Індукційний вітротеплогенератор

Індукційний вітротеплогенератор, що містить вітродвигун з вихідним валом і індукційний перетворювач, поміщений в резервуар з теплоакумулюючою рідиною, в вигляді рухомого та нерухомого циліндричних коаксіальних магнітопроводів, розташованих з зазором, з повздовжніми зубцями в прилеглих поверхнях, паралельними спільній осі магнітопроводів, і кільцеву індукційну обмотку, 3 тора незмінним, що виключає можливість виникнення в індукційній обмотці ЕРС самоіндукції і пробою її ізоляції. Поставлена задача вирішується тим, що індукційний вітротеплогенератор з коаксіальними магнітопроводами, що містить вітродвигун з вихідним валом і індукційний перетворювач, поміщений в резервуар з теплоакумулюючою рідиною, в вигляді рухомого та нерухомого циліндричних коаксіальних магнітопроводів, розташованих з зазором, з повздовжніми зубцями в прилеглих поверхнях, паралельними спільній вісі магнітопроводів, і кільцевої індукційної обмотки, збудженої постійним струмом, розташованої в кільцевій канавці на внутрішній поверхні порожнистого нерухомого магнітопроводу в площині, перпендикулярній спільній вісі магнітопроводів, що ділить його зубці навпіл, рухомий магнітопровід розташований всередині порожнистого нерухомого магнітопроводу з можливістю обертання в підшипниках, які закріплені в підшипникових щитах з немагнітного матеріалу, і зв'язаний з валом вітродвигуна, згідно корисної моделі нерухомий магнітопровід виконаний із двох рівних частин, припасованих по кільцевій канавці, причому одна частина нерухомого магнітопроводу провернута відносно іншої частини нерухомого магнітопроводу на половину зубчастого кроку. Особливість корисної моделі в тому, що виконання нерухомого циліндричного магнітопроводу із двох рівних частин, припасованих по кільцевій канавці, забезпечує зручність монтажу кільцевої обмотки, в результаті чого усувається можливість її пошкодження при цьому, виконання частин нерухомого циліндричного магнітопроводу рівними забезпечує рівномірне виділення тепла у всьому об'ємі нерухомого магнітопроводу, а провернення однієї частини магнітопроводу відносно іншої частини на половину зубчастого кроку робить сумарний магнітний потік індуктора незмінним, що усуває можливість виникнення в індукційній обмотці ЕРС самоіндукції і перенапруги, її перегрів і пошкодження при цьому. Таким чином, запропонована корисна модель забезпечує підвищення надійності роботи за рахунок виконання нерухомого циліндричного магнітопроводу із двох рівних частин, провернутих одна відносно іншої на величину половини зубчастого кроку. Технічна сутність і принцип дії запропонованого індукційного вітротеплогенератора з коаксіальними магнітопроводами пояснюється графічним матеріалом: на Фіг.1, 2 подано загальний вигляд індукційного вітротеплогенератора з коаксіальними магнітопроводами; на Фіг.3, 4 - розподіл магнітної індукції в зазорі між зубцями магнітопроводів. Індукційний вітротеплогенератор з коаксіальними магнітопроводами містить вітродвигун 1 з вихідним валом 2, індукційний перетворювач 3, поміщений в резервуар 4 з теплоакумулюючою рідиною 5, в вигляді рухомого 6 та порожнистого нерухомого 7 магнітопроводів, розташованих співвісно з радіальним зазором 8, з зубчастою будовою прилеглих поверхонь з постійним кроком, і кільцевої індукційної обмотки 9, розташованої в кільцевій канавці 10 на порожнистому нерухомому 12611 4 магнітопроводі 7, який складається з верхньої 11 і нижньої 12 частин, припасованих по кільцевій канавці 10, і провернутих одна відносно іншої на половину зубчастого кроку 13, рухомий магнітопровід 6 зв'язаний з валом 2 вітродвигуна 1. Магнітпроводи 6, 7 виготовлені