Вітроенергетична установка для вироблення теплової енергії

Вітроенергетична установка для вироблення теплової енергії, що містить вітроколесо з вертикальною віссю обертання та обладнання для перетворення енергії вітру в теплову енергію, яке виконане у вигляді теплогенератора, що має нерухомий корпус і ротор, який приводиться до обертання вітроколесом, зазори між якими заповнені рідиною, яка відрізняється тим, що на зустрічно розташованих поверхнях корпусу й ротора теплогенератора закріплені нерухомо збурювальні елементи, причому на роторі й на корпусі збурювальні елементи розташовані на різних рівнях, а відстань між ними в вертикальній площині відповідає ширині збурювальних елементів, а також збурювальні елементі, що встановлені на роторі, мають прямокутну форму, а збурювальні елементи, що встановлені на корпусі, мають клиноподібну форму з кутом розкриття, направленим в бік, протилежний напрямку обертання ротора теплогенератора, крім того, в нижній торцевій частині корпусу теплогенератора встановлений плунжерний насос, зв'язаний з вхідним патрубком і шток якого впирається в нижній похилий торець вала вітроколеса, а в верхній торцевій частині корпусу теплогенератора встановлений патрубок відводу нагргтої рідини до споживача Винахід відноситься до вітроенергетики, а саме до вітроенергетичних установок, які перетворюють енергію вітра безпосередньо в теплову енергію та може бути використаний для теплопостачання (забезпечення обігріва приміщення та постачання гарячої води) автономних споживачів Відома комбінована вітротеплоелектростанція з швидкохідним вітродвигуном та тепловим двигуном сумірної потужності, в якій електричний генератор з'єднюється з тим чи іншим первинним двигуном за допомогою передавальних механізмів в залежності від діючої швидкості вітру Настройка регуляторів теплового та вітрового двигунів відбувається таким чином, щоб доведене до валу електричного генератора число обертів холостого ходу теплового двигуна відповідало приведеному числу обертів вітродвигуна при його повному навантаженні Оскільки В інтервалі від холостого ходу до повного навантаження число обертів вітрового двигуна буде більше, ніж число обертів холостого ходу теплового двигуна, то при наявності достатньої швидкості вітру навантаження електричного генератора буде забезпечуватися вітродвигуном В цьому випадку тепловий двигун буде відключений від системи за допомогою муфти свободного ходу Якщо швидкість вітру і, ВІДПОВІДНО, потужність вітродвигуна почне падати та число його обертів холостого ходу стане меншим, ніж число обертів холостого ходу теплового двигуна, то останній підключається до електричного генератора та частково забезпечує його навантаженням Недостатня частка навантаження буде забезпечуватися за рахунок вггродвигуна При суттєвому зменшенні швидкості вітру навантаження електрогенератора буде забезпечуватися за рахунок кінетичної енергії інерційного акумулятора В моменти затишшя, коли вітродвигун повністю зупиняється, все навантаження забезпечується за рахунок теплового двигуна При збільшені швидкості вітру описаний процес буде відбуватися в зворотній ПОСЛІДОВНОСТІ (див А С СРСР № 104064 з класу F03D 9/00, F01K 23/12, яке опубліковано у 1956 році) Основним недоліком цієї комбінованої вітротеплоелектростанцм є те, що вона не може забезпечити теплом та гарячою водою автономних споживачів, що зумовлене її конструктивними особливостями Незважаючи на наявність в конструкції теплового двигуна, останній призначений для обертання електрогенератора, тобто не для теплозабезпечення споживачів, а для їх електрозабезпечення безпосередньо електрогенератором Інакше кажучи, функкцюнальні можливості відомої електростанції, незважаючи на наявність трьох типів двигунів, дуже обмежені (О 62721 Відомий також пристрій, який перетворює енергію вггра в тиск рідини, що