Пристрій для перетворення енергії вітру в теплову

Пристрій для перетворення енергії вітру в теплову, що містить нерухомий індуктор в вигляді індукційної обмотки, розташованої на нерухомому кільцевому магнітопроводі, рухомий кільцевий магнітопровід, за формою і розмірами ідентичний нерухомому магнітопроводу, жорстко зв'язаний з валом вітродвигуна, установлений співвісно з нерухомим магнітопроводом і з фіксованим зазором між прилеглими торцями магнітопроводів, які поміщені в резервуар з теплоакумулюючою рідиною, в прилеглих торцях рухомого та нерухомого магнітопроводів виконано по кільцевій канавці і радіальні пази з постійним кроком і шириною утворених зубців, що дорівнює ширині пазів, індукційна обмотка виконана кільцевою, закріплена в кільцевій канавці нерухомого магнітопроводу і збуджена постійним струмом, який відрізняється тим, що кількість утворених зубців в рухомому магнітопроводі більша від кількості зубців в нерухомому магнітопроводі в число разів, кратне двом. Пропонована корисна модель відноситься до індукційних нагрівних пристроїв, призначених для перетворення механічної енергії вітру в теплову. Найбільш близьким за технічною суттю до описаного вибрано індукційний перетворювач вітрової енергії в теплову (див.: Рішення про видачу патенту від 13.02.2000 по заявці № 2000052888 від 22.05.2000, МПК6 F03D7/06), що містить нерухомий індуктор у вигляді індукційної обмотки, розташованої на нерухомому кільцевому магнітопроводі, рухомий кільцевий магнітопровід жорстко зв'язаний з валом вітродвигуна, що обертається за рахунок енергії вітру, установлений співвісно з нерухомим магнітопроводом і з фіксованим зазором між прилеглими торцями магнітопроводів, які поміщені в резервуар з теплоакумулюючою рідиною, в прилеглих торцях магнітопроводів виконано по кільцевій канавці і радіальні пази з постійним кроком і шириною утворених зубців, рівною ширині пазів, індукційна обмотка виконана кільцевою, закріплена в кільцевій канавці нерухомого магнітопроводу і збуджена постійним струмом. Недолік відомого пристрою - його низька надійність і електронебезпека для експлуатаційного персоналу, обумовлені індукуванням е.р.с. в індукційній обмотці змінною складовою магнітної індукції, що може призвести до пробою ізоляції та до ураження експлуатаційного персоналу електричним струмом. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою для перетворення енергії вітру в теплову, в якому за рахунок кількості утво рених зубців у рухомому магнітопроводі, яка більша від кількості зубців у нерухомому магнітопроводі в число разів, кратне двом, в індукційній о б мотці е.р.с. не індукувалась би, і за рахунок цього підвищити його надійність і безпечність для експлуатаційного персоналу. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для перетворення енергії вітру в теплову, що містить нерухомий індуктор в вигляді індукційної обмотки, розташованої на нерухомому кільцевому магнітопроводі, рухомий кільцевий магнітопровід за формою і розмірами ідентичний нерухомому магнітопроводу, жорстко зв'язаний з валом вітродвигуна, установлений співвісно з нерухомим магнітопроводом і з фіксованим зазором між прилеглими торцями магнітопроводів, які поміщені в резервуар з теплоакумулюючою рідиною, в прилеглих торцях рухомого та нерухомого магнітопроводів виконано по кільцевій канавці і радіальні пази з постійним кроком і шириною утворених зубців, що дорівнює ширині пазів, індукційна обмотка виконана кільцевою, закріплена в кільцевій канавці нерухомого магнітопроводу і збуджена постійним струмом, кількість утворених зубців в рухомому магнітопроводі більша від кількості зубців в нерухомому магнітопроводі в число разів, кратне двом. Особливість корисної моделі в тому, що змінний магнітний потік в зазорі індукує е.р.с. тільки в рухомому магнітопроводі. При цьому через індукційну обмотку буде проходити постійний магнітний потік, який е.р.с. в ній не індукує. CM О) 921 Таким чином, запропонована корисна модель забезпечує підвищення надійності роботи та безпеку для експлуатаційного персоналу за рахунок виключення наведення е.