ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2279568
ВЕТРОВОЙ ТЕПЛОГЕНЕРАТОР
Имя изобретателя: Рахматулин Виктор Раисович (RU); Чудаков Александр Александрович (RU)
Имя патентообладателя: Рахматулин Виктор Раисович (RU); Чудаков Александр Александрович (RU)
Адрес для переписки: 414022, г.Астрахань, ул. Звездная, 47, к.5, Госэнергонадзор, В.Р. Рахматулину
Дата начала действия патента: 2003.10.03
Изобретение относится к
ветроэнергетике и может быть использовано
для получения горячей воды для бытовых и
технических нужд. Ветровой теплогенератор
содержит ветродвигатель, редуктор,
связанный через горизонтальные валы и
электромагнитные муфты с теплогенератором
и электрогенератором, эксцентрик,
закрепленный на горизонтальном валу,
контактирующий с плитой, коромысла с
опорными стойками, соединительные штанги,
перфорированные диски и мембрану. К нижней
части плиты прикреплен шток, соединенный
жестко с перфорированной мембраной,
наружная часть которой с зазором размещена
между кольцами, жестко прикрепленными к
внутренней стенке теплогенератора. Между
днищем и мембраной установлен
электрический нагреватель. Между
перфорированными дисками на штангах
вертикально установлены
теплоаккумулирующие капсулы, выполненные в
виде полуцилиндров и скрепленные между
собой дисками, внутренними окружностями
жестко прикрепленными к поверхности капсул,
а змеевик, установленный внутри
теплогенератора по его образующей, через
патрубки соединен с системой отопления.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к
ветротеплоэнергетике и может быть
использовано для получения горячей воды за
счет преобразования механической энергии в
тепловую для бытовых и технических нужд.
Известен калориметр с жидкостью,
содержащий корпус, внутри которого
погружена ось с вращающими лопатками и
перегородками между ними (А.И.Гомонова,
Пособие по физике, Учебник, Москва,
Издательство МГУ, 1991, стр.173, рис.10.4).
Известный калориметр преобразовывает
механическую энергию, поступающую от
внешнего двигателя, в тепловую. Применяется
в основном в лабораторной практике.
Известна ветроэнергетическая
аккумулирующая установка Парахина И.Е.,
содержащая ветродвигатель с силовым валом,
инерционный аккумулятор с приводным валом,
электрический генератор и емкость, в
которой плавает полный сосуд (Авторское
свидетельство СССР 1195043, F 03 D 9/02, БИ №44, 1985 г.).
Известная установка, по замыслу автора,
при наличии аккумулятора сглаживает
колебания порывов ветра и предназначена в
основном для обеспечения потребителей
электроэнергией.
Известна теплоаккумулирующая капсула,
содержащая герметичный корпус, заполненная
теплоаккумулирующим составом, изменяющим
свое агрегатное состояние в рабочем
диапазоне температур (Патент РФ 2143646, F 24 H 7/00,
БИ №36, 1999 г.).
Известно устройство для
виброперемешивания жидких сред, содержащее
вибропровод, коромысла с опорными стойками,
соединительные штанги и перфорированные
диски, размещенные в корпусе (Авторское
свидетельство СССР 435842, B 01 f 11/00, БИ №26, 1974 г.).
Известное устройство предназначено для
виброперемешивания жидких сред и в его
конструкции не предусмотрено
преобразования механической энергии в
тепловую.
Технический результат, на достижение
которого направлено изобретение,
заключается в обеспечении возможности
круглый год получать тепловую энергию в
различных широтах России. При отсутствии
необходимости в тепловой энергии (летом)
ветровой теплогенератор может работать на
получение электрической энергии.
Указанный технический результат
достигается тем, что в ветровом
теплогенераторе, содержащем
ветродвигатель с силовым валом, редуктор,
связанный через горизонтальные валы и
электромагнитные муфты с теплогенератором
и электрогенератором, эксцентрик,
закрепленный на горизонтальном валу,
контактирующий с плитой, коромысла с
опорными стойками, соединительные штанги,
перфорированные диски и мембрану, согласно
изобретению к нижней части плиты
прикреплен шток, соединенный жестко с
перфорированной мембраной, наружная часть
которой с зазором размещена между кольцами,
жестко прикрепленными к внутренней стенке
теплогенератора, а между днищем и мембраной
установлен электрический нагреватель,
электрически связанный через провода и
щиток с электрогенератором и силовой сетью,
причем между перфорированными дисками на
штангах вертикально установлены
теплоаккумулирующие капсулы, выполненные в
виде полуцилиндров и скрепленные между
собой дисками, внутренними окружностями
жестко прикрепленными к поверхности капсул,
а змеевик, установленный внутри
теплогенератора по его образующей, через
патрубки соединен с системой отопления.
