ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2226620
ВЕТРОВОЙ ТЕПЛОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР
Имя изобретателя: Бирюлин Игорь Борисович; Солод Николай Петрович
Имя патентообладателя: Бирюлин Игорь Борисович; Солод Николай Петрович
Адрес для переписки: 414056, г.Астрахань, б-р Победы, 8, корп.1, кв.35, Н.П. Солоду
Дата начала действия патента: 2002.05.27
Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно, к ветротеплогенераторам,
использующим энергию ветра для нагрева воды и получения электрической энергии.
Технический результат, заключающийся в упрощении конструкции и повышении КПД,
обеспечивается за счет того, что ветровой теплоэлектрический генератор, согласно
изобретению, содержит теплогенераторы, установленные на платформе и основании,
конусные стакан и упор, жестко связанный с вертикальным валом, пьезоэлементы и
пьезоэлектрическую пленку, при этом верхний теплогенератор установлен в центре
круглой платформы, а нижний теплогенератор в центре основания, теплогенераторы имеют
входные и выходные патрубки, гидравлически связанные с системами холодной и горячей
воды, подвижные диски теплогенераторов жестко связаны с вертикальным валом, а
неподвижные диски прикреплены к внутренним стенкам теплогенераторов и снизу подперты
втулками, имеющими с наружной стороны капсулы с теплоаккумулирующим составом,
прикрепленные к ним с помощью металлических бандажей, конусный стакан с отверстием в
нижней части установлен через амортизаторы на стойках, прикрепленных к основанию,
внутри стакана установлены пьезоэлементы, контактирующие с роликами, прикрепленными
через сепараторы к конусному упору, жестко связанному через стержни с вертикальным
валом, причем верхний обруч через стержни прикреплен к упорам, прикрепленным к стойкам,
закрепленным в платформе и основании, а нижний обруч через стержни прикреплен к
верхней части основания, между обручами натянута пьезопленка, колеблющаяся от
воздействия ветра.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно, к ветротеплогенераторам,
использующим энергию ветра для нагрева воды и получения электрической энергии.
Известен ветровой теплоэлектрический генератор, содержащий теплогенератор,
преобразующий механическую энергию вращения в тепловую энергию, основание и
вертикальный вал, по совокупности существенных признаков принятый за ближайший аналог
изобретения (прототип) (см., например, US, 4424796 А, кл. F 24 C 9/00, 10.01.1984).
Недостатками теплогенератора являются сложность его конструкции и невысокий КПД.
Технический результат, заключающийся в упрощении конструкции и повышении КПД,
обеспечивается за счет того, что ветровой теплоэлектрический генератор, согласно
изобретению, содержит теплогенераторы, установленные на платформе и основании,
конусные стакан и упор, жестко связанный с вертикальным валом, пьезоэлементы и
пьезоэлектрическую пленку, при этом верхний теплогенератор установлен в центре
круглой платформы, а нижний теплогенератор в центре основания, через входные и
выходные патрубки гидравлически связаны с системами холодной и горячей воды,
подвижные диски теплогенераторов жестко связаны с вертикальным валом, а неподвижные
диски прикреплены к внутренним стенкам теплогенераторов и снизу подперты втулками,
имеющими с наружной стороны капсулы с теплоаккумулирующим составом, прикрепленные к
ним с помощью металлических бандажей, конусный стакан с отверстием в нижней части
установлен через амортизаторы на стойках, прикрепленных к основанию, внутри стакана
установлены пьезоэлементы, контактирующие с роликами, прикрепленными через
сепараторы к конусному упору, жестко связанному через стержни с вертикальным валом,
причем верхний обруч через стержни прикреплен к упорам, прикрепленным к стойкам,
закрепленным в платформе и основании, а нижний обруч через стержни прикреплен к
верхней части основания, между обручами натянута пьезоэлектрическая пленка,
колеблющаяся от воздействия ветра, при этом подвижные диски теплогенераторов
выполнены из материала с меньшей жесткостью, чем неподвижные диски.
На чертеже изображен ветровой теплоэлектрический генератор, общий вид.
|
Ветрогенератор состоит из верхнего теплогенератора 1, установленного в центре круглой
платформы 2, и нижнего теплогенератора 3, прикрепленного в центре круглого основания 4,
имеющих входные патрубки 5 и 6 и выходные патрубки 7 и 8, гидравлически связанные с
системой холодного и горячего водоснабжения (не показаны). Вал 9 ветродвигателя
установлен в упорном подшипнике 10 и через муфту 11 соединен с вертикальным валом 12 с
жестко прикрепленными к нему дисками 13 и 14, размещенными внутри теплогенераторов 1 и 3, а
также стержнями 15, соединенными жестко с конусным упором 16, имеющим по наружной
образующей ролики 17, прикрепленные к нему через сепараторы 18 и 19. Конусный стакан 20 с
отверстием 21 в нижней части установлен через амортизаторы 22 на стойках 23,
прикрепленных к основанию 4. С боков стакан 20 через амортизаторы 24 зафиксирован упорами
25, прикрепленными к стойкам 26, которые закреплены верхними концами в платформе 2, а
нижними концами в основании 4. Внутри стакана 20 установлены пьезоэлементы 27,
контактирующие с роликами 17. К низу упоров 25 через стержни 28 прикреплен верхний обруч 29,
а к верхней части основания 4 прикреплены стержни 30, к которым прикреплен нижний обруч
31. Между обручами 29 и 31 натянута пьезоэлектрическая пленка 32, колеблющаяся от
воздействия ветра. Г-образные стойки 33 установлены жестко на платформе 2 и соединены с
упорным подшипником 10. К внутренним стенкам теплогенераторов 1 и 3 прикреплены
неподвижные диски 34 и 35 с отверстиями 36 и 37 соответственно.
