PL211307B1 - Silnik wiatrowo-cieplny naddachowy - Google Patents

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 211307 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 377804 ^{(51) Int.Cl.}

F03D 3/04 (2006.01) F03D 3/06 (2006.01) F03D 7/06 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 24.10.2005 _{F03D 11/04 (2006.01)}

F03G 6/04 (2006.01) (54)

Silnik wiatrowo-cieplny naddachowy

	(73) Uprawniony z patentu:
	POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
30.04.2007 BUP 09/07	(72) Twórca(y) wynalazku:
	CZESŁAW KOZIARSKI, Wrocław, PL ZBIGNIEW FERENC, Wrocław, PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.05.2012 WUP 05/12	(74) Pełnomocnik:
	rzecz. pat. Regina Kozłowska

PL 211 307 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest silnik wiatrowo-cieplny naddachowy wykorzystujący też energię jego nagrzewania, który nadaje się do zastosowania w budynkach o spadzistych dachach, do zasilania instalacji elektrycznej, szczególnie w domach jednorodzinnych.

Pozioma turbina wiatrowa znana z opisu patentowego USA nr US2002015639 ma poziomą oś osadzoną obrotowo w poziomej ramie w ziemi. Turbina ma sześć ramion, a na każdym z ramion osadzony jest co najmniej poziomy wiatrołap w postaci rynny.

Najbliższym rozwiązaniem jest wiatrak z wirnikiem o wale pionowym, co umożliwia działanie tego silnika niezależnie od kierunku wiatru, na którym zamocowane są dwa płaty o obrysie prostokątnym i spiralnym przekroju.

Istota silnika według wynalazku, polega na tym, że na wysokości ukształtowanej kierownicy osadzony jest wsparty na wspornikach ułożyskowany wał z zamocowanymi do niego krzyżakami. Na końcach krzyżaków zamocowane są obrotowo na osiach wiatrołapy w kształcie rynien, ze stałymi przegrodami sprzężonymi ze sobą czworobokami przegubowymi. Wspólne ramię czworoboków przegubowych osadzone jest obrotowo na wale za pomocą sprężonego wstępnie, sprzęgła podatnego. Ponadto ukształtowana kierownica ma otwór usytuowany nad otworem wykonanym w poszyciu dachu. W ścianach szczytowych dachu zainstalowane są okna. Pod poszyciem dachu w kanałach wentylacyjnych zamocowane są obrotowo klapy. Ponadto wiatrołapy są wyposażone w przegrody ruchome mocowane do nich obrotowo za pomocą sprzęgieł podatnych.

Silnik według wynalazku, wykorzystuje przestrzeń dachu spadzistego obok kierownicy oraz zjawisko przylegania strugi powietrza do płaszczyzny, którą opływa, co powoduje zwiększanie jego prędkości i gęstości, a stąd i energii kinetycznej. Silnik wykorzystuje też przestrzeń pod kierownicą dachu spadzistego i energię strugi powietrza przewietrzającego poszycie dachu oraz energię cieplną, przejmowaną przez tą strugę od jego pokrycia, co powoduje zwiększanie jej objętości a stąd prędkości i energii kinetycznej.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, który przedstawia przekrój poprzeczny silnika wiatrowo-cieplnego naddachowego.

Silnik wiatrowo-cieplny naddachowy, składa się z wirnika wyposażonego w ułożyskowany wał 1 z zamocowanymi do niego krzyżakami 2, wspartego na wspornikach 3 i 4. Na końcach krzyżaków 2 zamocowane są obrotowo wiatrołapy 5 w kształcie rynien, na osiach 6, za pomocą stałych przegród 7. Przegrody 7 służą do zwiększania momentu rozwijanego przez wirnik, gdy wiatr wieje nie prostopadle do niego. Wiatrołapy 5 sprzężone są ze sobą czworobokami przegubowymi 8, których wspólne ramię osadzone jest obrotowo na wale 1 za pomocą sprężonego wstępnie, sprzęgła podatnego 9. Wiatrołapy 5 są wyposażone też w przegrody ruchome 10 mocowane do nich obrotowo za pomocą sprzęgieł podatnych 11. Ukształtowana kierownica 12 ma otwór 13 usytuowany nad otworem wykonanym w poszyciu dachu 14. Pod nim w kanał ach wentylacyjnych 15 zamocowane są obrotowo klapy 16. W ś cianach szczytowych 17 zainstalowane są okna 18. Przegrody 7 sł u żą do zwię kszania momentu rozwijanego przez wirnik, gdy wiatr wieje nie prostopadle do niego. Od dołu wirnik jest zasilany powietrzem poprzez otwór 13 w ukształtowanej kierownicy 12 związanej z poszyciem dachu 14, w którym też znajduje się otwór wylotowy. Powietrze to pochodzi z kanałów wentylacyjnych 15 oraz okien 18 w ś cianach szczytowych 17 dachu.

