujący kątem rozwarcia składa się z elementu ślizgowego w kształcie pierścienia i ciężarków zawieszonych wahliwie w podstawie, stykających się z pobocznicą pierścienia elementu ślizgowego.

W pę dniku wedł ug wynalazku na pionowym wale obrotowym zamocowano kilka poziomów wysięgników. Liczba poziomów wysięgników jest parzysta, a w poszczególnych poziomach wysięgniki poziomu górnego pokrywają się z wysięgnikami z poziomu dolnego, tworząc pary współpracujące ze sobą. Na wysięgnikach osadzone są tuleje, a do nich przymocowane płaty. Tuleje wyposażone są w ramiona i połączone przegubowo z ci ę g ł ami, z których cię g ł o krótsze steruje p ł atem dolnym, a cię gło dłuższe płatem górnym. Oba cięgła poruszane są suwakiem przemieszczającym się w prowadnicy, zakończonym rolką prowadzoną w poziomej prowadnicy krzywkowej osadzonej nierozłącznie na korpusie. Korpus jest przestawny za pomocą sterownika umieszczonego we wnętrzu korpusu, nastawiającego samoczynnie pędnik na kierunek wiatru. W odmiennym wykonaniu pędnik pracuje w układzie konstrukcyjnym odwróconym w pionie, przy czym część napędowa pędnika jest zanurzona w wodzie i wprowadzana w ruch wodą płynącą w rzece.

Zaletą pędnika jest jego prosta konstrukcja i wysoki współczynnik sprawności, osiągnięty dzięki minimalnej powierzchni ustawionych poziomo płatów, w chwili ich podchodzenia pod wiatr lub pod prąd płynącej w rzece wody. Przy napędzaniu pędnika wodą, istnieje możliwość osiągnięcia znacznie większej mocy w porównaniu z napędem za pomocą wiatru.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia ogólnie pędnik w widoku perspektywicznym, fig. 2 - widok mechanizmu sterowania suwakami, fig. 3 - widok pędnika z przodu, gdy płaty przejmują napór wiatru i fig. 4 - widok pędnika z przodu przy podchodzeniu płatów pod wiatr.

Jak pokazano na rysunku, pędnik ma pionowy wał obrotowy 1 wyposażony w dwa poziomy A, B wysięgników 2, rozmieszczonych po trzy wysięgniki 2 w każdym poziomie. Wysięgniki 2 poziomu B pokrywają się z wysięgnikami poziomu A, tworząc pary współpracujące ze sobą. Na wysięgnikach 2 osadzone są tuleje 3, a do nich przymocowane płaty 4, 5. Tuleje 3 wyposażone są w ramiona 6, przymocowane na stałe pod kątem 45° w stosunku do powierzchni płatów 4, 5 i połączone z cięgłami sterującymi 7, 8, z których cięgła krótsze 7 współpracują z płatami dolnymi 4, a cięgła dłuższe 8 z płatami górnymi 5. Cięgła 7, 8 połączone są dolnymi końcami z suwakiem 9. W całym pędniku występuje sześć cięgieł 7, 8 poruszanych suwakami 9 przemieszczającymi się w trzech pionowych prowadnicach 10. Suwaki zakończone są rolkami 11 prowadzonymi w poziomej prowadnicy krzywkowej 12 przyspawanej do korpusu 13. Pionowe prowadnice 10 połączone są wspornikami 14 z tuleją 15 osadzoną centrycznie na pionowym wale 1 i przymocowaną do wału śrubami 20. Wał pionowy 1 osadzony jest obrotowo w tulei 16, związanej na stałe z podstawą 19 pędnika. Na tulei 16 osadzony jest również

PL 206 904 B1 przestawnie korpus 13 z poziomą prowadnicą krzywkową 12 i umieszczonym we wnętrzu sterownikiem 17, nastawiającym samoczynnie pędnik na kierunek wiatru.

W położeniu mechanizmu przedstawionym na fig. 3 widoczne jest, jak na płaty 4, 5 ustawione w pozycji pionowej działa parcie wiatru. Zatem płaty 4, 5 poprzez wysięgniki 2 obracają wał pionowy 1 wraz z pozostałymi płatami 4', 5', 4'', 5'' na które nie działa parcie wiatru. Jednocześnie z wałem pionowym 1 obraca się tuleja 15 wraz ze wspornikami 14, prowadnicami 10 z osadzonymi w nich suwakami 9 i cięgłami 7, 8. W czasie dalszego obrotu wału 1, rolka 11 tocząca się po poziomej prowadnicy krzywkowej 12 wchodzi na skos 18 prowadnicy 12, podnosi suwak 9 na wysokość H, a wraz z nim cięgła 7, 8. Górne końce cięgieł 7, 8 podnoszą końce ramion 6 połączonych sztywno z tulejami 3 płatów 4, 5 i powodują stopniowe przechodzenie płatów 4, 5 w położenie poziome przedstawione na fig. 4. Następnie przy dalszym obrocie wału 1, rolka 11 schodzi w dół obniżając suwak 9 i przestawiając cięgła 7, 8 w dół, co z kolei poprzez ramiona 6 ustawia płaty 4, 5 w pozycji pionowej. Przy zmianie kierunku wiatru, pędnik jest samoczynnie ustawiany pod wiatr za pomocą sterownika 17.

Przebadany prototyp pędnika potwierdza prawidłowość konstrukcji i korzystne skutki wynalazku.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Pędnik, zwłaszcza wiatrowy, posiadający pionowy wał obrotowy wyposażony w kilka poziomów wysięgników na których osadzone są nastawne płaty, znamienny tym, że liczba poziomów (A, B) wysięgników (2) jest parzysta, a wysięgniki (2) i nastawnie osadzone na nich płaty (4, 5) w poszczególnych parach sąsiednich poziomów (A, B) pokrywają się ze sobą, przy czym tuleje (3) płatów (4, 5) wyposażone są w ramiona (6) i połączone przegubowo z cięgłami (7, 8) z których krótsze (7) steruje płatem dolnym (4) a dłuższe (8) płatem górnym (5), zaś cięgła (7, 8) poruszane są suwakiem (9) przemieszczającym się w prowadnicy (10), zakończonym rolką (11) prowadzoną w prowadnicy krzywkowej (12) zamocowanej na korpusie (13), ponadto korpus (13) jest przestawny za pomocą sterownika (17) nastawiającego samoczynnie pędnik na kierunek wiatru.
2. 2. Pędnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pracuje w układzie konstrukcyjnym odwróconym pionowo i jest wykonany bez sterownika (17), przy czym część napędowa pędnika jest zanurzona w wodzie i wprowadzana w ruch wodą płynącą, w rzece.