Перфорированные диски жестко прикреплены к
штангам и имеют концентрические отверстия
по своей поверхности, причем в среднем
диске отверстия смещены на диаметр d по
отношению к верхнему и нижнему дискам.
Датчик вращения, установленный на силовом
валу, электрически соединен с
электромагнитными муфтами, установленными
на горизонтальных валах.
На чертежах изображена схема ветрового
теплогенератора, где
Фиг.1 - общий вид
Фиг.2
- теплогенератор в разрезе
|
 Фиг.3 -
теплоаккумулирующие капсулы, вид сверху
|
Ветровой теплогенератор содержит
ветродвигатель 1 с силовым валом 2,
соединенный через редуктор 3 и
горизонтальные валы 4 и 5, на которых
установлены электромагнитные муфты 6 и 7 с
теплогенератором 8 и электрогенератором 9.
Электромагнитные муфты 6 и 7 соединены
электрически с датчиком вращения,
установленным на валу 2 (не показан).
Эксцентрик 10, закрепленный на валу 4, между
муфтой 8 и консольной опорой 11, контактирует
с плитой 12. Перфорированные диски 13,
размещенные горизонтально внутри
теплогенератора 8, имеют концентрические
отверстия (не показаны), через штанги 14
соединены с концами коромысел 15. Внутренние
концы коромысел 15 через серьги прикреплены
к плите 12, к нижней части которой прикреплен
шток 16, соединенный жестко с
перфорированной мембраной 17, имеющей
концентрические отверстия (не показаны).
Наружная часть мембраны 17 с зазором
размещена между кольцами 18 и 19, жестко
прикрепленными к внутренней стенке
теплогенератора 8. Между днищем 20 и
мембраной 17 установлен электрический
нагреватель 21, электрически связанный
через провода и электрический щиток (не
показаны) с электрогенератором 9 и силовой
сетью.
На крышке 22 установлены опорные стойки 23
коромысел 15, контактирующие с ними втулками
24, имеющие свободное перемещение в
вертикальной плоскости. Пружина 25 верхним
концом контактирует с плитой 12, а нижним
установлена на крышке 22.
Змеевик 26, установленный внутри
теплогенератора 8 по его внутренней
образующей, через патрубки 27 и 28 соединен,
например, с системой отопления (не показана).
Между перфорированными дисками 13 на
штангах 14 вертикально установлены
теплоаккумулирующие капсулы 29, заполненные
теплоаккумулирующим составом, выполненные
в виде полуцилиндров и скрепленные между
собой дисками 30, внутренними окружностями
жестко прикрепленными к поверхностям
капсул 29, например, на сварке.
Диски 13 жестко прикреплены к штангам 14,
имеют концентрические отверстия на своей
поверхности. В среднем диске 13 отверстия
смещены на диаметр d по отношению к верхнему
и нижнему дискам 13. Теплогенератор 8
заполняется высоковязкой жидкостью,
например веретенным маслом, до покрытия
верхнего витка змеевика 26. Между уровнем
залитого масла и крышкой 22 остается зазор «а»
высотой не менее 4d (d - диаметр отверстий в
дисках 13).
Датчик вращения может подавать команду
как на одновременное включение муфт 6 и 7 для
получения тепловой и электрической энергии,
так и на раздельное. В случае сильных
порывов ветра (ураган) датчик вращения
отключает обе муфты 6 и 7 горизонтальных
валов 4 и 5.
Ветровой теплогенератор работает
следующим образом.
При появлении ветра достаточной силы
вращается силовой вал 2 ветродвигателя 1.