|
Снизу диски 34 и 35 подперты
втулками 38 и 39, имеющими с наружной стороны капсулы 40 и 41 с теплоаккумулирующим
составом, прикрепленные к ним, например, с помощью металлических бандажей (не показаны).
Подвижные диски 13 и 14 выполнены из материала с меньшей жесткостью, чем неподвижные
диски 34 и 35. Зазор “а” между полумуфтами муфты 11 по мере работы ветрового
теплоэлектрического генератора будет увеличиваться за счет истирания дисков 13 и 14, а
также дисков 34 и 35. Вал 12 свободно проходит через отверстия 42 и 43, выполненные в дисках 34
и 35.
Количество стоек 23 и 26 может быть 4, 6, 8 и более. Количество Г-образных стоек 33 так же
может быть 4 и более, в зависимости от жесткости и прочности конструкции ветрового
теплоэлектрического генератора. Патрубок 7 теплогенератора 1 может быть соединен
трубопроводом с патрубком 6 теплогенератора 3 с последующим догревом холодной воды.
ВЕТРОВОЙ ТЕПЛОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
При наличии ветра вал 9 ветродвигателя вращает вал 12. Подвижные диски 13 и 14, вращаясь на
неподвижных дисках 34 и 35, за счет трения друг о друга начнут преобразовывать
механическую энергию вращения в тепловую. Открывают вентиль (не показан) перед
патрубком 5, и холодная вода сначала заполняет теплогенератор 1, затем теплогенератор 3
и через патрубок 8 выходит нагретой. Температуру нагрева и расход воды регулируют
вентилем. Капсулы 40 и 41 в период интенсивного поступления тепла от дисков 13 и 34, 14 и 35
запасает его, а в период спада теплопоступления отдают тепло циркулирующей через
теплогенераторы 1 и 3 жидкости.
Конусный упор 16 также начнет вращаться, роликами 17 давить на пьезоэлементы 27, в
результате чего на клеммах (не показаны) возникает электрический ток. От колебаний
пьезоэлектрической пленки 32 при воздействии на нее ветра также появится электрический
ток. Суммированный электрический ток от пьезогенератора и пьезоэлектрической пленки 32
с клеммами будет поступать потребителю или на электрический аккумулятор.
Установка конусного стакана 20 на амортизаторы 22 и 24, например, резиновые, снижает
уровень шума от работы ветродвигателя и увеличивает площадь соприкосновения роликов 17
с пьезоэлементами 27 за счет взаимовибрации. Постепенное проседание вала 12 (увеличение
зазора “а”) за счет истирания дисков 13 и 34, 15 и 35 способствует механическому
воздействию роликов 17 на пьезоэлементы 27 и, тем самым, стабильному получению с них
электрического тока, не вводя дополнительные устройства для их сближения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Ветровой теплоэлектрический генератор, отличающийся тем, что содержит
теплогенераторы, установленные на платформе и основании, конусные стакан и упор,
жестко связанный с вертикальным валом, пьезоэлементы и пьезоэлектрическую пленку, при
этом верхний теплогенератор установлен в центре круглой платформы, а нижний
теплогенератор - в центре основания, теплогенераторы имеют входные и выходные патрубки,
гидравлически связанные с системами холодной и горячей воды, подвижные диски
теплогенераторов жестко связаны с вертикальным валом, а неподвижные диски прикреплены
к внутренним стенкам теплогенераторов и снизу подперты втулками, имеющими с наружной
стороны капсулы с теплоаккумулирующим составом, прикрепленные к ним с помощью
металлических бандажей, конусный стакан с отверстием в нижней части установлен через
амортизаторы на стойках, прикрепленных к основанию, внутри стакана установлены
пьезоэлементы, контактирующие с роликами, прикрепленными через сепараторы к конусному
упору, жестко связанному через стержни с вертикальным валом, причем верхний обруч
через стержни прикреплен к упорам, прикрепленным к стойкам, закрепленным в платформе и
основании, а нижний обруч через стержни прикреплен к верхней части основания, между
обручами натянута пьезоэлектрическая пленка, колеблющаяся от воздействия ветра.
2. Ветровой теплоэлектрический генератор по п.1, отличающийся тем, что подвижные диски
теплогенераторов выполнены из материала с меньшей жесткостью, чем неподвижные диски.
Версия для печати
Дата публикации 02.02.2007гг
вверх
|
