PL219550B1 - Układ napędowy wiatrowo-cieplny międzyścienny - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ napędowy wiatrowo-cieplny międzyścienny, który nadaje się do zastosowania na między ścianami 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 zbliżonym 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. Drugim najbliższym rozwiązaniem jest wirnik turbiny Darrieusa.

Z niemieckiego wzoru użytkowego DE202010003361 (U1) znany jest układ wiatrowy wyposażony w turbinę Savoniusa umieszczoną pomiędzy dwiema ścianami, przy czym strugi powietrza nakierowywane są na łopatki turbiny poprzez specjalne przysłony.

Istota układu według wynalazku, polega na tym, że wirnik turbiny wyposażony w łopaty zamocowane na wale, ułożyskowany jest we wspornikach zamocowanych między ścianami, na których mocowane są też przysłony. Na wale ułożyskowany jest wirnik prądnicy połączony z ułożyskowanym wirnikiem turbiny Darrieusa z ramionami o kształcie ramion wiatraków o poziomej osi obrotu.

Korzystnie, przysłony pierwsza i druga mają kształt zbliżony do trójkąta, w którym jeden bok stanowi ćwierć okręgu, osłaniają turbinę od wypukłej strony jej łopat, przy czym druga przysłona jest wydłużona o długość kompensującą różnicę odległości pomiędzy ścianami.

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

Układ według wynalazku, wykorzystuje przestrzeń między ścianami oraz zjawisko przyklejania się strugi powietrza do ściany i koncentrowania się, w niej 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. Wirnik turbiny Darrieusa ułożyskowany na wale turbiny wykorzystuje ruch poziomy i ruch pionowy powietrza wywołany nie tylko jego ogrzaniem, ale i działanie ścian.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ napędowy wiatrowo-cieplny międzyścienny w widoku prostopadłym do płaszczyzny ściany, a fig. 2 - przekrój poprzeczny tego układu.

Układ napędowy wiatrowo-cieplny międzyścienny ma wirnik turbiny wyposażony w łopaty 1 zamocowane na wale 2, ułożyskowany we wspornikach 3, 4 zamocowanych między ścianami 5, na których mocowane są też przysłony 6, 7. Wał 2 obejmowany jest przez łopaty 1, średnica wału 2 jest równa jednej trzeciej średnicy wirnika turbiny. Na wale 2 ułożyskowany jest też wirnik prądnicy 9 połączony z ułożyskowanym wirnikiem turbiny 10 Darrieusa z ramionami 11 o kształcie ramion wiatraków 11 o poziomej osi obrotu. Pierwsza przysłona 6 i druga przysłona 7 mają kształt zbliżony do trójkąta, w którym jeden bok stanowi ćwierć okręgu. Przysłony 6, 7 osłaniają turbinę od wypukłej strony jej łopat 1, przy czym druga przysłona 7 jest wydłużona o długość kompensującą różnicę odległości pomiędzy ścianami 5.

Działanie silnika według wynalazku polega na przekształcaniu energii poruszanego wiatrem powietrza na mechaniczną energię ruchu obrotowego. Realizowane to jest przez napieranie strug powietrza opływającego płaszczyzny ścian 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, co zapewnia odpowiedni kąt ich czynnych boków. Uzyskuje się przez to równomierny i dłuższy ich przepływ wokół wirnika, co korzystnie wpływa na jego sprawność. Realizowane jest to też przez gładkie połączenie przysłon, z płaszczyzną ścian 8. Umożliwia to działanie silnika według wynalazku nie tyko, gdy wiatr wieje prostopadle, ale i skośnie a nawet równolegle do płaszczyzny tych ścian. Wirnik turbiny Darrieusa 10 ułożyskowany na wale turbiny wykorzystuje ruch poziomy a przede wszystkim ruch pionowy powietrza wywołany nie tylko jego ogrzaniem, ale i działaniem ścian.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Układ napędowy wiatrowo-cieplny międzyścienny zawierający wirnik turbiny, wyposażony w łopaty zamocowane na wale, ułożyskowany jest we wspornikach zamocowanych między ścianami, na których mocowane są też przysłony, znamienny tym, że na wale (2) ułożyskowany jest wirnik prądnicy (9) połączony z ułożyskowanym wirnikiem turbiny (10) Darrieusa z ramionami (11) o kształcie ramion wiatraków (11) o poziomej osi obrotu.
2. 2. Układ, według zastrz. 1, znamienny tym, że przysłony pierwsza (6) i druga (7) mają kształt zbliżony do trójkąta, w którym jeden bok stanowi ćwierć okręgu, osłaniają turbinę od wypukłej strony jej łopat (1), przy czym druga przysłona (7) jest wydłużona o długość kompensującą różnicę odległości pomiędzy ścianami (5).
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.