PL219548B1 - Układ napędowy czterosilnikowy wiatrowo-cieplny przyścienny - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ napędowy czterosilnikowy wiatrowo-cieplny przyścienny, z których jeden jest przyścienny, nadający się do zastosowania na ścianach budynków jak innych budowli, do zasilania instalacji elektrycznej, jak i bezpośrednio do napędu innych urządzeń na przykład pomp odwadniających lub nawadniających.

Najbliższym rozwiązaniem jest turbina Savoniusa, której wirnik o wale pionowym ma przekrój zbliżony do litery „S”, co umożliwia działanie tego silnika niezależnie od kierunku wiatru. Zaopatrzony jest w dwie łopaty o obrysie prostokątnym i przekroju o kształcie półokręgu, których zewnętrzne krawędzie stanowią linie śrubowe, co umożliwia unikanie kąta martwego oraz zapewnia równomierną pracę wirnika. Zastosowane są też wirniki śmigłowca o osi stałej i uchylnej.

Istota wynalazku polega na tym, że co najmniej jeden wirnik turbiny zawierający łopaty zamocowane na wale, który jest ułożyskowany we wspornikach zamocowanych na ścianie, przy czym pomiędzy wspornikami, na osiach zamocowane są przysłony, z których pierwsza przysłona ustawiana jest siłownikami, zaś druga przysłona połączona jest ze ścianą. Ponadto na wale ułożyskowane są wirnik prądnicy połączony z wirnikiem śmigłowca, który wystaje nad krawędzią ściany, oraz turbina Savoniusa połączona z wirnikiem prądnicy, której drugi wirnik połączony jest z turbiną śmigłowca, przy czym prądnica unieruchomiona jest odciągami.

Korzystnie, siłowniki są siłownikami liniowymi i zamocowane są pomiędzy ścianą i przysłonami.

Korzystnie, wał obejmowany jest przez łopaty, a średnica wału jest co najmniej równa jednej trzeciej średnicy wirnika turbiny.

Układ według wynalazku, wykorzystuje przestrzeń obok ściany jak i nad nią oraz zjawisko przylegania strugi powietrza do płaszczyzny, którą opływa jak i zwężenia jej przekroju, co powoduje zwiększanie jego gęstości i prędkości, a stąd energii kinetycznej. Wykorzystuje też ruch pionowy powietrza, w czym pomaga nieduży skok linii śrubowej krawędzi łopat wirnika i skierowanie ich strony wypukłej ku górze. W jeszcze większym stopniu wykorzystuje ten ruch wirnik drugiego oraz silnika czwartego.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ napędowy czterosilnikowy wiatrowo-cieplny przyścienny widok prostopadły do płaszczyzny ściany, a fig. 2 - przekrój poprzeczny tego układu.

Układ napędowy czterosilnikowy wiatrowo-cieplny przyścienny wyposażony w turbinę, ma wirnik turbiny zawierający łopaty 1 zamocowane na wale 2, który jest ułożyskowany we wspornikach 3, 4 zamocowanych na ścianie 5. Wał 2 obejmowany jest przez łopaty 1, a średnica wału 2 jest równa jednej trzeciej średnicy wirnika turbiny. Pomiędzy wspornikami 3, 4, na osiach 8, 9 zamocowane są przysłony 6, 7, z których pierwsza przysłona 6 ustawiana jest siłownikami 10, zaś druga przysłona 7 połączona jest ze ścianą 5. Siłowniki 10 są siłownikami liniowymi i zamocowane są pomiędzy ścianą 5 i przysłoną 6. Ponadto na wale 2 ułożyskowany jest wirnik prądnicy 11 połączony z wirnikiem śmigłowca 13, który wystaje nad krawędzią ściany 12, oraz turbina Savoniusa 14 połączona z wirnikiem prądnicy 15, której drugi wirnik połączony jest z turbiną śmigłowca 17, przy czym prądnica 15 unieruchomiona jest odciągami 16.

Działanie silnika według wynalazku polega na przekształcaniu energii poruszanego wiatrem powietrza na mechaniczną energię ruchu obrotowego. Realizowane to jest przez napieranie strug powietrza opływającego płaszczyznę ściany na łopaty 1, które działają na wał wirnika 2. Korzystnym jest takie ukształtowanie przysłon 6 i 7, aby nie następowało odrywanie od nich tych strug. Uzyskuje się przez to równomierny i dłuższy ich przepływ wokół wirnika, gdy wiatr wieje od lewej strony jak na rysunku, co korzystnie wpływa na jego sprawność. Realizowane jest to też przez gładkie połączenie przysłony 7, z płaszczyzną ściany, gdy wiatr wieje od prawej strony. Zastosowanie ruchomej przysłony 6 umożliwia działanie silnika według wynalazku nie tyko, gdy wiatr wieje równolegle, ale i skośnie a nawet prostopadle do płaszczyzny ściany 5. W takim przypadku przysłona ta jest ustawiana, za pomocą siłownika 10 w położeniach jak jest to pokazane, liniami przerywanymi, na rysunku fig. 2.

Niezależnie od kierunku wiatru prądnicę 11 napędza wirnik śmigłowca 13 zamocowany obrotowo na wale 2, wystający nad krawędzią ściany 12. Nad tym silnikiem zamocowany jest identycznie wirnik turbiny Savoniusa 14 stanowiący wraz z prądnicą 15, unieruchomioną odciągami 16, silnik wiatrowy trzeci. Nad tym silnikiem zamocowany jest identycznie wirnik śmigłowca 17 napędzający drugi wirnik prądnicy 15.

Układ według wynalazku może pracować też przy pogodzie bezwietrznej wykorzystując pionowe ruchy powierza, wywoływane efektami cieplnymi, które napędzają silnik drugi i czwarty.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ napędowy czterosilnikowy wiatrowo-cieplny przyścienny wyposażony w turbinę, znamienny tym, że co najmniej jeden wirnik turbiny zawierający łopaty (1) zamocowane na wale (2), który jest ułożyskowany we wspornikach (3, 4) zamocowanych na ścianie (5), przy czym pomiędzy wspornikami (3, 4), na osiach (8, 9) zamocowane są przysłony (6, 7), z których pierwsza przysłona (6) ustawiana jest siłownikami (10), zaś druga przysłona (7) połączona jest ze ścianą (5), ponadto na wale (2) ułożyskowany jest wirnik prądnicy (11) połączony z wirnikiem śmigłowca (13), który wystaje nad krawędzią ściany (12), oraz turbina Savoniusa (14) połączona z wirnikiem prądnicy (15), której drugi wirnik połączony jest z turbiną śmigłowca (17), przy czym prądnica (15) unieruchomiona jest odciągami (16).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że siłowniki (10) są siłownikami liniowymi i zamocowane są pomiędzy ścianą (5) i przysłonami (6).
3. 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wał (2) obejmowany jest przez łopaty (1).
4. 4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że średnica wału (2) jest co najmniej równa jednej trzeciej średnicy wirnika turbiny.