RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 163271 (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: 286299 (22) Data zgłoszenia: 01.08.1990 (51) IntCl5: F03D 3/02 (54) Siłownia wiatrowa (43) Zgłoszenie ogłoszono: 10.02.1992 BUP 03/92 (76) Uprawniony i twórca wynalazku: Kazimierz Pałdyna, Warszawa, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 28.02.1994 WUP 02/94 PL 163271 B1 (57) Siłownia wiatrowa składająca się z czaszy, turbin osiowych dwustopniowych, ruchomej konstrukcji poruszającej się na wózkach jezdnych po torze w kształcie okręgu, zmieniając kierunek jazdy przy pomocy przełącznika współpracującego ze sterem, znam ienna tym, że ma czaszę (1) zbudowaną ze zblokowanego zespołu osłon aerodynamicznych i turbin osiowych dwustopniowych (2), których osie przecinają się pod kątem 90 lub 60 i całość tworzy wklęsły układ przestrzenny spiętrzający strugę powietrza. Fig. 1
Siłownia wiatrowa Zastrzeżenie patentowe Siłownia wiatrowa składająca się z czaszy, turbin osiowych dwustopniowych, ruchomej konstrukcji poruszającej się na wózkach jezdnych po torze w kształcie okręgu, zmieniając kierunek jazdy przy pomocy przełącznika współpracującego ze sterem, znamienna tym, że ma czaszę (1) zbudowaną ze zblokowanego zespołu osłon aerodynamicznych i turbin osiowych dwustopniowych (2), których osie przecinają się pod kątem 90 lub 60 i całość tworzy wklęsły układ przestrzenny spiętrzający strugę powietrza. * * * Przedmiotem wynalazku jest siłownia wiatrowa do wytwarzania energii elektrycznej. Znana jest z patentu polskiego nr 146 799 siłownia wiatrowa zawierająca pionową kratową konstrukcję zamocowaną na kolumnie nośnej z odciągami; wirnik składa się z zestawu pionowych łopat o hiperbolicznym przekroju poprzecznym. Z opisu RFN nr 2 539 058 znana jest zamknięta turbina wiatrowa z kątowo przestawnym kanałem powietrznym, w której wirnik silnika wiatrowego zaopatrzony jest w pokrycie. Urządzenie wychwytujące wiatr ułożone jest obrotowo w zamkniętej obudowie w konstrukcji ramowej. Z patentu RFN nr 3 006 612 znane jest urządzenie przeznaczone do instalowania na budowlach z płaskim dachem. Silnik wiatrowy połączony jest z prądnicą, a oś silnika jest pionowa i zamocowana do budowli. Elementem napędowym są skrzydła o zarysie prostokątnym zamocowane na końcu zwykłych łopat i ustawione największą powierzchnią prostopadle do linii wiatru i do płaszczyzny obrotu wirnika silnika wiatrowego. Z patentu polskiego nr 142 102 znana jest siłownia wiatrowa, której istotą jest ukształtowanie budowli z silnikiem wiatrowym w wysmukłą kolumnę, ponad którą są usytuowane 3 platformy, jedna nad drugą o zarysie korzystnie kołowym. Między platformami znajdują się się przestrzenie otwarte na obrzeżu. Przestrzeń między platformą dolną, a środkową łączy się z gardzielą głównego kanału ciągnącego się wzdłuż kolumny. W przestrzeni między środkową, a górną platformą jest usytuowany silnik wiatrowy. Znane dotychczas siłownie wiatrowe z nieosłoniętymi wirnikami śmigłowymi, stanowią mało efektywne płaskie układy, w których nie wykorzystuje się w pełni energii strumienia powietrza, ma to szczególne znaczenie przy małych prędkościach wiatru. Duża część strumienia powietrza napotykając na opór tarczy wirnika, omywa go na zewnątrz nie wykonując pracy, co jest przyczyną niskiej sprawności tego rodzaju rozwiązań (30%). Celem wynalazku jest konstrukcja siłowni wiatrowej, pozwalająca w maksymalnym stopniu wykorzystać energię strumienia powietrza przez jego spiętrzenie i wytworzenie większej różnicy ciśnień pomiędzy powierzchniami przed i za siłownią (im większa różnica ciśnień, tym większy wydatek masowy i wyższa moc). Istota siłowni wiatrowej według wynalazku składającej się z czaszy, zespołu turbin osiowych dwustopniowych z regulowanymi kierownicami i łopatkami wirników, generatorów elektrycznych umieszczonych na wałach turbin pracujących równolegle, ruchomej konstrukcji na której umieszczona jest czasza i poruszającej się po kolistym torze na wózkach jezdnych z napędem elektrycznym, ze steru umieszczonego na wierzchu czaszy służącego do przełączania kierunku jazdy i wyłączania napędów wózków, polega na tym, że czasza zbudowana jest ze zblokowanego zespołu aerodynamicznych osłon i turbin osiowych dwustopniowych, tworzących wklęsły układ przestrzenny "Czaszę". Dzięki konstrukcji według wynalazku, można maksymalnie wykorzystać energię strumienia przez jego spiętrzenie w czaszy i wytworzenie większej różnicy ciśnień, co pozwoli uzyskać wyższą moc w stosunku do wiatraków z lotniczymi wirnikami (sprawność turbin osiowych wynosi ponad 80%).
Fig.2 163 271
163271 3 Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1, 2, 3 ilustrują kolejno: widok z przodu, przekrój poprzeczny i rzut z góry siłowni wiatrowej. Siłownia wiatrowa składająca się z czaszy 1, utworzonej przez zblokowany zespół osłon i turbin osiowych dwustopniowych 2 napędzających elektryczne generatory 3, ruchomej konstrukcji 4, zakończonej wózkami jezdnymi 5, jeżdżącymi po torze w kształcie okręgu 6, napędzanymi przez przekładnie zębate silnikami 7 i steru 8. Wózki jezdne 5 będą mogły jeździć w obydwu kierunkach po torze 6, tak by tarcza czaszy 1 ustawiła się prostopadle do kierunku wiatru. Włączanie i wyłączanie oraz zmiana kierunku obrotów silników 7 napędzających wózki jezdne 5 dokonywać się będzie przełącznikiem współpracującym ze sterem 8 zainstalowanym na wierzchu czaszy 1 siłowni. Wyłączanie silników 7 napędzających wózki jezdne 5 następuje wówczas, gdy ster 8 ustawi się prostopadle do tarczy czaszy 1 to jest równolegle do osi siłowni. Pod siłownią ustawiony będzie budynek rozdzielni 9 na dachu której zainstalowane będą trzy szyny 10 w kształcie współosiowych okręgów. Wytwarzana energia będzie przekazywana na szyny 10 przez szczotki umieszczone na końcach pantografów 11.
F ig. 3 163 271
163 271 D epartam ent Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł