ВЕТРОВОЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТЕПЛОГЕНЕРАТОР Российский патент 2016 года по МПК F03D9/00 

Изобретение относится к теплогенераторам, преобразующим энергию ветра в тепловую, и может быть использовано для нагрева воды в системах отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий.

Известен теплогенератор гидравлический, включающий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, вертикальный вал, патрубки входа холодной и выхода горячей воды и закручивающего устройства (патент РФ 2228503, 2004 г.). Данный теплогенератор имеет сложную конструкцию и не использует в качестве источника энергии ветроустановку.

Известна ветроэнергетическая аккумулирующая установка Парахина И.Е., содержащая ветродвигатель с силовым валом, инерционный аккумулятор с приводным валом, связанный через обгонную муфту с силовым валом, электрический генератор и закручивающее устройство в виде чередующихся друг с другом горизонтальных лопастей, прикрепленных к валу и сосуду (А.с. СССР №1195043, 1985 г.). Данная установка сложна по конструкции и эксплуатации и не предназначена для нагрева жидкостей.

Известен фрикционный нагреватель, содержащий бак с нагреваемой средой, на дне которого установлен неподвижный диск, контактирующий с подвижным диском, имеющий с боков лопасти, причем он через вертикальный вал соединен с ветродвигателем (авт. свид. СССР №1627790, Бюл. №6, 1991 г.).

В известном нагревателе ограничено количество трущихся друг о друга технических элементов, которые необходимо достаточно часто заменять, что не позволяет бесперебойно снабжать теплом потребителей.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является ветровой теплоэлектрической генератор (Ветровой теплоэлектрический генератор RU 2371604), содержащий в составе цилиндрический корпус с крышкой и днищем, приводной вертикальный вал, трубчатый змеевик, электрический генератор и закручивающее устройство в виде лопастей, принятый в качестве прототипа.

Недостатком данного теплогенератора является неэффективная система передачи тепловой энергии теплоносителю системы отопления или горячего водоснабжения через трубчатый змеевик, расположенный в кожухе устройства.

Целью изобретения является усовершенствование существующего ветрового теплогенератора с целью повышения эффективности его работы.

Техническая задача - создание высокоэффективного устройства, позволяющего нагревать теплоноситель системы отопления или горячего водоснабжения при помощи энергии ветрового потока за счет жидкостного трения высоковязкой жидкости.

Технический результат данного изобретения состоит в усовершенствовании существующего ветрового теплоэлектрического генератора, установкой в полости для движения теплоносителя неподвижных лопаток, увеличивающих поверхность теплообмена, установкой на валу в нижней части роликового упорного подшипника, служащего для снятия осевых нагрузок от ветроколеса, приводящего вал устройства в движение, а в верхней части шарикового подшипника для возможности работы устройства на малых скоростях ветрового потока.

На рис. 1 изображена конструкция ветрового гидравлического теплогенератора, состоящего из наружного цилиндрического корпуса 6, верхней 5 и нижней 7 крышек наружного цилиндрического корпуса, внутреннего цилиндрического корпуса 8, верхней 12 и нижней 9 крышек внутреннего цилиндрического корпуса, вала 1 с муфтой для присоединения ветроустановки, упорного роликового 10 и шарикового 11 подшипников, подвижных закрепленных на валу 1 лопастей 2, неподвижных закрепленных на внутреннем цилиндрическом корпусе 8 лопастей 3, чередующихся друг с другом, направляющих лопаток 15, закрепленных на наружном цилиндрическом корпусе 6, направляющих лопаток 16, закрепленных на внутреннем цилиндрическом корпусе 8, штуцера 4 для заполнения внутреннего цилиндрического корпуса высоковязкой жидкостью (например, веретенным маслом) и штуцеров 13 для входа нагреваемого теплоносителя и 14 выхода теплоносителя. Количество рядов неподвижных и подвижных лопастей определяется исходя из мощности подключаемых к теплогенератору потребителей. В одном ряду расположены 4 подвижные лопасти, закрепленные на валу, под углом 90° друг к другу, а ниже располагаются 4 неподвижные лопасти, закрепленные на внутреннем цилиндрическом корпусе под углом 90° друг к другу. Изгиб подвижных и неподвижных лопастей имеет противоположное направление.

