Сонячно-вихровий нагрівач удовиченка-руденка

1. Сонячно-вихровий нагрівач, який містить корпус з подвійною боковою стінкою, рухому прозору кришку, виконану в вигляді лінзи, дно, на якому розміщена трубчата спіраль, який відрізняється тим, що корпус виконано в вигляді плескатого циліндра з подвійною боковою стінкою, складові якої виконано в вигляді гладеньких кілець чорного кольору, розміщених концентрично з повітряним проміжком і в нижній частині щільно з'єднаних з дном, виконаним в вигляді круглої площини, діаметром, рівним діаметру зовнішнього кільця бокової стінки, а на дні розміщений теплоізолюючий прошарок, форми і розміру дна, а на теплоізолюючому прошарку щільно розміщена трубчата спіраль, що виконана з труби чорного кольору в вигляді щільної спіралі з проміжком по центру і має центральний та зовнішній виводи, акумулюючу ємкість, виконану в вигляді розімкнутого кільця з труби чорного кольору діаметром, в кілька разів U 2 (19) 1 3 шня сторона зовнішньої складової по всьому периметру виконана дзеркальною, а на дні горизонтально розміщена трубчата спіраль чорного кольору з патрубками наповнення та зливу, а рухома прозора кришка виконана в вигляді лінзи. Недоліком прототипу є складність виконання складових бокової стінки, відсутність можливості інтенсивної циркуляції води по трубчатій спіралі і вона не має теплоізоляції від дна, відсутність акумулюючої ємкості, що знижує ефективність нагрівання, обмежені функціональні можливості нагрівача. В основу заявленої корисної моделі поставлена технічна задача створити нагрівач, в якому нове конструктивне виконання його елементів і їх нове взаємне розміщення без ускладнення дозволять досягти максимального використання сонячного випромінювання, парникового ефекту та доповнити теплоутворення вихровим термоефектом від циркуляції води по трубопроводу в вигляді спіралі за рахунок енергії вітру. Поставлене технічна задача вирішується тим, що заявлена корисна модель включає корпус з подвійною боковою стінкою, рухому прозору кришку, виконану в вигляді лінзи, дна, на якому розміщена трубчата спіраль, відрізняється тим, що корпус виконано в вигляді плескатого циліндра з подвійною боковою стінкою, складові якої виконано в вигляді гладеньких кілець чорного кольору, розміщених концентрично з повітряним проміжком і в нижній частині щільно з'єднаних з дном, виконаним в вигляді круглої площини діаметром, рівним діаметру зовнішнього кільця бокової стінки, на дні розміщений теплоізолюючий прошарок, а на теплоізолюючому прошарку щільно розміщена трубчата спіраль, що виконана з труби чорного кольору в вигляді щільної спіралі з проміжком по центру і має центральний та зовнішній виводи, акумулюючу ємкість, виконану в вигляді розімкнутого кільця з труби чорного кольору діаметром в кілька разів більшим від діаметра труби, з якої виконана трубчата спіраль і розміщена вище неї по периметру внутрішнього кільця бокової стінки, при цьому, акумулююча ємкість на кінцях має виводи, які приєднані до кранів-перемикачів, які з'єднані - один з зовнішнім виводом трубчатої спіралі, а другий з одним із патрубків водяного насоса з крилаткою розміщено в центральному проміжку спіралі, при цьому, вал крилатки водяного насоса з'єднаний з вихідним валом редуктора, розміщеного з зовнішньої сторони дна, а вхідний вал редуктора з'єднаний з валом вітроколеса, розміщеного горизонтально, при цьому, редуктор має гальмо для фіксації вхідного вала і одночасно, вітроколеса, розміщеного нижче дна, одночасно, нижче дна розміщені два крани-перемикачі, до яких приєднані виводи водяної батареї, а до одного з виводів акумулюючої ємкості приєднаний кран наповнення та зливу, при цьому, заливний патрубок крана розміщений вище площини акумулюючої ємкості, а зливний - нижче, а сам кран розміщений зовні корпуса, а ніжки нагрівача виконані з можливістю змінювати довжину. Циліндрична кругла форма корпуса і його складових спрощує технологію виготовлення. 64043 4 Повітряний проміжок між складовими кільцями бокової стінки та їх чорний колір разом з теплоізолюючим прошарком перешкоджають втратам тепла з нагрівача, створюючи в внутрішньому об'ємі нагрівача парниковий ефект. Прозора, рухома кришка, виконана в вигляді лінзи, концентрує сонячні промені на трубчату спіраль - чорного кольору, нагріваючи воду в ній. Трубопровід виконаний в вигляді щільної спіралі з труби чорного кольору з проміжком в центрі для розміщення водяного насоса з крилаткою, створює умови виникнення вихрового термоефекту від циркуляції води по спіралі під дією крилатки з приводом від вітроколеса, а редуктор підсилює ефективність використання енергії вітру. Саме в спіральному трубопроводі складається сумарний ефект від використання сонячного випромінювання, парникового ефекту та вихрового термоефекту, створюючи високоефективний альтернативний, енергозберігаючий нагрівач. Горизонтально розміщене під дном вітроколесо не заважає одночасному використанню сонячного випромінювання та вітру різного напрямку, сприяючи створенню компактної технологічної конструкції нагрівача. Ніжки корпуса з можливістю змінювати довжину сприяють можливості орієнтувати площину нагрівача