використовується в системах опалення та гарячого водопостачання Пристрій містить гідронасос з приводом від вітроколеса До гідронасосу приєднаний головний трубопровід, по якому циркулює робоча рідина, яка нагнітається гідронасосом Головний трубопровід також зв'язаний з теплообмінником, за допомогою якого робоча рідина в трубопроводі нагрівається При обертанні віроколеса гідронасос забезпечує циркуляцію робочої рідини в головному трубопроводі, яка, в свою чергу, попередньо нагрівається теплообмінником, розміщеним перед приміщенням автономного споживача (див заявку Японії №64-10673 з класу F03D 9/00, F24J 3/00 яка опублікована 22 02 89 р в Бюл "Токке Кохо" № 5) Головним недоліком цього пристрою є обмеженість його функціональних можливостей він забезпечує лише циркуляцію робочої рідини в трубопроводі, для нагріва якої необхідно використати додаткове зовнішнє джерело тепла, що в цілому, не дозволяє одержати істотну економію енергетичних витрат на теплозабезпечення споживачів Описані вище вітроенергетичні установки, хоч і зв'язані з теплопостачанням автономних споживачів, але лише посередньо, оскільки через конструктивні особливості не можуть перетворювати енергію вітру безпосередньо в теплову енергію Цих недоліків позбавлена вітроенергетична установка для виробництва тепла та електроенергії, яка містить вітроколесо, закріплену на валу його силової трансмісії крильчатку гідронасосу та гідравлічно зв'язане з нею турбинне колесо, яке встановлене на валу електричного генератора та розташоване разом з крильчаткою в конфузорі, що розміщений в баці Турбинне колесо встановлено на валу генератора з можливістю осьового переміщення й заділено приводним механізмом, виконаним у вигляді гідроциліндра, який розташовано між баком та генератором концентрично його валу, та має поршень, жорстко зв'язаний з турбинним колесом за допомогою штока, забезпеченого диском, розташованим в баці Бак встановлено в ємкості, а між баком та валом розташована гільза, до якої приєднана усмоктуюча труба До ємкості підключена підвідна труба водопроводу, а до баку - відвідна труба При невеликих швидкостях вітру турбинне колесо знаходиться в правій частині конфузору, а потужність установки складає 15-20% від розрахункової При збільшенні швидкості вітру вмикається насос Поршень переміщується ліворуч разом з колесом та штоком Зазор між крилами колеса та конфузора збільшується Тиск струму від крильчатки на колесо зменшується, потужність установки залишаться приблизно постійною При зменшенні частоти обертання вітроколеса електронасос вимикається, тиск в поршні зменшується й колесо зміщується в вихідний стан При цьому крильчатка та турбинне колесо, що обертаються, розігрівають в баці воду, яка по трубі надходить до споживача (див авторське свідоцтво СРСР № 1346848 з класу F03D 9/00, яке опубліковано 23 1087 р в Бюл №39) Основним недоліком цієї вітроенергетичної установки є низька ефективність використання енергії вітру для вироблення тепла Це обумовлено тим, що крильчатки, які взаємодіють з середовищем, що підлягає нагріванню (водою), мають значно менший діаметр, ніж бак з водою 3 цієї причини крильчатки не можуть інтенсивно впливати на воду, отже й розігрівати її Відома також вітроенергетична установка для нагріву води, що містить вітроколесо з горизонтальним валом обертання, бак теплогенератора з вхідним і вихідним трубопроводами та розміщену в баці крильчатку, вал якої зв'язаний з валом вітроколеса Поворот віроколеса "на вітер" здійснюється за допомогою електродвигуна При наявності вітру електродвигун розвертає його "на вітер" Вал вітроколеса починає обертатися й приводить в обертання крильчатку Оскільки крильчатка знаходитья в баці з водою, то її обертання викликає нагрівання останньої Після нагріву води в баці спрацьовує датчик, відкривається регулятор витрат та гаряча вода