PL B1. FUHRMANN RYSZARD, Ostrzeszów, PL BUP 20/13. RYSZARD FUHRMANN, Ostrzeszów, PL WUP 07/14 RZECZPOSPOLITA POLSKA

Transkrypt

1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (62) Numer zgłoszenia, z którego nastąpiło wydzielenie: (51) Int.Cl. F03D 7/06 ( ) F03D 11/04 ( ) F03D 3/00 ( ) (54) Regulator obrotów siłowni wiatrowej o pionowej osi obrotu (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 20/13 (73) Uprawniony z patentu: FUHRMANN RYSZARD, Ostrzeszów, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 07/14 (72) Twórca(y) wynalazku: RYSZARD FUHRMANN, Ostrzeszów, PL

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest regulator obrotów siłowni wiatrowej o pionowej osi obrotu, prostopadłej do kierunku przepływu wiatru. Znany jest z polskiego opisu patentowego nr silnik wiatrowy wyposażony w obrotowy wirnik posiadający na obwodzie łopatki, który składa się z pierścienia zewnętrznego, posiadającego rozmieszczone na całym obwodzie płaty sterujące oraz z wirnika, w którym w kierunku stycznym do osi obrotu umieszczone są łopatki. Natomiast płaty sterujące i łopatki usytuowane są tak, że płaszczyzny styczne do ich powierzchni przecinają się najkorzystniej pod kątem zbliżonym do kąta prostego. Innym znanym rozwiązaniem ze zgłoszenia patentowego nr P jest turbina wiatrowa o osi prostopadłej do kierunku przepływu wiatru, wykorzystująca przepływy wirowe o dużej koncentracji masy i prędkości oraz o intensywnej cyrkulacji, w której w wydrążonym cylindrze występują na wspólnej osi co najmniej dwa przepływy obrotowe oraz duża ilość wirów potencjalnych, przesuwających się wzajemnie względem siebie. Z kolei urządzenie do otrzymywania użytecznej energii z przepływów równoległych przedstawione w polskim opisie patentowym nr posiada moduł przepływowy, który zawiera utworzony przez pewną liczbę klap, zewnętrzny korpus wydrążony, zamknięty z obu stron płytami i otwór wylotowy w płycie, przy czym klapy pod wpływem ciśnienia naporu przepływu równoległego obracając się na swych osiach otwierają się i zamykają. Istotnym zagadnieniem niedostatecznie do tej pory rozwiązanym jest problem gotowości do pracy turbiny wiatrowej. Wyraża się on czasem, w jakim turbina pracuje i produkuje lub jest gotowa do wytwarzania energii elektrycznej. Zagadnienie to rozwiązują układy regulacji, najczęściej o dużym stopniu skomplikowania. Powszechnie nad prawidłowością przebiegu optymalnego wykorzystania siły wiatru i kontroli pracy siłowni czuwa system regulacji sterowany mikroprocesorem. Innym zagadnieniem występującym w siłowniach wiatrowych jest niska sprawność, dodatkowo potęgowana koniecznością stosowania przekładni mechanicznych, najczęściej wielostopniowych o dużym przełożeniu. Kolejnym ważnym zagadnieniem jest prędkość załączenia cut-in - prędkość, przy której rozpoczyna się produkcja energii elektrycznej i prędkość wyłączenia cut-out prędkość, przy której następuje wyłączenie turbiny. Najczęściej załączanie turbiny wiatrowej następuje przy prędkościach wiatru rzędu 5-6,5 m/s, wyłączanie przy prędkości powyżej 25 m/s, natomiast nominalne warunki pracy turbiny to wiatry o prędkościach 15 m/s. Moc wyjściowa elektrowni wiatrowej zmienia się wraz ze zmianą prędkości wiatru. Powyżej opisane zagadnienia, przed koniecznością rozwiązania których stoi każda siłownia wiatrowa, a zatem prostota, niezawodność, wytrzymałość na warunki ekstremalne i wyeliminowanie zależności od wahań prędkości wiejącego wiatru, są celem niniejszego wynalazku. Rozwiązanie charakteryzuje się tym, że posiada dwa wynalazki: rotor siłowni wiatrowej i regulator obrotów. Regulator obrotów składa się z drążków reakcyjnych połączonych z pierścieniem reakcyjnym zapewniającym jednakową zmienność kąta natarcia wszystkich czasz na wiatr, a dzięki stabilizatorom połączonym z pierścieniem wirującym oraz połączonym z wewnętrznymi końcami czasz płynnie reguluje dopływ strugi wiatru i jednocześnie niweluje raptowne drgania wynikające z porywów wiatru. Regulator obrotów charakteryzuje się tym, że czasza jest połączona obrotowo z ramionami. Regulator obrotów charakteryzuje się tym, że pierścień reakcyjny zamontowany jest obrotowo na wysokości piasty. Regulator obrotów charakteryzuje się tym, że pierścień wirujący jest współosiowy z masztem. Regulator obrotów charakteryzuje się tym, że współpracuje z rotorem. Rozwiązanie według wynalazku odznacza się niezwykle prostą budową, niewielkim nakładem inwestycyjnym na jego realizację. Siłownię można sytuować nie tylko na tradycyjnych masztach, lecz również na dachach budowli, czy wręcz na ziemi. Dzięki precyzyjnemu ustawieniu regulatora obrotów, rotor siłowni reaguje nawet na bardzo słabe wiatry o prędkości od 1,3 m/s i wytrzymuje wiatry o sile huraganu. Dzięki precyzyjnemu ustawieniu regulatora obrotów użytkownik może ustawić stałą maksymalną prędkość obrotów rotora niezależnie od siły wiatru. Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1, fig. 2 i fig. 2a przedstawiają siłownię wiatrową z rotorem w widoku ogólnym przy różnym ustawieniu rotora, fig. 3 przedstawia położenia czasz w czasie pracy w stanie normalnego wiatru (czasze otwarte) przekrój poprzeczny przez rotor tylko w płaszczyźnie (9), fig. 3a - podobnie jak fig. 3, lecz

