Ветровой аккумулятор тепла
Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в системах отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных объектов. Задачей изобретения является улучшение условий эксплуатации и повышение коэффициента преобразования механической энергии в тепловую. Поставленная задача решается в ветровом аккумуляторе тепла, содержащем металлический цилиндрический корпус с патрубками входа и выхода жидкости, внутри по его высоте прикреплены горизонтальные лопатки, чередующиеся с лопатками, прикрепленными снаружи к коаксиальной емкости. Емкость заполнена теплоаккумулирующим веществом, изменяющим свое агрегатное состояние в рабочем диапазоне температур. Она установлена на подвижном кольце, контактирующем с неподвижным диском, установленным на днище корпуса. К валу, расположенному в центре корпуса, снизу прикреплена основная фреза, а в средней части прикреплена дополнительная фреза с наклонными лопастями с кривизной, обратной кривизне лопастей основной фрезы. К основной фрезе прикреплен снизу подвижный диск с осевым отверстием, контактирующий с неподвижным диском, имеющим радиальные отверстия. 1 ил.
Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в системах отопления и горячего водоснабжения.
Известен водяной тепловой аккумулятор, имеющий резервуар с патрубками входа и выхода холодной и горячей воды, нагреватель и регулировочное устройство (А.С. СССР №1721407, 1992 г.).
В известном водяном тепловом аккумуляторе использован традиционный нагреватель и сложный механизм управления.
Известен аккумулятор тепла, содержащий вертикальный контейнер с цилиндрической боковой стенкой, заполненный теплоаккумулирующим веществом, изменяющим свое агрегатное состояние в рабочем диапазоне температур (А.С. СССР №1753211, 1992 г.).
Известный аккумулятор тепла использует электрическую энергию извне и для систем отопления и горячего водоснабжения не предназначен.
Известно грунтозаборное устройство землесосного снаряда, включающее фрезерный разрыхлитель с лопастями, установленный на приводном валу перед всасывающим наконечником. На приводном валу также установлена дополнительная фреза с наклонными лопастями, причем их кривизна обратна кривизне лопастей фрезерного разрыхлителя (А.С. СССР №431283, 1974 г.).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является ветроэнергетическая аккумулирующая установка Парахина И.Е., содержащая ветродвигатель с силовым валом, инерционный аккумулятор, электрический генератор и емкость с размещенным на ней полым сосудом с жидкостью, через которую лопасти взаимодействуют между собой (А.С. СССР №1195043, 1985 г.).
В известной установке производится в основном преобразование энергии ветра в электрическую энергию с низкой надежностью и сложностью процесса преобразования.
Технический результат заключается в улучшении условий эксплуатации аккумулятора тепла, увеличении поверхностей соприкосновения, способствующие преобразованию механической энергии в тепловую, т.е. повышении коэффициента преобразования.
Для получения указанного технического результата предлагается ветровой аккумулятор тепла, содержащий металлический цилиндрический корпус, в центре которого расположен приводной вал, через муфту связанный с силовым валом ветродвигателя, коаксиально-герметичную емкость с теплоаккумулирующим веществом, фрезы с лопастями и чередующие между собой лопатки. К приводному валу в нижней части прикреплена основная фреза, а в средней части прикреплена дополнительная фреза с наклонными лопастями с кривизной, обратной кривизне лопастей основной фрезы, которая нижней частью жестко прикреплена к конической формы металлическому подвижному диску, а с боков лопастями прикреплена к коаксиально-герметичной емкости, заполненной теплоаккумулирующим веществом, изменяющим свое агрегатное состояние в рабочем диапазоне температур, подвижный диск контактирует с неподвижным металлическим диском, установленным на днище корпуса, имеет осевое отверстие, и хвостовик, в котором выполнены радиальные отверстия, сообщенные гидравлически с радиальными отверстиями неподвижного диска, причем емкость жестко установлена на подвижном кольце, контактирующем на периферийной верхней части с неподвижным диском, а внутри корпуса по его высоте прикреплены лопатки, чередующиеся с аналогичными частично изогнутыми лопатками, прикрепленными снаружи емкости.
На фиг.1 изображен схематически ветровой аккумулятор тепла, в разрезе. Ветродвигатель не показан, т.к. им может быть любой из известных конструкций.
Ветровой аккумулятор тепла содержит металлический цилиндрический корпус 1, в центре которого расположен проводной вал 2, через муфту 3 связанный с силовым валом 4 ветродвигателя (не показан). К валу 2 в нижней части прикреплена основная фреза 5, а в средней части прикреплена дополнительная фреза 6 с наклонными лопастями 7, причем их кривизна обратна кривизне лопастей основной фрезы 5. В нижней части фреза 5 жестко прикреплена к конической формы металлическому подвижному диску 8, а с боков лопастями прикреплена к коаксиально-герметичной емкости 9, заполненной теплоаккумулирующим веществом 10, например парафином, изменяющим свое агрегатное состояние в рабочем диапазоне температур.
