Энергетическая установка

 

Изобретение касается энергетических установок, использунхцих для своей работы наряду с энергией ветра тепловое солнечное излучение и предназначенных для производства тепла. Цель изобретения - повышение КПД установки при генерации тепла. Над бассейном (Б) 1 с водой установлена вытяжная колонна 2 с расположенным в ее нижней части воздухоподогревающим входным коллектором 3, плавно сопряженной с ним горловиной 4 и 28 S 28 (Л 33

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) (4 Р 03 Р 9/00

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРУрщу

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4275455/25-06 (22) 06.07.87 (46) 23.02.89. Бюл. У 7 (71) Таджикский научно-исследовательский отдел энергетики Всесоюзного государственного проектноизыскательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических. сетей "Энер- .госетьпроект" (72) В.И.Иасликов и А.Ф.Ширинский (53) 621.548 (088.8) (56) Заявка Великобритании У 2081390, кл. F 03 D 3/04, опублик. 1982. (54) ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение касается энергети ческих установок, использующих для .своей работы наряду с энергией ветра тепловое солнечное излучение и предназначенных для производства тепла.

Цель изобретения — повышение КПД установки при генерации тепла. Над бассейном (Б) 1 с водой установлена вытяжная колонна 2 с расположенным в ее нижней части воздухоподогревающим входным коллектором 3, плавно сопряженной с ним горловиной 4 и

1460402 соединенным с последней выходным диффузором 5 с дефлектором. В горловине 4 установлена лопаточная воздушная турбина 6 с вертикальным валом 7, направленным в сторону Б 1, и размещенным под ней направляющим аппаратом 8, Под турбиной 6 расположен связанный с валом 7 компрессор 9. Под компрессором установлен воздушно-водяной теплообменник 10, соединенный при помощи напорного 11 и сливного 12 трубопроводов соответственно с насосом 13 и Б 1. Б 1 снабжен трубчатым подогревателем 14, а коллектор 3 — теплопередающим ус»ройством. Последнее выполнено в виде двухстенного конусообразного элеИзобретение относится к ветроэнергетике и касается энергетических установок испОльзующих для свОей работы наряду с энергией ветра тепловое солнечное излучение и предназначенных для производства тепла.

Цель изобретения — повышение КПД установки при генерации тепла.

На фиг.1 представлена энергетическая установка, общий вид; на фиг. 2 — воздушная турбина; на фиг. 3— направляющий аппарат турбины; на фиг.4 — компрессор установки.

Энергетическая установка содержит. бассейн 1 с водой, установленную над ним вытяжную колонну 2 с расположенным в ее нижней части воздухоподогревающим входным коллектором 3, плавно сопряженной с ним горловиной 4 и соединенным с последней выходным диффузором 5 с дефлектором, установленную в горловине 4 палаточную воздушную турбину . 6 с вертикальным валом 7, направленным в сторону бассейна 1, и размещенным под ней направляющим аппаратом 8. Установка также содержит размещенный под турбиной би связанный с валом 7 компрессор 9, установленный под ним воздушно-водяной теплообменник 10, соединенный при помощи напорного 11 и сливного 12 трубопроводов соответмента 15, установленного коаксиально валу 7 и образующего с коллектором 3 кольцевой воздуховод 16, подключенный с одной стороны к атмосфере, а с другой — к проточной части аппара та 8. Наружная стенка 17 элемента 15 выполнена прозрачной, внутренняя стенка 18 — светопоглощающей, межстенное пространство 19 сообщено в нижней части с выходом теплообменника 10 по воздуху, а в верхней - с входом компрессора 9. К выходу теплообменника по воздуху м.б. подключен детандер 20, кинематически связанный с насосом 13. Установка использует как солнечную, так и ветровую энергию. 3 з.п. ф-лы. 4 ил. ственно с насосом 13 и бассейном 1

Последний снабжен трубчатым водоподогревателем 14, а коллектор 3— теплопередающим устройством, выполненным в виде двухстенного конусообразного элемента 15, установленного коаксиально валу 7 и образующего с коллектором 3 кольцевой воздуховод

10 16, подключенный с одной стороны к атмосфере, а с другой — к проточкой части направляющего аппарата 8.

Наружная стенка 17 конусообразного элемента 15 выполнена прозрачной, внутренняя стенка 18 — свето поглощающей, межстенное пространство 19 сообщено в нижней части с выходом теплообменника 10 по воздуху, а в верхней — с входом компрессора 9.

