Вітроустановка для виробництва теплоти

Реферат: Вітроустановка для виробництва теплоти включає ротор з маточиною, яка жорстко закріплена на валу, теплогенератор, пристрій для відбору теплоти та жорстко закріплений на маточині пусковий ротор. Теплогенератор виконаний у вигляді електроіндукційного нагрівача, що, у свою чергу, складається з закріпленого у корпусі з можливістю обертання першого диска з жорстко закріпленими на ньому постійними магнітами, який, в свою чергу, жорстко з'єднаний з валом, та другого диска, що нерухомо закріплений у корпусі, при цьому корпус з дисками розташований у баку з робочою рідиною, який, у свою чергу, розташований у ємності з теплоносієм. UA 92967 U (54) ВІТРОУСТАНОВКА ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА ТЕПЛОТИ UA 92967 U UA 92967 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до вітроенергетики та може бути використана для відбирання теплоти за допомогою вдосконалення вітроустановки та для забезпечення споживачів теплотою. Відоме технічне рішення вітродвигуна згідно з А.С. СРСР № 1553757 (бюл. № 12, 30.03.90 p.), який окрім електроенергії при швидкості вітру вище розрахункової за допомогою відцентрової муфти додатково під'єднує вертикальний вал, що, у свою чергу, жорстко з'єднаний з механічною мішалкою. Мішалка перемішує робочу рідину і за рахунок тертя нагріває її. Мішалка і порожнина з робочою рідиною розташовані у трубчастій опорі вітродвигуна. Цей пристрій має ряд недоліків. Так, наявність мультиплікатора вимагає постійної перевірки ущільнень та їхню заміну, періодичне доливання та заміну оливи. Пошкодження ущільнень у місці виходу вертикальної тяги з корпусу мультиплікатора призводить до попадання оливи на ґрунт і в воду. Виготовлення мультиплікатора потребує наявності спеціального ливарного та зубонарізного обладнання. Порожнина, в якій розташована мішалка, - це опора вітродвигуна. Тому вертикальний вал, що приводить її в дію, потребує додаткових ущільнень. Крім того, доступ до мішалки ускладнений. Із відомих пристроїв найбільш близькою за технічною суттю є вибрана як прототип вітроустановка для виробництва теплоти за А.С. СРСР №1252535 (бюл. № 31, 23.08.86 р.). Ця вітроустановка для виробництва теплоти складається з ротора з маточиною, що закріпленні на вертикальному валу, регульованої мішалки, датчика тиску та відцентрового регулятора. При цьому на маточині додатково закріплений пусковий ротор Савоніуса. Цьому технічному рішенню притаманні наступні недоліки. По-перше, відоме технічне рішення має значну конструктивну складність, а значить, недостатньо надійне. До його складу входять механічний датчик тиску та відцентровий регулятор з тягарцями, які за допомогою тяг шарнірно з'єднані з датчиком тиску. При цьому сама мішалка виконана у вигляді паралелограмного механізму, ланки якого шарнірно поєднані поміж собою. Така кількість шарнірних з'єднань не надає системі надійності. По-друге, відцентровий механізм доволі потужний, тому що виконує роль виконавчого механізму механічних гальм. Додатково до збільшення габаритів призводить і той факт, що відцентровий регулятор розташований на тихохідному валу вітроустановки. Він виконаний у вигляді гальмівного диска та взаємодіючих з ним гальмівних колодок, роль яких виконують відцентрові тягарці. По-третє, перераховані вище механізми знаходяться у баку з робочою рідиною, що призводить до ускладнень під час налагодження та ремонту. В основу корисної моделі установки поставлена задача створення простої і надійної конструкції для отримання теплоти за рахунок перетворення енергії повітряного потоку в теплову енергію. В даній конструкції пропонується спосіб отримання теплоти за допомогою струмів Фуко. Відомо, що проходження струму по провідникові супроводжується виділенням теплоти. Вихрові струми (струми Фуко) створюють індукційне нагрівання, при якому проходить безконтактна передача енергії в електропровідне тіло, що нагрівається за допомогою змінного електромагнітного поля, яке створюється індуктором, тобто реалізується можливість значної концентрації електричної енергії в невеликому об'ємі металу, що нагрівається. Це дозволяє здійснювати нагрівання більш швидше, так як зменшується кількість ступенів перетворення енергії потоку вітру і не потребує додаткового контуру відбору теплоти. Поставлена задача вирішується тим, що в запропонованій вітроустановці для виробництва теплоти, що включає ротор з маточиною, яка жорстко закріплена на