р.с. в індукційній обмотці та пробою її ізоляції. Технічна суть і принцип дії запропонованого пристрою для перетворення енергії вітру в теплову пояснюється графічним матеріалом: на фіг. 1 подана принципова схема запропонованого пристрою; на фіг. 2 - розподіл магнітної індукції в зазорі між зубцями магнітопроводів. Пристрій для перетворення енергії вітру в теплову містить нерухомий індуктор 1 в вигляді індукційної кільцевої обмотки 2, розташованої в кільцевій канавці 3 на нерухомому кільцевому магнітопроводі 4, та рухомий кільцевий магнітопровід 5 з кільцевою канавкою 6, жорстко зв'язаний з валом 7 вітродвигуна 8, що обертається за рахунок енергії вітру. Магнітопроводи 4, 5 установлені співвюно та поміщені в резервуар 9 з теплоакумулюючою рідиною 10. В прилеглих торцях магнітопроводів 4, 5 виконані пази 11, 12 з постійним кроком і шириною утворених зубців 13, 14, рівною ширині відповідних пазів. Причому кількість утворених зубців 14 в рухомому магнітопроводі 5 більша від кількості зубців 13 в нерухомому магнітопроводі 4 в число разів, кратне двом, в даному випадку вдвічі, а індукційна обмотка 2 збуджена постійним струмом. В даному випадку для забезпечення однакової магнітної індукції в розділених частинах зубців 13, 14 в торцях магнітопроводів 4, 5 та рівномірного виділення кількості теплоти у всьому об'ємі рухомого магнітопроводу 5 зубці 13, 14 розділені кільцевими канавками 3, 6 за площею поперечного перерізу навпіл. Нерухомий магнітопровід 4 закріплено в резервуарі 9 на магнітоізолюючих опорах 15. Радіально-упорний підшипник 16 забезпечує фіксований зазор 17 між зубцями 13, 14 магнітопроводів 4, 5. Пристрій працює таким чином. За рахунок енергії вітру вал 7 вітродвигуна 8, а разом з ним і рухомий магнітопровід 5 обертаються. Зубці 13, 14 магнітопроводів 4, 5 намагнічуються магнітним полем збудження в одному напрямі одночасно. Внаслідок зубцевої будови торців магнітопрово дів 4, 5 магнітний потік, що замикається через них, не буде розподілятися рівномірно. Більша його частина проходитиме через ділянки, де зубець 14 рухомого магнітопроводу 5 розташується над зубцем 13 нерухомого магнітопроводу 4, а найменша - на ділянці, де зубець 14 рухомого магнітопроводу 5 буде розташовано над пазом 11 нерухомого магнітопроводу 4. При цьому між зубцями 13, 14 змінюється зазор 17, а отже, і магнітна індукція в ньому. В результаті цього крива 18 розподілу магнітної індукції в зазорі 17 між зубцями 13, 14 набуде пилкоподібного характеру і матиме вигляд, представлений на фіг. 3. Для даного моменту часу в зазорі 17 під зубцем 14 індукція має максимальне значення В 5 т а х . При обертанні рухомого магнітопроводу 5, коли під його зубцем 14 розташується паз 11 нерухомого магнітопроводу 4, індукція зменшується до Вбт.п. Таким чином, при обертанні рухомого магнітопроводу 5, жорстко зв'язаного з валом 7 вітродвигуна 8, що обертається за рахунок енергії вітру, індукція в зазорі 17 пульсує, не змінюючи знаку від В 5 тах ДО В & т т . її МОЖНЭ ПреДСТЭВИТИ В ВИГЛЯДІ ДВОХ складових: змінної з амплітудою ( 5 5 m ) і постійної, що дорівннює B 5 = =0,5(B 5 m ax+B 5 m i n ). Змінна складова магнітного поля індукує в рухомому магнітопроводі 5 е.р.с. і вихрові струми частотою f=Zn, де Z - кількість зубців на рухомому магнітопроводі; п - частота обертання вала вітродвигуна і, відповідно, рухомого магнітопроводу, с"\ Вихрові струми за законом Джоуля - Ленца нагрівають рухомий магнітопровід 5, а той нагріває теплоакумулюючу рідину 10 в резервуарі 9, яка може використовуватися для обігріву споруд,' парників та теплиць. Постійна складова магнітного потоку ніяких е.р.с. не індукує, тому ця частина магнітного потоку не бере участі в перетворенні енергії вітру в теплову. WXI ФІГ. 1 Фіг. 2 і Фіг. З ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку ~j£ f f 2001 p. Формат 60x84 1/8. )бсяг €.ЪС обл.-вид. арк. Тираж50 прим. Зам. £c£ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22