Установка снабжена детандером 20, подключенным к выходу теплообменника 10 по воздуху и кинематически связанным с насосом 13. Направляющий аппарат 8 выполнен в виде радиальных поворотных лопастей 21, вертикальный вал 7 турбины 6 имеет внутреннюй полость 22 и снабжен продольными направляющими прорезями 23 в верхней части и установленным в полости 22

30 поршнем 24 с закрепленными на нем радиальными стержнями 25, а лопатки

26 турбины 6 выполнены поворотными и снабжены кулисами 27, шарнирно свя460402 со стержнями 25, которые через кулисы 27 поворачивают лопатки 26 турбины 6 на большие углы атаки, вызывающие срыв потока с лопаток 26. В результате вращающий момент на валу 7 уменьшается, а частота его вращения и давление воздуха на выходе компрессора 9 стабилизируются и поддержи1р ваются на постоянном уровне.

55 з

1 занными со стержнями 25. Дефлектор выполнен в виде спиральных направляющих ребер 28, закрепленных на наружной поверхности диффузора 5.

Компрессор 9 выполнен в виде цилиндрического корпуса 29 с торцовыми крьппками 30, закрепленных между ними трубок 31 из эластичного материала, примыкающих к корпусу 29, и шнека 32, закрепленного на валу 7 и пережимающего трубки 31. Инек 32 имеет переменный шаг, уменьшающийся к нижней части. Коллектор 3 снабжен перегородками 33, делящими его на ряд секций.

Установка работает следующим образом.

При работе установка использует как солнечную, так и ветровую энергию. Ветер любого направления через секции коллектора 3 и его воздуховод 16 поступает на лопасти 21 направляющего аппарата 8. Под давлением ветра лопасти 21 отклоняются, направляя воздушный поток на лопат- ки 26 турбины 6. Последняя преобразует скоростной напор потока во вращение вала 7 ° Ребра 28 закручивают поток воздуха, обтекающий сна.ружи колонну 2. Разрежение, образующееся в ядре закрученного потока над диффузором 5, способствует эжектированию воздуха, сработавшего на турбине 6, из диффузора 5. Вместе с валом 7 вращается и шнек 32 компрессора 9. Верхние витки шнека 32 подают предварительно подогретый от стенки 18 воздух в трубки 31. Дальнейшее сжатие воздуха и его подогрев осуществляется в трубках 31, пережимаемых шнеком 32 °

Нагретый воздух под большим давлением поступает в теплообменник 10, где отдает свое тепло воде, сливаемой через трубопровод 12 в бассейн . 1. Тепло для потребителя отбирается из бассейна 1 с помощью водоподогревателя 14.Остаточное теплосодержание воздуха, прошедшего через теплообменник 10, срабатывает в детандере, 20, приводящим в работу насос 13, который подает воду из бассейна 1 в теплообменник 10. Увеличение частоты вращения вала 7 приводит к росту давления воздуха на выходе из компрессора 9 выше расчетного значения. Такой рост давления приводит к перемещению поршня 24 вверх вместе

Формула изобретения

1. Энергетическая установка, содержащая бассейн с водой, установленную над ним вытяжную колонну с расположенным в ее нижней части воздухоподогревающим входным коллектором, плавно сопряженной с ним горловиной и соединенным с последней выходным диффузором с дефлектором, установленную в горловине лопаточную воздушную турбину с вертикальным валом, направленным в сторону бассейна, и размещенным под ней направляющим аппаратом, отличающаяся тем, что, с целью повьппения КПД при генерации тепла, установка дополнительно содержит размещенный под турбиной и,, связанный с валом компрессор, -установленный под ним воздушно-водяной теплообменник, соединенный при помощи напорного и сливного трубопроводов соответственно с насосом и бассейном, последний снабжен трубчатым водоподогревателем, а коллектор— теплопередающим устройством, выполненным в виде двухстенного конусообразного элемента, установленного коаксиально валу и образующего с кол4О лектором кольцевой воздуховод, подключенный с одной стороны к атмосфере, а с другой — к проточной части направляющего аппарата, причем на- ружная стенка конусообразного эле45 мента выполнена прозрачной, внутренняя — светопоглощающей, межстенное пространство сообщено в нижней части с выходом теплообменника по воздуху, а в верхней — с входом ком50 прессора.

2. Установка по п. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что она снабжена детандером, подключенным к выходу теплообменника по воздуху и кинематически связанным с насосом.!.

3. Установка по и. 1, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что направляющий аппарат выполнен в виде ра1460402 кулисами, шарнирно связанными со ,стержнями. !

Составитель П.Баклушин

Редактор Н.Тупица Техред Л. Сердюкова Корректор В.Гирняк

Заказ 519/40 Тираж 413 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101 диальных поворотных лопастей, вертикальный вал турбины имеет внутреннюю полость и снабжен продольными направляющими прорезями в верхней части и установленным в полости поршнем с закрепленными на нем радиальными стержнями, а лопатки турбины выполнены поворотными и снабжены

4. Установка по п. 1, о т л и ч аю щ а я с я тем, что дефлектор выполнен s в и деe, спиральных направляющих ребер, закрепленных на наружной поверхности диффуэора.