PL216136B1 - Silnik wiatrowy o pionowej osi wirnika - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest silnik wiatrowy o pionowej osi wirnika prostopadłej do kierunku przepływu wiatru, przeznaczony do wykorzystania energii wiatru w celach gospodarczych.

Znane są silniki wiatrowe o pionowej osi wirnika między innymi z opisów patentowych Stanów Zjednoczonych nr nr 3 897 170, 3 902 072, 4 496 283, 6 779 966, 7 258 527. Silniki te charakteryzują się tym, że do osi pionowej, poprzez różnego rodzaju piasty i przekładnie, mocowane są ramiona, na końcach których umieszczone są różnego rodzaju i kształtu łopaty, przy czym liczba ramion jest różna, z reguły od trzech do dziewięciu. Ponadto łopaty wyposażone są w elementy umożliwiające ich częściowy obrót stosownie do kierunku wiatru, któremu w danej chwili są podporządkowane.

Istotny dla sprawności silnika wiatrowego jest optymalny dobór liczby łopat, ich kształt oraz sposób ustawiania się do kierunku wiatru. Stosowane są tu rozwiązania polegające na tym, że łopata jest osadzona obrotowo w jednym końcu, a w pewnej odległości od osi obrotu umieszczony jest kołek lub powierzchnia oporowa, która stwarza warunki do odbioru energii wiatru, zaś podczas ruchu pod wiatr łopaty przyjmują pozycję względem wiatru o najmniejszej powierzchni przez co uzyskuje się różnicę momentów.

Ponadto znana jest z polskiego opisu patentowego nr 70 658 turbina wiatrowa z pionowym wałem, której wirnik składa się z ruchomych łopat osadzonych przegubowo na ramionach, mocowanych promieniowo na obwodzie tego wału. Z polskiego opisu patentowego nr 105 099 znana jest turbina wiatrowa z wirnikiem o wale pionowym, do którego prostopadle w kilku poziomach zamontowane są po cztery osie poziome, a na nich dwuczęściowe łopaty ruchome.

Znany jest również z polskiego opisu patentowego nr 54 609 turbinowy silnik powietrzny, wyposażony w dwa wirniki o osiach pionowych, zamontowanych na wspólnej płycie nośnej. Wirniki obudowane są częściowo dwoma symetrycznymi kierownicami dla strug powietrza.

Polskie opisy patentowe nr 40 165 - silnik wiatrowy oraz nr 40 378 - silnik wiatrowy o wale pionowym również omawiają konstrukcje siłowni wiatrowych o wirnikach z osiami pionowymi i ruchomymi łopatami.

W polskim opisie patentowym nr 25 034 przedstawiono silnik wiatrowy, składający się z walca osadzonego na osi pionowej z umocowanymi na jego powierzchni na osiach, równoległych do osi walca, ruchomymi skrzydłami, posiadającymi krzywiznę taką, jak krzywizna powierzchni walca. Każde ze skrzydeł pokrywa odpowiednią część tej powierzchni. Działanie silnika polega na tym, że w stanie spoczynku pod naciskiem sprężyn skrzydła ustawiają się promieniowo do osi walca, dociskając się wypukłą stroną do podpórek. Pod naporem wiatru obrót spowodowany jest przez uderzenie we wklęsłą powierzchnię skrzydła, utrzymywaną w położeniu promieniowym, zaś wypukłe powierzchnie skrzydła są przyciskane do powierzchni walca.

Siłownia wiatrowa z wałem pionowym z osadzonym na nim wirnikiem, na obwodzie którego równomiernie rozmieszczone są na osiach obrotowo łopaty o krzywiźnie zbliżonej do krzywizny wirnika, charakteryzuje się tym, że każda łopata 3 jest dźwignią dwustronną, której dłuższe ramię 3a ma kształt zbliżony do krzywizny wirnika 2, zaś drugie krótsze 3b znajdujące się po stronie wewnętrznej wirnika 2 połączone jest z dwiema pompami mieszkowymi 5 poprzez łączniki 6 i 7, które z jednej strony umieszczone są na wspólnym sworzniu 8, który umieszczony jest w podłużnym otworze 9 krótszego ramienia 3b łopaty 3, natomiast drugie końce łączników 6 i 7 połączone są przegubami 10 i 11 z odpowiednimi ruchomymi płytami 12 i 13 pomp 5, zaś wspólny korpus 14 pompy 5 przymocowany jest do współśrodkowego z wirnikiem 2 bębna 15, przy czym wirnik 2 i bęben 15 połączone są pierścieniami górnym 16 i dolnym 17.

Wynalazek przedstawiony jest w przykładzie wykonania, na którym fig. 1 przedstawia siłownię wiatrową w przekroju poprzecznym, a fig. 2 przedstawia szczegół połączenia łopaty z pompami, zaś fig. 3 przedstawia siłownię w widoku z boku.

Siłownia wiatrowa ma wał pionowy 1 z osadzonym na nim wirnikiem 2, na obwodzie którego równomiernie rozmieszczone są na osiach 4 obrotowo łopaty 3 o krzywiźnie zbliżonej do krzywizny wirnika 2. Każda łopata 3 jest dźwignią dwustronną, której dłuższe ramię 3a ma kształt zbliżony do krzywizny wirnika 2, zaś drugie krótsze 3b znajdujące się po stronie wewnętrznej wirnika 2 połączone jest z dwiema pompami mieszkowymi 5. Połączenie zrealizowane jest przez łączniki 6 i 7, które z jednej strony umieszczone są na wspólnym sworzniu 8, który umieszczony jest w podłużnym otworze 9 krótszego ramienia 3b łopaty 3. Drugie końce łączników 6 i 7 połączone są przegubami 10 i 11 z odpowiednimi ruchomymi płytami 12 i 13 pomp mieszkowych 5. Pompa 5 ma wspólny korpus 14 przymocowany do współśrodkowego z wirnikiem 2 bębna 15. Wirnik 2 i bęben 15 połączone są pierścieniami górnym 16 i dolnym 17 zaś całość osadzona jest obrotowo na wale 1. Zastosowanie pomp

PL 216 136 B1 mieszkowych 5 połączonych z łopatami 3 eliminuje negatywne skutki uderzeń łopat 3 podczas ich otwierania i zamykania, przy jednoczesnym wykorzystaniu tej energii do przepompowywania powietrza zaworami ssącymi 18 i tłoczącymi 19 do odpowiednich zbiorników nie pokazanych na rysunku.

Claims (1)

1. równomiernie rozmieszczone są na osiach obrotowo łopaty o krzywiźnie zbliżonej do krzywizny wirnika, znamienna tym, że każda łopata 3 jest dźwignią dwustronną, której dłuższe ramię 3a ma kształt zbliżony do krzywizny wirnika 2, zaś drugie krótsze 3b znajdujące się po stronie wewnętrznej wirnika 2 połączone jest z dwiema pompami mieszkowymi 5 poprzez łączniki 6 i 7, które z jednej strony umieszczone są na wspólnym sworzniu 8, który umieszczony jest w podłużnym otworze 9 krótszego ramienia 3b łopaty 3, natomiast drugie końce łączników 6 i 7 połączone są przegubami 10 i 11 z odpowiednimi ruchomymi płytami 12 i 13 pomp 5, zaś wspólny korpus 14 pompy 5 przymocowany jest do współśrodkowego z wirnikiem 2 bębna 15, przy czym wirnik 2 i bęben 15 połączone są pierścieniami górnym 16 i dolnym 17.