Датчик вращения дает сигнал включения
электромагнитных муфт 6 и 7, и тем самым
начинают вращение валы 4 и 5. Эксцентрик 10
воздействует своим кулачком на плиту 12 и
тем самым приводит в действие механизм
преобразования механической энергии в
тепловую. Процесс преобразования
происходит следующим образом
При опускании вниз плиты 12 шток 16
воздействует на мембрану 17, которая
прогибается вниз, а ее наружная часть
вдвигается в зазор между кольцами 18 и 19.
Жидкость из-под мембраны 17 через
концентрические отверстия вытесняется в
верхнюю часть над мембраной 17.
Диски 13 вместе с капсулами 29 в этот момент
переместятся вверх. Часть жидкости через
отверстия в дисках перетечет вниз. Диски 30
на капсулах 29 поднимут часть объема
жидкости вверх с возможным ее стоком с их
поверхностей.
При уходе кулачка эксцентрика 10 с
поверхности плиты 12 усилия мембраны 17 и
пружины 25 возвратят систему преобразования
в первоначальное положение (см. Фиг.2).
При периодическом опускании и подъеме (порядка
10 раз в минуту) мембраны 17, дисков 13 и 30
жидкость в теплогенераторе 8 будет
нагреваться. Нагрев жидкости
осуществляется за счет трения концов
мембраны 17 о поверхности колец 18 и 19 и
периодического перетока ее через отверстия
в дисках 13 и мембраны 17, а также трения ее о
поверхности дисков 30 капсул 29. Нагретая в
теплогенераторе 8 жидкость (рабочая)
передает тепло жидкости, циркулирующей
через змеевик 26, присоединенный через
патрубки 27 и 28 к системе отопления объекта.
При отсутствии ветра капсулы 29 через
поверхности дисков 30 начнут возвращать
аккумулированное ими тепло рабочей
жидкости и поддерживать ее температуру до
требуемого уровня.
В этот период электрический нагреватель 21
через щиток автоматически переключается на
получение электрической энергии из силовой
сети до появления силы ветра достаточной
величины.
Электрогенератор 9, при наличии ветра,
подключен через щиток к электрическому
нагревателю 21 и электрическому
аккумулятору. Он может также
использоваться автономно, т.е. снабжать
электрической энергией потребителя (объекты
фермерского хозяйства и др.)
Использование предлагаемого ветрового
теплогенератора дает возможность круглый
год получать тепловую энергию в различных
широтах России. При отсутствии
необходимости в тепловой энергии (летом) он
может работать на получение электрической
энергии.
Размещение змеевика внутри
теплогенератора на внутренней его стенке
позволяет теплоизоляцию его наружной
стенки устанавливать с меньшей толщиной.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Ветровой теплогенератор, содержащий
ветродвигатель с силовым валом, редуктор,
связанный через горизонтальные валы и
электромагнитные муфты с теплогенератором
и электрогенератором, эксцентрик,
закрепленный на горизонтальном валу,
контактирующий с плитой, коромысла с
опорными стойками, соединительные штанги,
перфорированные диски и мембрану,
отличающийся тем, что к нижней части плиты
прикреплен шток, соединенный жестко с
перфорированной мембраной, наружная часть
которой с зазором размещена между кольцами,
жестко прикрепленными к внутренней стенке
теплогенератора, а между днищем и мембраной
установлен электрический нагреватель,
электрически связанный через провода и
щиток с электрогенератором и силовой сетью,
причем между перфорированными дисками на
штангах вертикально установлены
теплоаккумулирующие капсулы, выполненные в
виде полуцилиндров и скрепленные между
собой дисками, внутренними окружностями
жестко прикрепленными к поверхности капсул,
а змеевик, установленный внутри
теплогенератора по его образующей, через
патрубки соединен с системой отопления.
2. Ветровой теплогенератор по п.1,
отличающийся тем, что перфорированные
диски жестко прикреплены к штангам и имеют
концентрические отверстия по своей
поверхности, причем в среднем диске
отверстия смещены на диаметр d по отношению
к верхнему и нижнему дискам.
3. Ветровой теплогенератор по п.1 или 2,
отличающийся тем, что датчик вращения,
установленный на силовом валу,
электрически соединен с электромагнитными
муфтами, установленными на горизонтальных
валах.
Версия для печати
Дата публикации 06.12.2006гг
вверх
|