по трубопроводу надходить до споживача (див авторське свідоцтво СРСР № 1188366 з классу F03D 9/00, яке опубликовано 3010 85р в Бюл №40) Для цієї установки характерні два основних недоліки По-перше, поворот вітроколеса "на вітер" здійснюється електродвигуном, отже вітроенергетична установка сама є споживачем енергії, та, по-друге, теплогенератор установки розміщений на поворотній платформі, отже ємкість бака для води повинна бути значно обмежена за розміром, а також виникають проблеми з кріпленням трубопроводов до бака, що обертається Ці недоліки істотно ускладнюють конструкцію вітроенергетичної установки і, саме тим, знижують її рентабельність Обид ви зазначені недоліки відсутні в вітроенергетичній установці, що містить вертикальне вітроколесо (не потребує повертання "на вггер") та теплогенератор, який розташовано на землі під вітроколесом Ця теплова вггроустановка для одержання гарячої води містить вітроколесо (ортогональне), яке встановлене на вертикальному валу, розташований біля його нижнього кінця бак з водою, що має патрубки для підвода та відвода води, розміщені в баці дві крильчатки та два електрогенератора, що встановлені на валах крильчаток Нижній кінець вала має горизонтальну балку, на якій встановлені вищезгадані електрогенератори Вони мають герметичні корпуси Під ВПЛИВОМ вітру на вггроколесо воно починає обертати вал та балку Крильчатки, що встановлені разом з генераторами на кінцях балки, починають переміщатися у воді всередині бака Внаслідок тертя крильчатокта генераторів об воду, а також в результаті охолодження корпусу електрогенератора, вода в баці починає нагріватися та надходити до споживача, який також одержує електроенергію від електрогенераторів (див авторське свідоцтво СРСР № 1216418 з класу F03D 9/00, яке опубліковано 07 03 86 р в Бюл № 9) Ця вітроенергетична установка має низьку електробезпечність, оскільки її електрогенератори знаходяться в баці з водою Незважаючи на наявність герметичних корпусів, через те що генератори обертаються, необхідно використовувати ковзьки токопідводи, які захистити від попадання вологи технічно досить складно Проблема електробезпечності може бути вирішена шляхом винесення електрогенераторів за межі бака з водою Саме так зробив автор теплової 62721 вітроелектроустановки, що містить вітродвигун з вертикальним валом, нижній кінець якого опущений в бак з водою До нижньої частини валу прикріплена горизонтальна балка, яка розташована над поверхнею води До балки прикріплені перетворювачі струму, які віконано у вигляді гідротурбін, частково занурених у воду та зв'язаних з валами електрогенераторів На валах електрогенераторів встановлені бігові ролики, а бак має розташовану на торці стінки кругову замкнену рейку, з якою контактують вищезгадані ролики При наявності вітру вал вітродвигуна приходить до обертання, що викликає обертаня горизонтальної балки Гідротурбіни при взаємодії з водою починають також обертатися разом з електрогенераторами, причому обертання електрогенераторам передається за допомогою бігових роликів, встановлених на круговій рейці Вода в баці перемішується, нагрівається та передається споживачеві, який одержує також електроенергію від електрогенераторів (див авторське свідоцтво СРСР № 1539390 з класу F03D 9/00, яке опубліковано ЗО 01 90 р в Бюл № 4) Основним недоліком цієї вітроенергетичної установки є низька ефективність нагріва води Цей недолік пояснюється тим, що, по-перше, гідротурбіни лише частково занурені в бак з водою, а, по-друге, гідротурбіни перекочуються вздовж твірної баку Тому швидкість їх обертання відповідає швидкості окружного переміщення, отже турбіни практично не будуть перемішувати воду, а це приводить в цілому до значного збільшення часу, необхідного для нагріву навіть незначної КІЛЬКОСТІ ВОДИ В усіх вищеописаних установках для одержання тепла