Ветровой водонагреватель

Авторы патента:

F03D9/00 - Приспосабливание ветряных двигателей для особых целей; агрегатирование ветряных двигателей с приводимыми ими устройствами (при преобладании отличительных признаков приводимых устройств см. классы, к которым отнесены эти устройства)

Владельцы патента RU 2522743:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образоования "Астраханский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к системам отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных зданий. Ветровой водонагреватель содержит вертикальный корпус, крышку и днище, внутри которого закреплены верхняя, средняя и нижняя перфорированные перегородки. Вертикальный вал, установленный в крышке через фланец и отключающее устройство, соединен с валом ветродвигателя. Внизу вал установлен в отверстии неподвижного диска, прикрепленного к днищу, жестко соединен с подвижным диском. На каждой из трех перегородок сверху закреплены пустотелые втулки, заполненные веществом, изменяющим свое агрегатное состояние. Верхняя часть указанных втулок прикреплена к неподвижному диску, контактирующему с подвижным диском, закрепленным на валу. На валу под крышкой закреплены радиально четыре лопасти в виде полуцилиндров отрезков труб. Внизу над подвижным диском с лопастями в таком же виде закреплены четыре нижние лопасти. Внутри трех втулок на валу напротив отверстий закреплены радиально по четыре лопасти в виде полуцилиндров. Предлагаемый ветровой водонагреватель прост по конструкции, компактен, имеет значительный коэффициент преобразования механической энергии в тепловую, многофункционален. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике, в частности к системам отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений.

Известен фрикционный нагреватель, содержащий бак с нагреваемой средой, на дне которого установлен неподвижный диск, контактирующий с подвижным диском, имеющим с боков лопасти, причем он через вертикальный вал соединен с ветродвигателем (А.С. 1627790, СССР). Известный нагреватель имеет низкий коэффициент преобразования одного вида энергии в другой, т.е. механической в тепловую.

Известен теплогенератор гидравлический, включающий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, вертикальный вал, размещенный в опорном и упорном подшипниках, патрубки входа холодной и выхода горячей воды и закручивающего устройства, содержащего прикрепленные к валу стаканы с радиально прикрепленными к ним полуцилиндрами и кольцевые шнеки (Патент РФ №2228503, 2004 г.). В известном теплогенераторе сравнительно невысокий коэффициент преобразования одного вида энергии в другой.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является ветроустановка для отопления помещений, содержащая вертикальный корпус, крышку и днище, внутри которого закреплена по периметру по меньшей мере одна перфорированная перегородка, вал, подвижные и неподвижные диски, патрубки, пружины и ветродвигатель, причем в корпусе поярусно закреплены три перегородки с отверстиями, через которые посередине их проходит вал с прикрепленными к нему подвижными дисками, контактирующими с неподвижными дисками, которые через патрубки и витые пружины прикреплены к перегородкам (Патент РФ №2324840, 2007 г.). Известная ветроустановка сложна по конструкции, имеет низкий коэффициент преобразования одного вида энергии в другой и появляется металлическая пыль от трения подвижных дисков о неподвижные диски, проникающая в помещение.

Для устранения указанных недостатков предлагается ветровой водонагреватель, содержащий вертикальный корпус, крышку и днище, внутри которого закреплена по периметру по меньшей мере одна перфорированная перегородка, вал, подвижные и неподвижные диски, пустотелые втулки, патрубки и закручивающее устройство. Согласно изобретению в корпусе поярусно закреплены по периметру верхняя, средняя и нижняя перегородки с двумя рядами концентрированных отверстий. Вертикальный вал, установленный в крышке, вверху через фланец и отключающее устройство соединен с валом ветродвигателя, внизу вал установлен в отверстии неподвижного диска, прикрепленного к днищу, жестко соединен с подвижным диском, имеющим с боков лопасти. На каждой из трех перегородок сверху закреплены пустотелые втулки с отверстиями по бокам, верхняя часть которых прикреплена к неподвижному диску, контактирующему с подвижным диском, закрепленным на валу. На валу под крышкой закреплены радиально 4, 8 и более лопастей в виде полуцилиндров отрезков труб, а внизу на подвижном диске с лопастями в таком же виде закреплены 4, 8 и более нижние лопасти. Внутри трех втулок на валу напротив отверстий закреплены радиально по 4, 8 и более лопастей в виде полуцилиндров отрезков труб, причем пустотелые втулки заполнены веществом, изменяющим свое агрегатное состояние в зависимости от температуры жидкости внутри корпуса.

На чертеже (фиг.1) представлен один из трех вариантов выполнения водонагревателя, в продольном разрезе.