валу, теплогенератор, пристрій для відбору теплоти та жорстко закріплений на маточині пусковий ротор, згідно з корисною моделлю, теплогенератор виконаний у вигляді електроіндукційного нагрівача, що, у свою чергу, складається з закріпленого у корпусі з можливістю обертання першого диска з жорстко закріпленими на ньому постійними магнітами, який, в свою чергу, жорстко з'єднаний з валом, та другого диска, що нерухомо закріплений у корпусі, при цьому корпус з дисками розташований у баку з робочою рідиною, який, у свою чергу, розташований у ємності з теплоносієм. При цьому у ємності з теплоносієм розташований теплообмінник, вхід якого гідравлічно з'єднаний з виходом циркуляційного насоса, що жорстко з'єднаний з продовженням вала, а вихід - з споживачем. Крім того, постійні магніти розміщені по колу в порядку чергування полюсів. Таким чином, таке технічне рішення дозволяє значно спростити конструкцію та підвищити її надійність. 1 UA 92967 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленнями, що наведені: на фіг. 1 загальний вигляд пристрою; на фіг. 2 - вигляд А за фіг. 1; на фіг. 3 - принципова схема пристрою. Вітроустановка для виробництва теплоти (див. фіг. 1) складається з ротора 1 з маточиною 2, яка жорстко закріплена на валу 3. З цим же валом жорстко з'єднаний перший диск 4 (фіг. 3), який розташований в корпусі 6 і виконаний з можливістю обертання разом з валом 3 всередині корпусу 6. На ньому жорстко закріплені із зміною полярності постійні магніти, тобто магніти розміщені за колом в порядку чергування полюсів. В корпусі 6 також жорстко закріплений другий диск 5. Ці диски (4 та 5) розташовані в корпусі 6, окрім того на дисках жорстко закріплені із зміною полярності постійні магніти, та, в свою чергу, корпус 6 розташований у герметичному ребристому баку 7 з робочою рідиною. Крім того бак 7, у свою чергу, розташований у ємності з теплоносієм 8. У ємності з теплоносієм 8 встановлений теплообмінник 10, вхід якого гідравлічно з'єднаний з виходом циркуляційного насоса 9, а вихід - з споживачем отриманої теплоти 11 (див. фіг. 1), наприклад, радіатором водяного опалення. При цьому, вал циркуляційного насоса 9 жорстко з'єднаний з продовженням вала 3. На маточині 2 також жорстко закріплений пусковий ротор Савоніуса 12. Працює вітроустановка для виробництва теплоти наступним чином. При достатній швидкості вітру (2,5 - 3 м/с) на пусковому роторі 12 (фіг. 1) з'являється обертовий момент, під дією якого ротор 1 починає набирати оберти до розрахункової (номінальної) швидкохідності. При цьому обертаються маточина 2, головний вал 3, перший диск 4 і закріплені на ньому постійні магніти (фіг. 3) та вал циркуляційного насоса 9. Обертаючись, перший диск 4, завдяки постійним магнітам, наводять струми Фуко на другому диску 5. При цьому на другому диску 5 виділяється теплота, яка нагріває робочу рідину у корпусі 6. Ця теплота передається робочій рідині у ребристому баку 7, яка, в свою чергу, нагріває теплоносій у ємності 8. Ця теплота через теплообмінник 10 переноситься завдяки циркуляційному насосу 9 до споживача теплоти 11. Таким чином, досить простими засобами вирішується поставлена задача - виробництво теплоти. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Вітроустановка для виробництва теплоти, що включає ротор з маточиною, яка жорстко закріплена на валу, теплогенератор, пристрій для відбору теплоти та жорстко закріплений на маточині пусковий ротор, яка відрізняється тим, що теплогенератор виконаний у вигляді електроіндукційного нагрівача, що, у свою чергу, складається з закріпленого у корпусі з можливістю обертання першого диска з жорстко закріпленими на ньому постійними магнітами, який, в свою чергу, жорстко з'єднаний з валом, та другого диска, що нерухомо закріплений у корпусі, при цьому корпус з дисками розташований у баку з робочою рідиною, який, у свою чергу, розташований у ємності з теплоносієм. 2. Вітроустановка для виробництва теплоти за п. 1, яка відрізняється тим, що у ємності з теплоносієм розташований теплообмінник, вхід якого гідравлічно з'єднаний з виходом циркуляційного насоса, що жорстко з'єднаний з продовженням вала, а вихід - з споживачем теплової енергії. 3. Вітроустановка для виробництва теплоти за пп. 1, 2, яка відрізняється тим, що постійні магніти на першому диску закріплені із зміною полярності, тобто магніти розміщені по колу в порядку чергування полюсів. 2 UA 92967 U 3 UA 92967 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 4