ветровой теплогенератор

Формула изобретения

Ветровой теплогенератор, включающий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, вертикальный вал, размещенный в опорном и опорно-упорном подшипниках, патрубки входа холодной и выхода горячей воды и закручивающего устройства, отличающийся тем, что снизу к валу прикреплен вращающийся лопаточный элемент, размещенный под перегородкой, установленной на кольце жестко прикрепленного к внутренней поверхности корпуса, к которой снизу прикреплена фигурная втулка, упертая нижним концом в днище корпуса, снизу к втулке прикреплен поддон, в средней части которого установлен неподвижный лопаточный элемент, ниже под вращающимся лопаточным элементом, справа и слева втулки установлены неподвижные лопаточные элементы, а также выполнены отверстия, сообщающиеся с неподвижными лопаточными элементами и верхним пространством корпуса, в нижней части вала, напротив неподвижного лопаточного элемента, закреплены лопасти, выполненные в виде полуцилиндров, внутри корпуса, в верхней его части установлено закручивающее устройство, состоящее из стержней, прикрепленные к валу внутренними концами, а наружные концы прикреплены к металлическому пустотелому кольцу, имеющему внутри теплоаккумулирующий состав, а снаружи спиральную ленту, к стержням перпендикулярно на кронштейнах жестко закреплены плоские лопатки, выполненные в виде кружков и прямоугольников, ниже стержней к валу прикреплены трубные кронштейны в виде треугольников, имеющие внутри теплоаккумулирующий состав, а снаружи спиральную ленту.

Описание изобретения к патенту

Изобретение предназначено для применения в области отопительной техники, а именно для нагрева воды, использующейся в отоплении и горячем водоснабжении.

Известен калориметр с жидкостью, содержащий корпус, внутри которого погружена ось с вращающимися лопатками и перегородками между ними (А.И. Голюнова. Пособие по физике. Учебник, М.: 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.

Известно устройство для очистки газа от взвешенных частиц, содержащее корпус с неподвижными и вращающимися лопаточными элементами и наклонный кольцевой отражатель частиц (А.С. № 354874, СССР). Известное устройство для очистки газа не предназначено для преобразования механической энергии в тепловую.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является теплогенератор гидравлический, включающий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, вертикальный вал, размещенный в подшипниках, патрубки входа и выходы горячей воды, закручивающее устройство, содержащее пустотелые диски-шайбы, стаканы с прикрепленными к ним полуцилиндрами в два ряда и конусные диски, соединенные жестко попарно между собой с помощью кольцевых шнеков. (Патент РФ № 2228503). Известный теплогенератор имеет закручивающее устройство с относительно слабо развитой поверхностью соприкосновения с нагреваемой жидкостью, а также в его конструкции отсутствуют ячейки, заполненные теплоаккумулирующим составом, способствующие поддерживать температуру выходящей из него нагретой жидкости на постоянном уровне.

Технический результат, заключающийся в увеличении поверхности соприкосновения с водой, компактности конструкции, упрощении при ее ремонте и замене, размещении ячеек, заполненных теплоаккумулирующим составом, достигается за счет того, что ветровой теплогенератор, включающий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, вертикальный вал, размещенный в опорном и опорно-упорном подшипниках, патрубки входа холодной и выходя горячей воды и закручивающего устройства, согласно изобретению, снизу к валу прикреплен вращающийся лопаточный элемент, размещенный под перегородкой, установленной на кольце, жестко прикрепленного к внутренней поверхности корпуса. К ней снизу прикреплена фигурная втулка, упертая нижним концом в днище корпуса. Снизу к втулке прикреплен поддон, в средней части которого установлен неподвижный лопаточный элемент, ниже под вращающимся лопаточным элементом. Справа и слева втулки установлены неподвижные лопаточные элементы, а также выполнены отверстия, сообщающиеся с неподвижными лопаточными элементами и верхним пространством корпуса. В нижней части вала, напротив неподвижного лопаточного элемента, закреплены лопасти, выполненные в виде полуцилиндров. Внутри корпуса, в верхней его части, установлено закручивающее устройство, состоящее из стержней, прикрепленные к валу внутренними концами, а наружные концы прикреплены к металлическому пустотелому кольцу, имеющему внутри теплоаккумулирующий состав, а снаружи спиральную ленту. К стержням перпендикулярно на кронштейнах жестко закреплены плоские лопатки, выполненные в виде кружков и прямоугольников. Ниже стержней к валу прикреплены трубные кронштейны в виде треугольников, имеющие внутри теплоаккумулирующий состав, а снаружи спиральную ленту. На чертежах приведена схема предлагаемого теплогенератора, где на фиг.1 изображен продольный разрез, на фиг.2 - кольцевой шнек и на фиг.3 - трубные кронштейны.