Ветровой водонагреватель состоит из вертикального корпуса 1, имеющего крышку 2 и днище 3, внутри которого поярусно закреплены по периметру верхняя, средняя и нижняя перфорированные перегородки 4, 5 и 6, соответственно с концентрированными отверстиями 7 и 8. Вертикальный вал 9, установленный в крышке 2, через фланец 10 и отключающее устройство соединен с валом ветродвигателя (не показаны). Вал 9 внизу установлен в отверстии 11 неподвижного диска 12, прикрепленного к днищу 3, жестко соединен с подвижным диском 13, имеющим с боков лопасти 14.

На верхней перегородке 4 в центре закреплена пустотелая втулка 15 с отверстиями 16 по бокам, верхняя часть которой прикреплена к неподвижному диску 17, контактирующему с подвижным диском 18, закрепленным на валу 9. На валу 9 под крышкой 2 закреплены радиально 4, 8 и более лопастей 19 в виде полуцилиндров, а внизу над подвижным диском 13 с лопастями 14 в таком же виде закреплены 4, 8 и более нижние лопасти 20. Внутри втулки 15 на валу 9 напротив отверстий 16 закреплены 4, 8 и более лопастей 21 в виде полуцилиндров.

На средней перегородке 5 в центре закреплена пустотелая втулка 22 с отверстиями 23 по бокам, верхняя часть которой прикреплена к неподвижному диску 24, контактирующему с подвижным диском 25, закрепленным на валу 9. Внутри втулки 22 на валу 9 напротив отверстий 23 закреплены радиально 4, 8 и более лопастей 26 в виде полуцилиндров.

На нижней перегородке 6 в центре закреплена пустотелая втулка 27 с отверстиями 28 по бокам, верхняя часть которой прикреплена к неподвижному диску 29, контактирующему с подвижным диском 30, закрепленным на валу 9. Внутри втулки 27 на валу 9 напротив отверстий 28 закреплены радиально 4, 8 и более лопастей 31 в виде полуцилиндров. Слева на крышке 2 установлен патрубок 32 с фланцем, а справа в гильзе 33 установлен термометр 34. Справа корпуса 1 вверху установлен патрубок 35 с фланцем, закрытый заглушкой 36, а внизу - патрубок 37 с фланцем, закрытый заглушкой 38. Пустотелые втулки 15, 22 и 27 заполнены веществом, изменяющим свое агрегатное состояние в зависимости от температуры жидкости внутри корпуса 1. Наличие ребер 39 сверху подвижных дисков 18, 25 и 30 утяжеляет их, а также способствует преобразованию механической энергии в тепловую.

Ветровой водонагреватель работает следующим образом.

В собранном виде в корпус 1 через патрубок 32 заливают жидкость вплоть до крышки 2 и закрывают заглушкой. Вал 9 через фланец 10 присоединяют к ветродвигателю любой известной конструкции, имеющей стопорное устройство. При достижении ветром достаточной силы вал 9 водонагревателя начинает вращаться и начнут вращаться лопасти 19, 21, 26, 31 и 20, подвижные диски 18, 25, 30 и 13 в замкнутом водном объеме корпуса 1. Начнется процесс преобразования механической энергии в тепловую. Нагретая вода через стенку корпуса 1 передаст тепло помещению, где установлен водонагреватель, и веществу, заполняющему пустотелые втулки 15, 22 и 27. При нагреве помещения, например, до 20°С вал 9 стопорным устройством приводят на средний режим или полностью отключают от ветродвигателя.

При прекращении ветра вещество во втулках 15, 22 и 27 будет отдавать тепло остывающей в корпусе 1 воде и тем самым продлит обогрев помещения до 0,5 часа и более. При возобновлении ветра водонагреватель начнет работать в прежнем режиме.

Второй вариант использования водонагревателя сводится к следующему.

Убирают заглушки 38 и 36, а патрубки 35 и 37 подсоединяют нижний 37 к системе подачи холодной воды, а верхний 35 к системе приема горячей воды.

Третий вариант использования водонагревателя - это подсоединение патрубков 37 и 35 к системе отопления одного или двух помещений.

Предлагаемый ветровой водонагреватель прост по конструкции, компактен, имеет значительный коэффициент преобразования одного вида энергии в другой, многофункционален, а потому найдет широкое применение в различных отраслях народного хозяйства.