3 PL B1 3 widoczny rzut rotora z góry, fig. 3b - podobnie jak fig. 3a, lecz dodatkowo z uwidocznionym regulatorem obrotów, fig. 4 - przekrój poprzeczny przez rotor z ukazaniem położenia czasz w czasie silnego wiatru (czasze zamknięte), fig. 4a - podobnie jak fig. 4,lecz dodatkowo z ukazaniem regulatora obrotów, fig. 5 - mechanizm regulatora obrotów, fig. 5a - regulator obrotów z ukazanym schematycznie rotorem siłowni. Siłownia wiatrowa posiada rotor umieszczony na maszcie (12). Rotor składa się z trzech czasz (1), które są równomiernie rozmieszczone na obwodzie osi (2) umieszczonej w maszcie (12). Czasze (1) mocowane są obrotowo w zakończeniach ramion (3), które połączone są trwale z piastą (4) mocowaną do osi (2) w połowie wysokości czaszy (1). Czasza (1) ma kształt wycinka pobocznicy walca, którego środkowa płaszczyzna prostopadła do osi jest skręcona mimośrodowo, a odległość pobocznicy od osi (2), na wysokości piasty (4) ulega zmniejszeniu w dół i górę czaszy (1) o identyczną wartość, przy czym pionowe krawędzie (13, 14) czaszy (1) od jej połowy wysokości są ze strony zewnętrznej (13) skośnie wychylone na zewnątrz tworząc kąt wklęsły, a od strony wewnętrznej (14) schodzą się do środka czaszy (1) tworząc kąt wypukły, najlepiej widoczne na fig. 2 i fig. 2a. Między płaszczyznami (9), równolegle do osi (2) osadzony jest trwale pręt (10). Między płaszczyznami (9) a częścią środkową czaszy (1), na pręcie (10) umieszczone są uchwyty (11), w których za pomocą sworzni (15), osadzone są obrotowo zakończenia ramion (3). Ramiona (3) tworzą kształt litery V, przy czym miejsce ich złączenia zespolone jest trwale z piastą (4). Na wysokości piasty (4) umieszczony jest mechanizm regulatora obrotów, przedstawiony jako fig. 5 i fig. 5a, który składa się z drążków reakcyjnych (5), pierścienia reakcyjnego (6) oraz współpracujących z nimi stabilizatorów (7) i pierścienia wirującego (8). Pierścień wirujący (8) jest współosiowy z masztem (12) i połączony jest ze stabilizatorem (7) i czaszą (1). Zastrzeżenia patentowe 1. Regulator obrotów składający się z drążków reakcyjnych połączonych z pierścieniem reakcyjnym, znamienny tym, że drążki reakcyjne (5) połączone są ruchomo z pierścieniem reakcyjnym (6), do którego połączone są ruchomo stabilizatory (7), które połączone są z pierścieniem wirującym (8) i ruchomo z czaszami (1). 2. Regulator obrotów według zastrz. 1, znamienny tym, że czasza (1) jest połączona obrotowo z ramionami (3). 3. Regulator obrotów według zastrz. 1, znamienny tym, że pierścień reakcyjny (6) zamontowany jest obrotowo na wysokości piasty (4). 4. Regulator obrotów według zastrz. 1, znamienny tym, że pierścień wirujący (8) jest współosiowy z masztem (12). 5. Zastosowanie regulatora obrotów określonego w zastrzeżeniach od 1 do 4 do współpracy z rotorem siłowni wiatrowej.

4 4 PL B1 Rysunki

5 PL B1 5

6 6 PL B1

7 PL B1 7

8 8 PL B1

9 PL B1 9

10 10 PL B1

11 PL B1 11

12 12 PL B1

13 PL B1 13

14 14 PL B1 Departament Wydawnictw UPRP Cena 4,92 zł (w tym 23% VAT)