PL69237Y1 - Układ napędowy trójsilnikowy wiatrowo-cieplny narożny - Google Patents

Description

Opis wzoru

Przedmiotem wzoru użytkowego jest układ napędowy trójsilnikowy wiatrowo-cieplny narożny, z których jeden jest narożny, nadający się do zastosowania na styku ścian budynków jak i 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. W dokumencie JP2002098037(A) przedstawiony jest zespół turbin Darrieusa, które są umieszczone jedna nad drugą na narożniku budynku, pracujących niezależnie od siebie - nie są sprzęgnięte kinematycznie. Z kolei w dokumencie GB2460020 przedstawiono turbinę wiatrową obudowaną prowadnicami strug, na zasadzie tzw. wiatraka perskiego, zabudowaną wzdłuż narożnika budynku. Jest to jedna turbina zbudowana z wielu powtarzających się segmentów pozwalających zmontować dowolną jej długość. Pracuje ona z jedną prądnicą. W dokumencie JP2003166462 przedstawiono natomiast turbinę o osi poziomej (typu HAWT) z układem ustawiającym oś turbiny równolegle do kierunku wiatru (prostopadle do płaszczyzny łopat wirnika). Jest to pojedyncza turbina pracująca z jedną prądnicą.

Istota wzoru polega na tym, że ma wirnik turbiny Savoniusa wyposażony w łopaty zamocowane na wale, który ułożyskowany jest we wspornikach zamocowanych na narożniku. Na osi wału ułoży-skowany jest wirnik prądnicy, korzystnie podwójnej, połączony z ułożyskowanym na wale wirnikiem śmigłowca, przy czym wirnik śmigłowca wystaje ponad krawędź górną narożnika, ponadto na wale ułożyskowany jest wirnik prądnicy, korzystnie podwójnej, połączony z turbiną Darrieusa, która jest również ułożyskowana na wale.

Korzystnie, po stronie wypukłej łopat do ściany, zamocowana jest przysłona ustawiona pod kątem do tej ściany.

Korzystnie, wał obejmowany jest przez łopaty, a średnica wału jest co najmniej równa jednej trzeciej średnicy wirnika turbiny. Użyteczność wzoru objawia się w tym, że wykorzystuje przestrzeń obok ścian jak i nad nimi 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 silnika, który jest wirnikiem śmigłowca.

Przedmiot wzoru użytkowego jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ napędowy trójsilnikowy wiatrowo-cieplny narożny w widoku prostopadłym do płaszczyzny ściany, na której zamocowana jest przysłona, a fig. 2 - przekrój poprzeczny tego układu.

Układ napędowy trójsilnikowy wiatrowo-cieplny narożny zawiera turbinę Savoniusa, której wirnik wyposażony jest w łopaty 1 zamocowane na wale 2, ułożyskowanym we wspornikach 3 zamocowanych na narożniku 7. Wał 2 obejmowany jest przez łopaty 1, a średnica wału 2 jest większa od jednej trzeciej średnicy wirnika turbiny. Na osi wału 2 ułożyskowany jest wirnik prądnicy 4 podwójnej, połączony z ułożyskowanym na wale 2 wirnikiem śmigłowca 6, przy czym wirnik śmigłowca 6 wystaje ponad krawędź górną 11 narożnika 7. Ponadto na wale 2 ułożyskowany jest wirnik prądnicy 9 podwójnej, połączony z turbiną Darrieusa 8, która jest również ułożyskowana na wale 2. Po stronie wypukłej łopat 1 do ściany 5, zamocowana jest przysłona 10 ustawiona pod kątem do tej ściany 5.

Działanie układu według wzoru, 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 przysłony 10, aby nie następowało odrywanie od nich tych strug, co zapewnia odpowiednia jej długość. 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. Niezależnie od kierunku wiatru prądnicę 4 napędza wirnik śmigłowca 6 zamocowany obrotowo na wale 2, wystający nad krawędziami górnymi 11 ścian 5. Nad tym silnikiem zamocowany jest identycznie wirnik turbiny Dar-

rieusa 8 stanowiący wraz z prądnicą 9, silnik wiatrowy trzeci zupełnie niezależny od kierunku wiatru. Układ według wzoru może pracować też przy pogodzie bezwietrznej wykorzystując pionowe ruchy powietrza, wywoływane efektami cieplnymi, które napędzają silnik drugi a nawet pierwszy.

Claims (4)

1. Zastrzeżenia ochronne

   1. Układ napędowy trójsilnikowy wiatrowo-cieplny narożny wyposażony w turbinę Savoniusa, w którym wirnik turbiny Savoniusa wyposażony jest w łopaty (1) zamocowane na wale (2), ułożysko-wanym we wspornikach (3) zamocowanych na narożniku (7), znamienny tym, że na osi wału (2) uło-żyskowany jest wirnik prądnicy (4), korzystnie podwójnej, połączony z ułożyskowanym na wale (2) wirnikiem śmigłowca (6), przy czym wirnik śmigłowca (6) wystaje ponad krawędź górną (11) narożnika (7), ponadto na wale (2) ułożyskowany jest wirnik prądnicy (9), korzystnie podwójnej, połączony z turbiną Darrieusa (8), która jest również ułożyskowana na wale (2).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że po stronie wypukłej łopat (1) do ściany (5), zamocowana jest przysłona (10) ustawiona pod kątem do tej ściany (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.