Silnik wiatrowy naddachowy

Przedmiotem wynalazku jest silnik wiatrowy naddachowy, który nadaje się do zastosowania w budynkach o spadzistych dachach, do zasilania instalacji elektrycznej, szczególnie w domach weekendowych. Najbliższym rozwiązaniem jest wiatrak z wirnikiem o wale pionowym, co umożliwia działanie tego silnika niezależnie od kierunku wiatru, na którym zamocowane są dwa płaty o obrysie prostokątnym i spiralnym przekroju.

Istota silnika według wynalazku, polega na tym, że na wysokości ukształtowanej kalenicy osadzony jest wsparty na wspornikach ułożyskowany wał z zamocowanymi do niego krzyżakami. Na końcach krzyżaków zamocowane są obrotowo na osiach rynny ze stałymi przegrodami sprzężonymi ze sobą czworobokami przegubowymi, których wspólne ramię osadzone jest obrotowo na wale za pomocą bardzo podatnego, sprężonego wstępnie, sprzęgła. Ponadto rynny wyposażone są w przegrody ruchome mocowane do nich obrotowo za pomocą sprzęgieł podatnych.

Silnik według wynalazku, wykorzystuje przestrzeń obok kalenicy dachu spadzistego oraz zjawisko przylegania strugi powietrza do płaszczyzny, którą opływa, co powoduje zwiększanie jego gęstości i prędkości, a stąd energii kinetycznej.
Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest odtworzony na rysunku, który przedstawia przekrój poprzeczny silnika wiatrowego naddachowego.
Silnik wiatrowy naddachowy, składa się z wirnika wyposażonego w ułożyskowany wał 1 z zamocowanymi do niego krzyżakami 2, wspartego na wspornikach 3 i 4. Na końcach krzyżaków 2 zamocowane są obrotowo rynny 5 na osiach 6, za pomocą stałych przegród 7, które służą do zwiększania momentu rozwijanego przez wirnik, gdy wiatr wieje nie prostopadle do niego. Rynny 5 sprzężone ze sobą czworobokami przegubowymi 8, których wspólne ramię osadzone jest obrotowo na wale 1 za pomocą bardzo podatnego, sprężonego wstępnie, sprzęgła 9. Rynny 5 są wyposażone w stałe przegrody służące do ich mocowania do krzyżaków 2 oraz w przegrody ruchome 10 mocowane do nich obrotowo za pomocą sprzęgieł podatnych 11. Przegrody 10 służą do zwiększania momentu rozwijanego przez wirnik, gdy wiatr wieje nie prostopadle do niego. Specjalnie ukształtowana kalenica 12 mocowana jest do dachu 13.

Działanie silnika według wynalazku polega na przekształcaniu energii poruszanego wiatrem powietrza na mechaniczną energię ruchu obrotowego. Realizowane to jest przez napieranie strug powietrza opływającego połacie dachu 13 na rynny 5, które poprzez krzyżaki 2 działają na wał wirnika 1. Korzystnym jest takie ukształtowanie tych połaci, aby nie następowało odrywanie od nich tych strug, co zapewnia łukowy kształt części kalenicy 12. Uzyskuje się przez to równomierny i dłuższy ich przepływ wokół wirnika, co korzystnie wpływa na jego sprawność. Realizowane jest to też przez gładkie połączenie kalenicy 12, z pokryciem dachu 13. Zastosowanie stałych przegród 7 w rynnach 5 a przede wszystkim przegród ruchomych 10, które pochylając się działają jak żagle umożliwia działanie silnika według wynalazku nie tyko, gdy wiatr wieje prostopadle, ale i skośnie a nawet równolegle do kalenicy. Połączenie tych rynien 5 wzajemnie czworobokami przegubowymi 8, które są połączone z wałem 1 wstępnie napiętymi sprzęgłami 9 umożliwia ich obrót wokół osi 6, gdy prędkość wirnika 1 zbliża się dozwolonej. Powoduje to siła odśrodkowa wywoływana masą rynien 5. Zmniejsza się wtedy moment na wale silnika zabezpieczając przed przekroczeniem tej prędkości.

Wykaz oznaczeń na rysunku:

1 - wał wirnika
2 - krzyżak
3 - wspornik
4 - wspornik
5 - rynna
6 - oś
7 - przegroda stała
8 - czworobok przegubowy
9 - sprzęgło bardzo podatne
10 - przegroda ruchoma
11 - sprzęgło podatne
12 - kalenica
13 - dach