в формі коаксіальних циліндрів, рухомий магнітопровід 6 розташований всередині порожнистого нерухомого магнітопроводу 7 з можливістю обертання в підшипниках 14, 15 які закріплені в підшипникових щитах 16, 17 з немагнітного матеріалу. Повздовжні зубці 17 рухомого магнітопроводу 6 утворені повздовжніми пазами 19, а зубці 20, 21 нерухомого магнітопроводу 7 утворені повздовжніми пазами 22, 23 з постійним кроком, розташовані на зовнішній поверхні рухомого 6 і внутрішній поверхні нерухомого 7 магнітопроводів паралельно спільній вісі магнітопроводів 6, 7, а кільцева індукційна обмотка 9 збуджена постійним струмом. Індукційний перетворювач 3 закріплено в резервуарі 4 на опорах 24 з немагнітного матеріалу. Пристрій працює таким чином. За рахунок енергії вітру вал 2 вітродвигуна 1, а разом з ним і рухомий магнітопровід 6 обертаються. Зубці 18 рухомого магнітопроводу 6 і зубці 20, 21 нерухомого магнітопроводу 7 намагнічуються магнітним полем збудження в одному напрямі одночасно. Ізза зубчастої будови прилеглих поверхонь магнітопроводів 6, 7 магнітний потік, що замикається через них, не буде розподілятися рівномірно. Більша його частина проходитиме через ділянки, де зубець 18 рухомого магнітопроводу 6 розташується під зубцем 20 або 21 нерухомого магнітопроводу 7, а найменша - на ділянці, де зубець 18 рухомого магнітопроводу 6 розташується під пазом 22 або 23 нерухомого магнітопроводу 7. При цьому між зубцями 18 і 20, 21 змінюється зазор 8, а отже і магнітна індукція в ньому. В результаті цього крива 25 розподілу магнітної індукції в зазорі 8 між зубцями 18 і 20, 21 набуде пилковидного характеру і матиме вигляд, поданий на Фіг.4. Із-за провернення верхньої частини 11 нерухомого магнітопроводу 7 відносно нижньої частини 12 на половину зубчастого кроку 13 сумарний магнітний потік буде залишатися незмінним, тому що в кожен момент часу незмінним буде залишатися шлях для його замикання: всі зубці 18 рухомого магнітопроводу 6 і зубці 20 верхньої частини 11 або зубці 21 нижньої частини 12 нерухомого магнітопроводу 7. Для даного моменту часу в зазорі 8 під зубцем 20 верхньої частини 11 нерухомого магнітопроводу 7 індукція має максимальне значення В mах. При обертанні рухомого магнітопроводу 6, коли над його зубцем 18 розташується паз 22 або 23 нерухомого магнітопроводу 7, індукція зменшиться до В min. Індукція під зубцем 21 нижньої частини 12 нерухомого магнітопроводу 7 буде змінюватися за таким же законом з запізненням на половину зубчастого кроку 13. Таким чином, при обертанні рухомого магнітопроводу 6, жорстко зв'язаного з валом 2 вітродвигуна 1, що обертається за рахунок енергії вітру, індукція в зазорі 8 пульсує, не змінюючи знаку від B max до В min. Її можна представити в вигляді двох складових: 5 змінної з амплітудою В ~=0,5(В mах-В min) і постійної, рівній В ==0,5(В mах+В min) Змінна складова магнітного поля індукує в магнітопроводах 6, 7 е.р.с. і вихрові струми частотою f=Zn де Z - кількість зубців на рухомому магнітопроводі; n - частота обертання рухомого магнітопроводу, с-1. Вихрові струми за законом Джоуля-Ленца на 12611 6 грівають магнітопроводи 6, 7 а ті нагріватимуть теплоакумулюючу рідину 5 в резервуарі 4, яка може використовуватися для обігріву споруд, парників та теплиць. Постійна складова магнітного потоку ніяких ЕРС не індукує, тому ця частина магнітного потоку не приймає участі в перетворенні енергії вітру в теплову. Виконання підшипникових щитів 16, 17 і опор 24 із немагнітного матеріалу виключає можливість шунтування магнітного потоку через них. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 12611 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601