PL219549B1 - Układ napędowy trójsilnikowy wiatrowo-cieplny przyścienny - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ napędowy trójsilnikowy wiatrowo-cieplny przyścienny, wyposażony w silniki wiatrowe, 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.

Istota wynalazku, polega na tym, że ma co najmniej jeden wirnik turbiny zawierający łopaty zamocowany na wale, ułożyskowany obrotowo na wspornikach przy ścianie. Na wspornikach ułożyskowane są także napędzane mechanizmem obrotu wsporniki obrotowe połączone osią, na której zamocowana jest przysłona ustawiana siłownikiem, ponadto na wspornikach zamocowana jest druga oś, na której zamocowana jest druga przysłona napędzana drugim siłownikiem.

Korzystnie, na wale ponad krawędzią ściany, ułożyskowany jest wirnik prądnicy połączony z wirnikiem śmigłowca oraz wirnik turbiny połączony z wirnikiem prądnicy unieruchomionej odciągami.

Korzystnym jest również, że na wale ponad krawędzią ściany, ułożyskowany jest wirnik prądnicy połączony z wirnikiem turbiny oraz wirnikiem prądnicy unieruchomionej odciągami, połączony z wirnikiem śmigłowca.

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

Korzystnie, wał obejmowany jest przez łopaty, 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 lub trzeciego silnika.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ napędowy trójsilnikowy wiatrowo-cieplny przyścienny w widoku prostopadłym do płaszczyzny ściany, fig. 2 - przekrój poprzeczny tego układu, fig. 3 - drugi wariant układu napędowego trójsilnikowego wiatrowo-cieplnego przyściennego w widoku prostopadłym do płaszczyzny ściany, a fig. 4 - przekrój poprzeczny drugiego układu.

P r z y k ł a d 1

Układ napędowy trójsilnikowy wiatrowo-cieplny przyścienny wyposażony jest w turbinę, która ma wirnik zawierający łopaty 1 zamocowany na wale 2, ułożyskowany obrotowo na wspornikach 3, 4 przy ścianie 5. Na wspornikach 3, 4 ułożyskowane są napędzane mechanizmem obrotu 10 wsporniki obrotowe 6, 7 połączone osią 8, na której zamocowana jest przysłona 9 ustawiana siłownikiem 11, ponadto na wspornikach 3, 4 zamocowana jest druga oś 13, na której zamocowana jest druga przysłona 12 napędzana drugim siłownikiem 14. Siłowniki 11, 14 są siłownikami liniowymi i zamocowane są pomiędzy wspornikami 3, 4 i przysłonami 9, 12. Na wale 2 ponad krawędzią ściany 20, ułożyskowany jest wirnik prądnicy 15 połączony z wirnikiem śmigłowca 16 oraz wirnik turbiny 17 połączony z wirnikiem prądnicy 18 unieruchomionej odciągami 19.

Działanie układu 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 9 i 12, aby nie następowało odrywanie od nich tych strug, co zapewnia łukowy kształt przysłony 9. Uzyskuje się przez to równomierny i dłuższy ich przepływ wokół wirnika 2, wiatr wiejący od lewej strony korzystnie wpływa na jego sprawność. Realizowane jest to też przez gładkie połączenie przysłony 12, z płaszczyzną ściany, gdy wiatr wieje od prawej strony. Zastosowanie ruchomych przysłon 9 i 12 umożliwia działanie układu nie tyko, gdy wiatr wieje równolegle, ale i skośnie, a nawet prostopadle do płaszczyzny ściany 5. W takim przypadku przysłony te są ustawiane, za pomocą mechanizmu obrotu 10 i siłowników 11, 14 w położeniach jak jest to pokazane, liniami przerywanymi, na fig. 2. Niezależnie od kierunku wiatru prądnicę 15 napędza wirnik śmigłowca 16 zamocowany obrotowo na

PL 219 549 B1 wale 2, wystający nad krawędzią ściany 17. Nad tym silnikiem zamocowany jest identycznie wirnik turbiny Savoniusa 16 stanowiący wraz z prądnicą 18, unieruchomioną odciągami 19, silnik wiatrowy trzeci.

P r z y k ł a d 2

Układ napędowy trójsilnikowy wiatrowo-cieplny przyścienny wykonany jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że na wale 2 ponad krawędzią ściany 20, ułożyskowany jest wirnik prądnicy 15 połączony z wirnikiem turbiny 17 Savoniusa oraz wirnikiem prądnicy 18 unieruchomionej odciągami 19, połączony z wirnikiem śmigłowca 16. Wał 2 obejmowany jest przez łopaty 1, a średnica wału 2 jest równa jednej trzeciej średnicy wirnika turbiny.

Układ ten działa podobnie, przy czym prądnicę 15 napędza turbina Savoniusa 17 zamocowana obrotowo na wale 2, wystająca nad krawędzią ściany 20, stanowiąca silnik drugi. Nad tym silnikiem zamocowany jest identycznie wirnik śmigłowca 16 napędzający prądnicę 18.

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

Claims (6)

1. Układ napędowy trójsilnikowy wiatrowo-cieplny przyścienny wyposażony w turbinę, znamienny tym, że ma co najmniej jeden wirnik turbiny zawierający łopaty (1) zamocowany na wale (2), ułożyskowany obrotowo na wspornikach (3, 4) przy ścianie (5), a na wspornikach (3, 4) ułożyskowane są napędzane mechanizmem obrotu (10) wsporniki obrotowe (6, 7) połączone osią (8), na której zamocowana jest przysłona (9) ustawiana siłownikiem (11), ponadto na wspornikach (3, 4) zamocowana jest druga oś (13), na której zamocowana jest druga przysłona (12) napędzana drugim siłownikiem (14).

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że na wale (2) ponad krawędzią ściany (20), ułożyskowany jest wirnik prądnicy (15) połączony z wirnikiem śmigłowca (16) oraz wirnik turbiny (17) połączony z wirnikiem prądnicy (18) unieruchomionej odciągami (19).

3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że na wale (2) ponad krawędzią ściany (20), ułożyskowany jest wirnik prądnicy (15) połączony z wirnikiem turbiny (17) oraz wirnikiem prądnicy (18) unieruchomionej odciągami (19), połączony z wirnikiem śmigłowca (16).

4. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że siłowniki (11, 14) są siłownikami liniowymi i zamocowane są pomiędzy wspornikami (3, 4) i przysłonami (9, 12).

5. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wał (2) obejmowany jest przez łopaty (1).

6. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że średnica wału (2) jest co najmniej równa jednej trzeciej średnicy wirnika turbiny.