Ветровой гидравлический теплогенератор работает следующим образом.

Ветроустановка передает крутящий момент на вал 1, на котором закреплены лопасти 2, которые начинают вращаться вместе с валом. На внутреннем цилиндрическом корпусе имеются жестко закрепленные лопасти 3. Все пространство между подвижными и неподвижными лопастями заполнено высоковязкой жидкостью (например, веретенным маслом). Под действием подвижных лопастей 2 относительно неподвижных лопастей 3 высоковязкая жидкость начинает перемещаться внутри цилиндрического корпуса. Из-за возникающего жидкостного трения высоковязкой жидкости происходит повышение ее температуры. По законам теплопередачи высоковязкая жидкость отдает тепло стенке внутреннего цилиндрического корпуса 8, а через нее циркулирующему в полости между внутренним цилиндрическим 8 и внешним цилиндрическим 6 корпусами теплоносителю. Для повышения теплообмена на внешней стенке внутреннего цилиндрического корпуса 8 закреплены лопатки 16, играющие роль теплоотводящих ребер. Также для увеличения поверхности теплообмена с внутренней стороны наружного цилиндрического корпуса 6 установлены неподвижные лопатки 15. Проходя между лопатками 15 и 16, поток теплоносителя нагревается. Лопатки, установленные на внутреннем цилиндрическом корпусе, перпендикулярны по отношению к внутреннему цилиндрическому корпусу и на наружном цилиндрическом корпусе устанавливаются под углом 105°.

Для снятия осевых нагрузок от ветроколеса на валу в нижней части установлен упорный роликовый, а в верхней части шариковый подшипники для возможности работы устройства на малых скоростях ветрового потока. Их смазка производится за счет разбрызгивания масла (высоковязкой жидкости), находящегося внутри теплогенератора.

Изобретение относится к теплогенераторам, преобразующим энергию ветра в тепловую, и может быть использовано для нагрева воды в системах отопления и горячего водоснабжения жилых и общественных зданий. Техническая задача - создание высокоэффективного устройства, позволяющего нагревать теплоноситель в системах отопления или горячего водоснабжения при помощи энергии ветрового потока, за счет сил трения в высоковязкой жидкости. Для решения поставленной задачи ветровой гидравлический теплогенератор содержит цилиндрический наружный и внутренний корпус, крышку, днище, приводной вертикальный вал, подвижные и неподвижные лопасти, патрубки для подвода и отвода нагреваемой воды, штуцер с пробкой для заполнения высоковязкой жидкостью. Для снятия осевых нагрузок от ветроколеса в нижней части установлен упорный роликовый подшипник, а в верхней части - шариковый подшипник для возможности работы устройства на малых скоростях ветрового потока, также во внутренних полостях на поверхности внутреннего и наружного корпусов установлены неподвижные лопатки для повышения теплоотдачи за счет увеличения поверхности теплообмена. 1 ил.

Ветровой гидравлический теплогенератор для производства тепловой энергии содержит цилиндрический наружный и внутренний корпус, крышку, днище, приводной вертикальный вал, подвижные и неподвижные лопасти, патрубки для подвода и отвода нагреваемой воды, штуцер с пробкой для заполнения высоковязкой жидкостью, отличающийся тем, что для снятия осевых нагрузок от ветроколеса в нижней части установлен упорный роликовый подшипник, а в верхней части - шариковый подшипник для возможности работы устройства на малых скоростях ветрового потока, также во внутренних полостях на поверхности внутреннего и наружного корпусов установлены неподвижные лопатки для повышения теплоотдачи за счет увеличения поверхности теплообмена.