1. Ветровой водонагреватель, содержащий вертикальный корпус, крышку и днище, внутри которого закреплена по периметру по меньшей мере одна перфорированная перегородка, вал, подвижные и неподвижные диски, пустотелые втулки, патрубки и закручивающее устройство, отличающийся тем, что в корпусе поярусно закреплены по периметру верхняя, средняя и нижняя перфорированные перегородки с двумя рядами концентрированных отверстий, вертикальный вал, установленный в крышке, через фланец и отключающее устройство соединен с валом ветродвигателя, внизу вал установлен в отверстии неподвижного диска, прикрепленного к днищу, жестко соединен с подвижным диском, имеющим с боков лопасти, на каждой их трех перегородок сверху закреплены пустотелые втулки с отверстиями по бокам, верхняя часть которых прикреплена к неподвижному диску, контактирующему с подвижным диском, закрепленным на валу, на валу под крышкой закреплены радиально четыре лопасти в виде полуцилиндров отрезков труб, а внизу над подвижным диском с лопастями в таком же виде закреплены четыре нижние лопасти, а внутри трех втулок на валу напротив отверстий закреплены радиально по четыре лопасти в виде полуцилиндров.

2. Водонагреватель по п.1, отличающийся тем, что пустотелые втулки заполнены веществом, изменяющим свое агрегатное состояние в зависимости от температуры жидкости внутри корпуса.

Изобретение относится к ветроэнергетике. Блочная ярусная и рядная ветровая электростанция состоит из установленной и закрепленной на фундаменте блочной ярусной и рядной эстакады.

Ветроэлектрогенератор // 2518152

Изобретение относится к области электромашиностроения, а именно к магнитоэлектрическим генераторам, использующим для вращения ротора энергию воздушного потока. Техническим результатом является сохранение выработки электроэнергии при малых и больших скоростях ветра, а также при повышенных электрических нагрузках.

Ротор сегментного ветроэлектроагрегата // 2517513

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ротор сегментного ветроэлектрогенератора содержит ступицу, лопасти, обод и ферромагнитные тела, установленные на ободе.

Статор ветроэлектроагрегата // 2517168

Изобретение относится к области электротехники и ветроэнергетики. Предлагаемый статор ветроэлектроагрегата содержит магнитопроводы, систему возбуждения, стяжные элементы и обмотку, при этом согласно изобретению статор выполнен в виде П-образной скобы и пакета пластин, на которых установлены сердечники с рабочей катушкой и катушкой возбуждения, а средняя часть указанного пакета жестко связана со средней частью указанной П-образной скобы.

Сегментный ротор // 2516733

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Сегментный ротор содержит ступицу, лопасти, спицы, обод и ферромагнитные тела, установленные на ободе с помощью элементов крепления.

Способ работы ветровой энергетической установки // 2516381

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности.

Ветроэнергетическая установка // 2516092

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть применено для выработки электроэнергии. Изобретение направлено на уменьшение массы и габаритов установки.

Ротор ветроэлектрогенератора // 2515577

Изобретение относится к области ветроэнергетики. Ротор ветроэлектрогенератора содержит ступицу, лопасти, спицы, обод и ферромагнитные тела, установленные на ободе.

Ветроэлектрогенератор сегментного исполнения // 2515570

Изобретение относится к области ветроэнергетики и может быть использовано для получения электроэнергии. Ветроэлектрогенератор сегментного исполнения содержит башню, поворотное основание, траверсы, статорные элементы, первую и верхнюю вторую стойки с ветроколесами и роторными элементами.

Статор электрической машины // 2515563

Изобретение относится к области электрических машин, в частности к генераторам ветроэнергетических установок. Техническим результатом является упрощение технологии, уменьшение стоимости.

Статор ветроэлектроагрегата // 2523523

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэлектрогенераторам с преимущественно тихоходными ветроколесами. Статор ветроэлектроагрегата содержит катушку, источник возбуждения и магнитопроводы, причем согласно изобретению статор содержит нижний ферромагнитный уголок и верхний неферромагнитный уголок. На горизонтальной полке нижнего ферромагнитного уголка укреплены рабочая катушка с сердечником и источник возбуждения, а в горизонтальной полке верхнего неферромагнитного уголка выполнены отверстия, в которых установлены сердечник рабочей катушки и наконечник источника возбуждения. Технико-экономическим преимуществом данного статора является его интегрированная конструкция, объединяющая рабочую катушку, источник возбуждения, магнитопровод и крепящие элементы, что позволяет улучшить массогабаритные показатели при минимизации его стоимости. 5 ил.

