RU2605868C2

RU2605868C2 - Ветровой гидравлический теплогенератор

Info

Publication number: RU2605868C2
Application number: RU2015104063/06A
Authority: RU
Inventors: Руслан Владимирович Муканов; Евгения Михайловна Дербасова; Андрей Владимирович Виноградов; Мария Андреевна Олейникова
Priority date: 2015-02-06
Filing date: 2015-02-06
Publication date: 2016-12-27
Also published as: RU2015104063A

Abstract

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.

Description

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.

Claims

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.