Silnik żaglowy wiatrowo-cieplny po ddachowy

Przedmiotem wynalazku jest silnik żaglowy wiatrowo-cieplny po ddachowy, wykorzystujący nie tylko wiatr, ale też energię jego nagrzewania, nadający się do zastosowania w budynkach o spadzistych dachach, do zasilania instalacji elektrycznej, szczególnie w domach jednorodzinnych.

Znany z polskiego opisu zgłoszenia patentowego nr 358086 s ilnik wiatrowy żaglowy, posiada elementy robocze w postaci żagli, korzystnie o powierzchni płaskiej i ustawionej prostopadle do kierunku wiatru, przymocowane do cięgien, przewijających się przez koła osadzone na dwóch wałach o osiach równoległych, z których jeden pełni funkcję napinającego, a drugi napędzanego, połączonego z odbiornikami mocy. Silnik ten jest wyposażony w zasłonę.

Z innego polskiego opisu zgłoszenia patentowego nr 369085 znany jest w irnik wiatrowy, szczególnie do napędu niewielkich łodzi rekreacyjno-sportowych. Wirnik ten ma pionowy wał napędowy wyposażony jest w pionowe skrzydła w postaci konwencjonalnych żagli, umieszczonych w obrotowych, pionowych ramkach. Wirnik wiatrowy przeznaczony jest przede wszystkim do napędu małych łodzi rekreacyjno-sportowych, także do oświetlenia domków jedno i dwurodzinnych.

Najbliższym rozwiązaniem jest znany silnik żaglowy, składający się z pionowo ułożyskowanego wału, na którego dole i szczycie są zamocowane dwa koła. Koła te połączone są masztami z obciągniętymi na nich żaglami o trapezowym kształcie, których wolne rogi zamocowane są do końców następnych masztów. Silnik ten działa niezależnie od kierunku wiatru, wykazuje jednak niską sprawność, bo ożaglowanie jachtowe działa najskuteczniej prostopadle do kierunku wiatru, co tu zachodzi praktycznie na ćwierci okręgu.

Istota silnika żaglowego, według wynalazku, polega na tym, że pod kalenicą dachu ma zamocowanych do stropu oraz dodatkowego stropu, dwa pionowe wały ułożyskowanych łożyskami. Na wałach zamocowane są koła linowe z linami, w gniazdach których są osadzone maszty za pomocą uchwytów. Maszty są obciągnięte trapezowymi żaglami o krawędziach spływu zamocowanych są do następnych masztów za pomocą troków.

Korzystnie do poszycia dachu mocowane są okna, których skrzydła osadzone są za rozłącznych zawiasach i ustawiane za pomocą drążków.

Korzystnym jest również to, że pomiędzy poszyciem dachu a izolacją są zamocowane obrotowo klapy z wycięciami na krokwie.

Silnik, według wynalazku, wykorzystuje przestrzeń pod kalenicą dachu spadzistego oraz zjawisko przylegania strugi powietrza do płaszczyzny, którą opływa, co powoduje zwiększanie jego prędkości i gęstości a stąd i energii kinetycznej. Silnik wykorzystuje też energię strugi powietrza przewietrzającego poszycie dachu oraz energię cieplną, przejmowaną przez tą strugę od jego pokrycia, co powoduje zwiększanie jej objętości a stąd prędkości i energii kinetycznej.

Silnik żaglowy wiatrowo-cieplny po ddachowy usytuowany pod kalenicą dachu 1, składa się z dwóch pionowych wałów 2 ułożyskowanych łożyskami 3 i 4 zamocowanych do stropu 5 oraz dodatkowego stropu 6. Na tak ułożyskowanych wałach 2 zamocowane są koła linowe 7 z gniazdami na uchwyty masztów do liny  8 bez końców, a nad nimi identyczne koła linowe 9 z podobną liną 10. Do tych lin 8, 10 zamocowane są maszty 11 za pomocą uchwytów 12. Maszty 11 są obciągnięte trapezowymi żaglami 13, których krawędzie spływu zamocowane są do następnych masztów 11 za pomocą troków 14. Na końcu jednego wału 2 zainstalowany jest odbiornik energii 15. Do poszycia dachu 1 mocowane są okna 16, których skrzydła mocowane są za pomocą rozłącznych zawiasów 17 i ustawiane są za pomocą drążków 18. Klapy 19, z wycięciami na krokwie, mocowane są obrotowo między izolacją 20, a poszyciem dachu 1. Służą jako zawory zwrotne i regulują przepływ powietrza.

Działanie silnika według wynalazku polega na przekształcaniu energii strug powietrza, działających na żagle 13, na mechaniczną energię ruchu liniowego lin 8, 10, a następnie poprzez koła linowe 7, 9 na energię ruchu obrotowego wałów 2. Realizowane to jest przez napieranie strug powietrza opływającego połacie dachu na żagle 13, które poprzez maszty 11 działa na liny  8 i 10 i porusza je, a te przez koła linowe 7 i 9 obracają wałami 2. Na kołach  7, 9 zamocowanych wałach 2 przewijane są liny 8, 10 wraz żaglami 13, które zmieniają w tych momentach swoje ustawienie w stosunku do lin 8, 10 a przez to działają stale na nie w jednym kierunku. Żagle 13 pracujące na stronie nawietrznej korzystnie odchylają strugi powietrza w kierunku ruchu żagli 13 po stronie zawietrznej, co dodatnio wpływa na ich działanie.

Silnik ten wykorzystuje zjawisko przyklejania się strugi powietrza do pokrycia spadzistego dachu, co zwiększa jej energię a przez to i moc silnika. Dlatego, żeby nie przerywać tego procesu, korzystnym jest stosowanie zaokrąglonego połączenia stropów 5 i 6 z pokryciem dachu 1.

Korzystnym jest też zainstalowane w ścianach szczytowych okien 16 służących do zasilania powietrzem przestrzeni pod kalenicą dachu 1 szczególnie, gdy wiatr wieje do niej równolegle.