Działanie silnika według wynalazku, polega na przekształcaniu energii poruszanego wiatrem powietrza na mechaniczną energię ruchu obrotowego. Realizowane to jest przez napieranie strug powietrza opływającego połacie dachu na wiatrołapy 5, które poprzez krzyżaki 2 działają na wał wirnika 1. Korzystnym jest takie ukształtowanie tych połaci, aby nie następowało odrywanie od nich tych strug, co zapewnia łukowy kształt części kierownicy 12. Uzyskuje się przez to równomierny i dłuższy ich przepływ powietrza wokół wirnika, co korzystnie wpływa na jego sprawność. Realizowane jest to też przez gładkie połączenie kierownicy 12 z pokryciem dachu 14. Zastosowanie stałych przegród 7 w wiatrołapach 5, a przede wszystkim przegród ruchomych 10, które pochylając się działają jak ż agle, co umożliwia działanie silnika według wynalazku nie tyko, gdy wiatr wieje prostopadle, ale i skośnie a nawet równolegle do kierownicy 12. Połączenie rynien 5 wzajemnie czworobokami przegubowymi 8, które są połączone z wałem 1 wstępnie napiętymi sprzęgłami podatnymi 9 umożliwia ich obrót wokół osi 6, gdy prędkość wirnika 1 zbliża się do dozwolonej. Powoduje to siła odśrodkowa wywoływana masą rynien 5. Zmniejsza się wtedy moment na wale silnika zabezpieczając przed przekroczeniem tej prędkości. Klapy 16 są zaworami zwrotnymi zabezpieczającymi przed cofaniem się

PL 211 307 B1 strugi powietrza oraz służą do regulacji natężenia jego przepływu. Zainstalowane w ścianach szczytowych 17 dachu okna 18, służą do zasilania przestrzeni pod kierownicą 12. Korzystne osadzenie okien 18 na zawiasach w pionowych osiach symetrii umożliwia ich wykorzystanie niezależnie od kierunku działania wiatru.

Silnik wiatrowo-cieplny naddachowy, może działać nawet przy braku wiatru poprzez wykorzystanie promieniowania słonecznego nagrzewającego pokrycie dachu a przez to i powietrza nad i pod nim, co wywołuje spadek jego ciężaru właściwego, a stąd wstępujące prądy powietrzne. Wówczas zewnętrzna strona pokrycia dachu powinna mieć ciemne zabarwienie, zaś wewnętrzna jasne, ponadto wykonane z materiału łatwo przewodzącego ciepło. Można wykorzystywać też energię ciepła przewietrzania, a przede wszystkim klimatyzacji budynku.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Silnik wiatrowo-cieplny naddachowy wyposażony jest w poziomy wirnik osadzony w ramie, na ramionach którego osadzone są poziome wiatrołapy w postaci rynny, znamienny tym, że na wysokości ukształtowanej kierownicy (12) osadzony jest wsparty na wspornikach (3, 4) ułożyskowany wał (1) z zamocowanymi do niego krzyżakami (2), przy czym na końcach krzyżaków (2) zamocowane są obrotowo na osiach (6) wiatrołapy (5) w kształcie rynien ze stałymi przegrodami (7) sprzężonymi ze sobą czworobokami przegubowymi (8), których wspólne ramię osadzone jest obrotowo na wale (1) za pomocą sprężonego wstępnie, sprzęgła podatnego (9), ponadto ukształtowana kierownica (12) ma otwór (13) usytuowany nad otworem wykonanym w poszyciu dachu (14), natomiast w ścianach szczytowych (17) dachu zainstalowane są okna (18).
2. 2. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że pod poszyciem dachu (14) w kanałach wentylacyjnych (15) zamocowane są obrotowo klapy (16).
3. 3. Silnik według zastrz. 1, znamienny tym, że wiatrołapy (5) są wyposażone w przegrody ruchome (10) mocowane do nich obrotowo za pomocą sprzęgieł podatnych (11).