Статор // 2523683

Изобретение относится к области ветроэнергетики, а именно к ветроэлектрогенераторам с преимущественно тихоходными колесами. Изобретение направлено на уменьшение массы и габаритов генератора при минимизации его стоимости. Cтатор содержит основание, катушки, источник возбуждения и два полосовых магнитопровода, первый из которых закреплен на основании, на внешнем его конце установлена первая катушка с сердечником, между вторым магнитопроводом и основанием установлены прокладки, на внешнем конце второго магнитопровода установлена вторая катушка с сердечником, а внутренние концы магнитопроводов соединены внахлест и на этом соединении установлен источник возбуждения. Техническим результатом является высокая технологичность статора, а также его большая эффективность. 2 ил.

Ветродвигатель с эффектом магнуса (варианты) // 2526127

Изобретения относятся к области ветроэнергетики и могут быть использованы для получения электрической или механической энергии. Ветродвигатель состоит из ветроколеса, содержащего вращающиеся цилиндры, из привода цилиндров, источника питания, электрогенератора, кинематически соединенного с ветроколесом, устройства ориентации ветродвигателя на поток ветра. Ветроколесо, расположенное горизонтально, выполнено в виде барабана, с торцов которого на неподвижной оси в опорах закреплены вращающиеся диски, в них по окружности на своих осях размещены цилиндры с приводом. Внутри барабана перпендикулярно к направлению потока размещен экран, прикрепленный к неподвижной оси ветродвигателя. Привод выполнен от одного двигателя посредством гибкой связи на шкивы цилиндров, находящихся на наветренной стороне. В другом варианте выполнения привод цилиндров выполнен из реверсивных электродвигателей, закрепленных на барабане и оснащенных контактным токосъемом, а на неподвижной оси закреплен дополнительно введенный диск с двумя кольцевыми дорожками для токосъема, при этом кольцевые дорожки для токосъема могут быть выполнены в виде двух полуколец, расположенных на наветренной стороне, двух полуколец дорожек - на подветренной стороне потока, и эти пары полуколец соединены разнополярно с источником питания, а внутри барабана перпендикулярно к направлению потока может быть размещен экран, прикрепленный к неподвижной оси ветродвигателя. Изобретения позволяют значительно увеличить эффект от использования силы Магнуса, поскольку снимаются ограничения на длину, диаметр цилиндров и на их число в ветроколесе. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Ротор ветроэлектрогенератора // 2527821

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к роторам ветроэлектрогенераторов сегментного типа. В роторе ветроэлектрогенератора, содержащем ступицу, лопасти, дугообразные элементы и магнитопроводы, согласно изобретению магнитопроводы выполнены в виде отрезков труб, внутри которых размещены крепящие элементы, выступающие за торцы труб, которые связаны с дугообразными элементами, например хомутами со стягивающими болтами. Ферромагнитные магнитопроводы в виде отрезков труб образуют по существу зубцы роторов. Преимуществом данного ротора является технологичность, дешевизна исходных заготовок, представляющих собой отрезки труб, что обеспечивает уменьшение массы и габаритов ротора ветроэлектрогенератора при минимизации его стоимости. 2 ил.

Система регулирования микроклимата поля // 2529725

Система регулирования микроклимата сельскохозяйственного поля включает размещенные по границе поля ветрозащитные и снегозадерживающие элементы, водоем, устраиваемый вдоль границы поля со стороны наиболее вероятного проникновения суховея. На противоположных берегах водоема вдоль поля размещены вертикальные жалюзи высотой не менее половины ширины водоема, установленные с возможностью поворота вокруг вертикальной оси и наклона в вертикальной плоскости. Дно водоема может быть покрыто противофильтрационным материалом, вдоль водоема могут быть установлены распылители воды, а в качестве источников энергии для распылителей воды система может быть снабжена одной или несколькими ветроэнергетическими установками и солнечными батареями. Техническим результатом изобретения является повышение степени защиты поля за счет снижения скорости и температуры суховея и повышения влажности приземного слоя воздуха, а также снижение энергозатрат за счет использования природных источников энергии. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство перевода в рабочее положение ветродвигателя самолета // 2532318