Подвижный диск 8 контактирует с неподвижным металлическим диском 11, установленным на днище корпуса 1, имеет осевое отверстие 12 и хвостовик 13, в котором выполнены радиальные отверстия 14, сообщенные гидравлически с радиальными отверстиями 15 неподвижного диска 11. Емкость 9 жестко установлена на подвижном кольце 16, контактирующем на периферийной верхней части с неподвижным диском 11. Снаружи корпус 1 имеет входной 17 и выходной 18 патрубки, внутри по его высоте прикреплены лопатки 19, чередующие с аналогичными частично изогнутыми лопатками 20, прикрепленные снаружи емкости 9, способствующие при их вращении нагнетать жидкость вниз. Корпус 1 заполнен жидкостью 21, например водой, может быть расположен как в подземном положении, покрытый слоем гидроизоляции, так и в наземном положении, покрытый слоем теплоизоляции. Фрезы 5 и 6 при вращении засасывают воду с боков корпуса 1 через отверстия 15, 14 и 12, выдавливают ее вверх для последующей циркуляции.
Ветровой аккумулятор тепла работает следующим образом.
При появлении ветра достаточной силы вращается силовой вал 4 ветродвигателя. Вместе с валом 4 вращается вал 2 с фрезами 5 и 6, диском 8 и емкостью 9 с кольцом 16, а также лопатки 20. Жидкость 21 в корпусе 1 придет в состояние перемещения из его средней части вверх и по наружной стенке емкости 9 с лопатками 20 вниз. Через отверстия 15, 14 и 12 жидкость поступит снова в среднюю часть корпуса 1, и процесс продолжится. Жидкость 21 в корпусе 1 будет нагреваться за счет преобразования механической энергии ветра в тепловую в следующих местах. Очевидное трение жидкости о поверхности лопастей фрезы 5 и 6, трение и закрутка потока жидкости при опускании между лопатками 19 и 20, трение о поверхности отверстий 15, 14 и 12. Трение металлической поверхности о металлическую - это трение диска 8 о впадину диска 11, кольца 16 о горизонтальную наружную поверхность диска 11 и трение хвостовика 13 о поверхность в вертикальном отверстии в диске 11. Нагретая жидкость 21 отдает излишки тепла веществу 10, находящемуся в емкости 9 (наличие достаточной силы ветра), и наоборот, вещество 10 в емкости 9 отдает аккумулированное им тепло жидкости 21, в случае слабого ветра или его временного отсутствия. Нагретая в корпусе 1 жидкость 21 может периодически разбираться потребителем или при подсоединении патрубков 17 и 18 к системе отопления объекта циркулировать по замкнутому кругу.
Предлагаемый ветровой аккумулятор тепла занимает мало места и имеет распространенную поверхность преобразования механической энергии в тепловую. Наличие коаксиальной емкости с веществом, аккумулирующим и отдающим тепло жидкости, позволяет поддерживать ее температуру на постоянном уровне. Он может быть использован в фермерском хозяйстве и других отраслях для получения горячей воды с использованием ее в системах отопления и горячего водоснабжения.
Ветровой аккумулятор тепла, содержащий металлический цилиндрический корпус, в центре которого расположен приводной вал, через муфту связанный с силовым валом ветродвигателя, коаксиально-герметичную емкость с теплоаккумулирующим веществом, фрезы с лопастями и чередующие между собой лопатки, отличающийся тем, что к приводному валу в нижней части прикреплена основная фреза, а в средней части прикреплена дополнительная фреза с наклонными лопастями с кривизной, обратной кривизне лопастей основной фрезы, которая нижней частью жестко прикреплена к конической формы металлическому подвижному диску, а с боков лопастями прикреплена к коаксиально-герметичной емкости, заполненной теплоаккумулирующим веществом, изменяющим свое агрегатное состояние в рабочем диапазоне температур, подвижный диск контактирует с неподвижным металлическим диском, установленным на днище корпуса, имеет осевое отверстие, и хвостовик, в котором выполнены радиальные отверстия, сообщенные гидравлически с радиальными отверстиями неподвижного диска, причем емкость жестко установлена на подвижном кольце, контактирующем на периферийной верхней части с неподвижным диском, а внутри корпуса по его высоте прикреплены лопатки, чередующиеся с аналогичными частично изогнутыми лопатками, прикрепленными снаружи емкости.
