PL69238Y1 - Układ napędowy wiatrowo-cieplny przyścienny - Google Patents

Description

Opis wzoru

Przedmiotem wzoru użytkowego jest układ napędowy wiatrowo-cieplny przyścienny zawierający dwa siiniki wiatrowe, z których jeden jest przyścienny, nadający się do zastosowania na ścianach budynków jak i innych budowii, do zasiiania instaiacji eiektrycznej, jak i bezpośrednio do napędu innych urządzeń na przykład pomp odwadniających iub nawadniających.

Najbiiższym rozwiązaniem jest turbina Savoniusa, której wirnik o waie pionowym ma przekrój zbiizony do iitery „S”, co umożiiwia działanie tego siinika niezaieżnie od kierunku wiatru. Zaopatrzony jest w dwie łopaty o obrysie prostokątnym i przekroju o kształcie półokręgu, których zewnętrzne krawędzie stanowią iinie śrubowe, co umożiiwia unikanie kąta martwego oraz zapewnia równomierną pracę wirnika. W dokumencie JP2003166462 przedstawiono natomiast turbinę o osi poziomej (typu HAWT) z układem ustawiającym oś turbiny równoiegie od kierunku wiatru (prostopadie do płaszczyzny łopat wirnika). Jest to pojedyncza turbina pracująca z jedną prądnicą. Z koiei w dokumencie GB2460020 przedstawiono turbinę wiatrową obudowaną prowadnicami strug, na zasadzie tzw. wiatraka perskiego, zabudowaną wzdłuż narożnika budynku. Jest to jedna turbina zbudowana z wieiu powtarzających się segmentów pozwaiających zmontować dowoiną jej długość. Pracuje ona z jedną prądnicą.

Opis FR2899651 przedstawia turbinę o pionowej osi obrotu, tzw. „wiatrak perski” z możiiwością reguiacji przesłon za pomocą siłowników. Przesłona jest w kształcie bocznej powierzchni waica, osłania całą turbinę, biokując napływ strugi na niepracującą połowę turbiny. Osłona przesłaniająca pracującą część turbiny wyposażona jest w ruchome przesłony umożiiwiające pracę turbiny i zabezpieczające ją przed zbyt dużą siłą wiatru. istota wzoru poiega na tym, że wirnik turbiny zawierający łopaty zamocowane na wale, ułoży-skowany jest obrotowo na wspornikach przy ścianie. Na wspornikach ułożyskowane są 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. Ponadto na wale ułożyskowany jest wirnik prądnicy i wirnik śmigłowca usytuowany ponad krawędzią ściany.

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

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

Układ według wzoru wykazuje użyteczność w tym, iż 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 silnika.

Przedmiot wzoru jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia układ wiatrowy przyścienny w widoku prostopadłym do płaszczyzny ściany, a fig. 2 - przekrój poprzeczny tego układu.

Układ wiatrowy przyścienny wyposażony jest w turbinę, której wirnik turbiny zawierający łopaty 1 zamocowane na wale 2, ułożyskowany jest obrotowo na wspornikach 3, 4 przy ścianie 5. Wał 2 obejmowany jest przez łopaty 1, a jego średnica jest równa jednej trzeciej średnicy wirnika turbiny. Na wspornikach 3, 4 ułożyskowane są też napędzane mechanizmem obrotu 10 wsporniki obrotowe 6, 7 połączone osią 8, na której zamocowana jest przysłona 9 ustawiana siłownikiem 11. Siłowniki 11, 14 są siłownikami liniowymi i zamocowane są pomiędzy wspornikami 3 i przysłonami 9, 12. Ponadto na wspornikach 3, 4 zamocowana jest druga oś 13, na której zamocowana jest druga przysłona 12 napędzana drugim siłownikiem 14. Na wale 2 ułożyskowany jest wirnik prądnicy 15 i wirnik śmigłowca 16 usytuowany ponad krawędzią ściany 17.

Działanie silnika 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 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, gdy wiatr wieje od lewej strony jak na rysunku, co 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 silnika według wzoru nie tylko, 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 rysunku fig. 2. Niezależnie od kierunku wiatru prądnicę 15 napędza wirnik śmigłowca 16 zamocowany obrotowo na wale 2. Układ według wzoru może pracować też przy pogodzie bezwietrznej wykorzystując pionowe ruchy powierza wywoływane efektami cieplnymi, które napędzają silnik drugi.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia ochronne

   1. Układ wiatrowy przyścienny wyposażony w turbinę, której wirnik zawiera łopaty (1) zamocowane na wale (2), i ułożyskowany jest obrotowo na wspornikach (3, 4) przy ścianie (5), znamienny tym, że 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), przy czym na wale (2) ułożyskowany jest wirnik prądnicy (15) i wirnik śmigłowca (16) usytuowany ponad krawędzią ściany (17), zaś siłowniki (11, 14) są siłownikami liniowymi i zamocowane są pomiędzy wspornikami (3) i przysłonami (9, 12).
2. 2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że wał (2) obejmowany jest przez łopaty (1).
3. 3. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że średnica wału (2) jest co najmniej równa jednej trzeciej średnicy wirnika turbiny.