під оптимальним кутом нахилу до горизонту в залежності від положення сонця. Два крани-перемикачі на кілька положень дозволяють розширити функціональні та експлуатаційні можливості нагрівача, створюючи різні схеми з'єднань його водяних магістралей і різні режими роботи нагрівача, а їх розміщення під дном сприяє кращій циркуляції води. Форма та розміщення акумулюючої ємкості всередині корпуса сприяє нагріванню води в ній і зменшує втрати тепла з неї, також сприяючи виникненню парникового ефекту. Кран наповнення та зливу з горловиною наповнення, розміщеною вище площини акумулюючої ємності сприяє наповненню водяних магістралей, а зливний патрубок крана, розміщений нижче площини акумулюючої ємкості сприяє зливу нагрітої води. Розміщення крана зовні корпуса сприяє умовам експлуатації. Причино-слідчий зв'язок полягає в тому, що сукупність обмежувальних і відмінних вищеназваних ознак дозволяє досягти первинно-нового технічного ефекту, а саме підвищити К.К.Д. нагрівача і розширити його функціональні можливості. Вторинний ефект полягає в економії енергоресурсів - газу, електроенергії, вугілля та іншого палива для нагрівання води, використавши для цього альтернативні джерела енергії та природні явища - сонячне випромінювання, парниковий ефект та енергію вітру, для отримання вихрового термоефекту. Детальніше суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де: - на Фіг.1 зображений загальний вигляд сонячно-вихрового нагрівача; - на Фіг.2 зображений перетин А-А нагрівача за Фіг.1; 5 - на Фіг.3 зображена схема водяних магістралей - випадок режиму роботи на водяну "батарею". Згідно з Фіг.1 та Фіг.2, сонячно-вихровий нагрівач Удовиченка-Руденка включає плескатий циліндричний корпус 1, з подвійною боковою стінкою, дно 2, теплоізолюючий прошарок 3, кришку 4, трубчату спіраль 5, акумулюючу ємкість 6, водяний насос 7, з крилаткою, редуктор 8, з гальмом, вітроколесо 9, крани-перемикачі 10-1 та 10-2, ніжки 11, кран наповнення та зливу 12, водяну батарею 13, гальмо редуктора 14. На Фіг.3 зображена схема водяних магістралей нагрівача, де кран-перемикач 10-1 з'єднаний з зовнішнім виводом трубчатої спіралі 5 та з одним із виводів акумулюючої ємкості 6, а кранперемикач 10-2 з'єднаний з патрубком водяного насоса 7 та другим виводом акумулюючої ємкості 6, до обох кранів-перемикачів 10-1,10-2 приєднана водяна батарея опалення 13. Корисна модель, що заявляється, працює і використовується в такий спосіб: гальмом редуктора 14 фіксується нерухоме положення вітроколеса 9, нагрівач розміщується на відкрите підвищення, наприклад на дах будинку, змінюючи довжину ніжок 11, орієнтують нагрівач під певним кутом до горизонту і напрямком, що забезпечить найкращу концентрацію сонячних променів лінзоподібною кришкою 4, на трубчату спіраль 5, краниперемикачі 10-1,10-2 ставлять в положення заповнення всіх водяних магістралей і через заливний патрубок крана 12 заповнюють їх водою. Закривають кран 12. Кранами-перемикачами 10-1 та 10-2 вибирають один із двох можливих робочих режимів: Робота на внутрішнє кільце: трубчата спіраль 5 - акумулююча ємкість 6 - нагрівання води для подальшого її відбору; Робота на зовнішнє кільце: трубчата спіраль 5 - водяна батарея опалення 13 - (зображено на Фіг.3). 64043 6 Знімають фіксацію вітроколеса 9 ручкою гальма 14, редуктора 8. При роботі на внутрішнє кільце сонячне випромінювання, сконцентроване лінзоподібною кришкою 4, нагріває чорну поверхню трубчатої спіралі 5 і воду в ній. Нагрівається також акумулююча ємкість 6 з водою. Всередині нагрівача заявляється парниковий ефект. Приведене в обертання вітром вітроколесо 9 через редуктор 8 приводить до обертання крилатку водяного насоса 7, що викликає примусову циркуляцію води в трубчатій спіралі 5, і виникнення вихрового термоефекту в ній. Теплостворюючі чинники підсумовуються - нагріта в трубчатій спіралі вода надходить до з'єднаної з нею послідовно акумулюючої ємкості 6 і знову повертається до трубчатої спіралі 5. Після багаторазової примусової циркуляції по замкнутому колу температура води в трубчатій спіралі та акумулюючій ємкості зрівнюються, а потім підвищується, і через зливний патрубок крана 12 з акумулюючої ємкості 6 можна відбирати гарячу воду. При роботі на зовнішнє кільце, нагріта в трубчатій спіралі 5, вода надходить до з'єднаної послідовно водяної батареї 13, де і віддає тепло на опалення. Втрати тепла на опалення постійно поповнюються нагріванням води в спіральному трубопроводі 5, так як циркуляція води відбувається по замкнутому колу, в якому вода гріється сконцентрованим сонячним промінням, парниковим ефектом та вихровим термоефектом. Обертання вітроколеса зупиняється ручкою гальма 14, редуктора 8. Рухома кришка 4, дозволяє також нагрівати предмети всередині нагрівача. В результаті здійснення запропонованої корисної моделі отримаємо компактне альтернативне джерело теплової енергії за рахунок одночасного використання кількох природних явищ: сонячного випромінювання, парникового ефекту та вихрового термоефекту за рахунок енергії вітру. 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 64043 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601