Ветровой теплогенератор содержит цилиндрический корпус 1 с крышкой 2 и днищем 3 и цилиндрическую горизонтальную перегородку 4, в которых установлены опорный подшипник 5 и опорно-упорный подшипник 6, с закрепленным в них вертикальным валом 7, имеющий сверху муфту 8 для приема мощности от ветродвигателя (не показан), а снизу к нему прикреплен вращающийся лопаточный элемент 9. Справа в нижней части корпуса 1 установлен патрубок 10 входа холодной воды, а в верхней части - патрубок 11 выхода горячей воды, связанные соответственно, с системами холодного и горячего водоснабжения (не показаны).

В крышке 2, справа, установлен термометр 12, а перегородка 4 установлена на кольце 13 жестко прикрепленного к внутренней поверхности корпуса 1, к которой снизу прикреплена фигурная втулка 14, упертая нижним концом в днище 3. Снизу к втулке 14 прикреплен поддон 15, в средней части которого установлен неподвижный лопаточный элемент 16 ниже вращающегося лопаточного элемента 9. Справа и слева втулки 14 установлены неподвижные лопаточные элементы 17 и 18, соответственно, а также выполнены отверстия 19 и 20, сообщающиеся с неподвижными лопаточными элементами 21, 22 и 23 и верхним пространством корпуса 1. В нижней части вала 7, напротив неподвижного лопаточного элемента 22, закреплены лопатки 24, выполненные в виде полуцилиндров, 4 или 8 штук. Внутри корпуса 1, в верхней его части, установлено закручивающее устройство, состоящее из стержней 25, прикрепленные к валу 7 внутренними концами, и наружные концы прикреплены к металлическому пустотелому кольцу 26, имеющему внутри теплоаккумулирующий состав, а снаружи спиральную ленту 27. К стержням 25 перпендикулярно на кронштейнах 28 жестко закреплены плоские лопатки, выполненные в виде кружков 29 и прямоугольников 30. Ниже стержней 25 к валу 7 прикреплены трубные кронштейны 31, имеющие внутри теплоаккумулирующий состав, а снаружи спиральную ленту 32.

К валу 7 внутри корпуса 1 стержней 25 могут быть прикреплены 4 или 8 штук, и трубных кронштейнов также 4 или 8 штук.

Заполнение кольца 25 и трубных кронштейнов 31 производится через ниппели 33, которые затем герметизируют. Угол альфа между верхними и нижними стержнями 25 в пределах 30-45 градусов и угол бета между трубными кронштейнами 34 также 30-45 градусов. Ветровой теплогенератор работает следующим образом. В собранном виде теплогенератор заполняют водой путем открытия вентилей (не показаны) на патрубках 10 и 11, муфту 8 подсоединяют к ветродвигателю существующих конструкций. Включая в работу ветродвигатель, вал 7 теплогенератора, стержни 25 с кольцом 26, трубные кронштейны 31, лопасти 24 и вращающийся лопаточный элемент 9 начнут вращаться в корпусе 1, преобразуя механическую энергию в тепловую. Нагрев воды происходит от ее трения об закручивающие устройства теплогенератора, так и перемещаясь через неподвижные лопаточные элементы 16, 17, 18, 21, 22 и 23. Чем больше суммарная поверхность соприкосновения воды при вращающемся вале 7 теплогенератора, тем больше тепла получается в нем. При достижении температуры воды в верхней части теплогенератора 60-65 градусов по Цельсию, открывают вентиль на патрубках 11 и 10, и вследствие чего начинается процесс отдачи горячей воды потребителю. При этом нагревается теплоаккумулирующий состав в кольце 26 и в трубных кронштейнах 31 до температуры воды в верхней части корпуса 1. При ослаблении силы ветра вращение закручивающего устройства в корпусе 1 замедлится, и температуры воды начнет падать, нагретый аккумулирующий состав в кольце 26 и кронштейнах 31 начнет отдавать тепло выходящей через патрубок 11 воды и поддерживать ее температуру в требуемом интервале. При возобновлении силы ветра закручивающее устройство возобновит подачу тепла потребителю.

Предлагаемый теплогенератор может быть использован в двух вариантах для обогрева помещений. При закрытых вентилях на патрубках 10 и 11, соединенных с отопительными приборами соседнего помещения - обогрев двух и более помещений.