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к оборудованию летательных аппаратов, и может быть использовано в конструкциях устройств выпуска аварийных энергетических установок пассажирских самолетов. Устройство перевода в рабочее положение ветродвигателя самолета размещено в отсеке фюзеляжа. Отсек снабжен обшивкой и силовыми элементами, люком с крышкой, шарнирно закрепленной на силовых элементах, поперечной и продольной стенками. Ветродвигатель снабжен корпусом, на котором жестко закреплена первым концом штанга. Устройство содержит замок убранного положения ветродвигателя, силовой привод выпуска ветродвигателя, и механизм открытия крышки люка. Второй конец штанги шарнирно закреплен на поперечной стенке отсека в ее нижней части. Опорная часть силового привода шарнирно закреплена на поперечной стенке отсека в ее верхней части, а его исполнительная часть шарнирно соединена со вторым концом штанги ветродвигателя. Шарнирное соединение крышки люка с силовыми элементами отсека снабжено серпообразными кронштейнами, основания которых жестко соединены с крышкой люка, а консоли шарнирно соединены с силовыми элементами отсека. Механизм открытия крышки снабжен тягой, выполненной из размещенных соосно друг другу корпуса и стержня, соединенных с обеспечением возможности поворота друг относительно друга вокруг общей оси, и двумя цапфами, первые концы которых шарнирно соединены с концами указанной тяги, второй конец одной из них шарнирно соединен со штангой вблизи ее первого конца, а второй конец другой из них шарнирно соединен с крышкой люка. Достигается возможность перемещения тяги открытия крышки люка в нескольких плоскостях, которая обеспечивает исключение асинхронности перемещения и одновременный поворот штанги ветродвигателя и крышки люка отсека в разных плоскостях, упрощение конструкции, повышение надежности, снижение массы, повышении безопасности. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Система аккумулирования возобновляемой энергии // 2534590

Изобретение относится к получению спирта. Система аккумулирования возобновляемой энергии представляет собой блок источников возобновляемой энергии, подключенный к технологической схеме получения спирта. Блок источников возобновляемой энергии обеспечивает тепловую и электрическую энергию для поддержания процессов в схеме получения спирта. Изобретение позволяет обеспечить получение этанола из биомассы, используя сочетания источников возобновляемой энергии, что дает возможность получать спирт на удаленных территориях, располагающих необходимым сырьем. 1 ил.

Электрическая генерирующая система и способ её работы // 2536642

Изобретение относится к электрической генерирующей системе и способу её работы. Приводимая в действие текучей средой электрическая генерирующая система содержит раму, по меньшей мере, один модуль 10 генерации мощности, установленный на раму и сконфигурированный с возможностью обеспечения подъемной силы от текущей текучей среды. По меньшей мере, один модуль 10 генерации мощности содержит установочную плиту 12, прикрепленную к раме, приводную шестерню 14, соединенную с валом 16 ротора, ротор, имеющий лопатку 17, прикрепленную к валу 16 ротора, и множество генераторов 20, прикрепленных к установочной плите 12. Каждый генератор 20 имеет выходной вал 24, соединенный с возможностью вращения с приводной шестерней 14 таким образом, что вращение приводной шестерни 14 приводит в движение выходной вал 24 каждого генератора 20 для выработки электрической мощности. Каждый генератор 20 имеет механизм выведения из зацепления, сконфигурированный с возможностью выведения из зацепления выходного вала 24 от приводной шестерни 14. Изобретение направлено на обеспечение использования в максимальной мере кинетической энергии потока среды. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 14 ил.

Ветроколесо электрогенератора сегментного типа // 2537648

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к ветроколесам ветросиловых и ветроэлектроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения, преимущественно предназначенным для работы с электрогенераторами сегментного типа. У ветроколеса электрогенератора сегментного типа, содержащего ступицу, лопасти с лонжеронами, выполненными в виде парусных оперений, согласно изобретению крепления лонжеронов к ободу, соединенному со ступицей с помощью спиц, выполнены в виде П-образных скоб, на вертикальных сторонах которых выполнены попарно расположенные вырезы, которые контактируют с ободом. П-образные скобы соединены с ободом крепежными элементами, а лонжероны закреплены на горизонтальных полках П-образных скоб. Преимуществом заявленного устройства является возможность использования лонжеронов лопасти одновременно в качестве конструкционных элементов и магнитопроводов сегментного генератора, что обеспечивает упрощение и удешевление конструкции при использовании парусных оперений. 5 ил.

Ротор сегментного ветроэлектрогенератора // 2537667

Изобретение относится к области ветроэнергетики, в частности к ветроэлектрогенераторам сегментного типа. В роторе сегментного ветроэлектроагрегата, содержащем ступицу, лопасти, обод и ферромагнитные тела и немагнитные элементы, соединенные между собой и установленные на ободе, согласно изобретению ферромагнитные тела выполнены в виде отрезков труб, внутри которых установлены крепежные соединения, выполненные из немагнитных элементов, в виде отрезков брусков с отверстиями для крепящих болтов. Изобретение направлено на уменьшение массы и габаритов ротора ветроэлектроагрегата при минимизации его стоимости за счет упрощения технологии изготовления. 4 ил.