використаний один і той же принцип — перемішування води в баці механічним засобом за допомогою обертальних крильчаток Не важко зрозуміти, що чим інтенсивніше буде перемішування води в баці, тим бистріше вона нагріється Але інтенсивність перемішування води залежить від розмірів крильчатки чим більше крильчатка, тим ефективніше її вплив на воду В усіх описаних вітроенергетичних установках крильчатка значно менша за баки, в яких вона розташована, а тому їх теплотворна придатність мінімальна, що є їх загальним недоліком Більшу ефективність, з цієї точки зору, має вітроенергетична установка для вироблення тепла, яка має вітроколесо роторного типу зі ступицеєю, закріпленою на вертикальному валу, опори якого закріплені в корпусі, та регулюєму мішалку, шарнірно зв'язану з вертикальним валом вітроколеса й розміщену в баці, заповненому рідиною Вгтроустановка також має механічний датчиктискута центробіжний регулятор із грузами, з'єднаними за допомогою тяг із вищезгаданим датчиком тиску Бак, заповнений рідиною, з'єднаний з системою теплопостачання приміщення за допомогою трубопроводів При вітрі достатньої швидкості (2,5-3,5м/с) вітроколесо починає розганятися до номінальної ШВИДКОХІДНОСТІ При цьому відбувається обертання ступиці з валом та мішалкою Мішалка здійснює перемішування рідини в баці, внаслідок чого вона нагрівається Водночас на рідину, що залучається мішалкою в обертання, діє відцентрова сила, під дією якої рідина постійно нагнітається у вихідний отвір та, циркулюю чи по замкненій системі трубопроводів, віддає тепло споживачеві При перегріванні рідини тиск в баці зростає, через що датчик тиску (сильфон) міняє форму мішалки, збільшуючи її діаметр При цьому зростає момент опіру обертанню мішалки, внаслідок чого вітроколесо зменшує швидкість свого обертання, та тепловиділення в баці зменшується (див авторське свідоцтво СРСР № 1252535 з класу F03D 9/00, яке опубликовано 23 08 86 р в Бюл №31) Основним недоліком цієї вітроенергетичної установки є недосконалість конструкції механізму гальмування вітроколеса за допомогою мішалки при перегріві рідини в баці розмір мішалки збільшується, але при цьому інтенсивність перемішування рідини ще більше зростає, що призводить до подальшого росту утворення тепла Отже тиск рідини буде й далі зростати, що може призвести до зруйнуваня бака ще до того, поки швидкість вггроколеса знизиться Крім того, мішалка містить безліч з'єднаних елементів, а це не тільки ускладнює її конструкцію, але й знижує надійність в роботі Інакше вирішена проблема регулювання швидкості обертання вітроколеса в установці для отримання тепла за допомогою вітродвигуна або вітротурбіни, в якій мішалка виконана у вигляді крильчатки незмінної конструкції Мішалка розташована в баці з водою та може міняти своє положення по висоті відносно рівня води в баці Крім того, над крильчаткою розташований та жорстко з нею зв'язаний ротор Вертикальний вал вітроколеса обертає крильчатку, занурену в бак з водою При цьому ротор обертається разом з крильчаткою, але залишається над поверхнею води При перегріванні води в баці крильчатка переміщується до низу і ротор, занурюючись у воду, виявляє значний опір обертанню вггроколеса, оскільки його лопаті зустрічають значний опір води в баці (див європейський патент № 0097635 з класу F03D 9/00, який опублікований 04 01 84 р в Бюл № 84/1) В цієї вітроенергетичної установці спрощена лише конструкція мішалки, але проблема перегріву води в баці так і залишилася не розв'язаною ротор, занурюючися в бак з водою, є додатковим засобом, що сприяє подальшому перегріву води ще до момента гальмування вітроколеса З вищеприведених описів теплових вітроенергетичних установок слідчить, що їх подальше удосконалювання повинно йти шляхом удосконалення конструкцій теплогенераторів Саме так зробили автори теплової вітроустановки, що містить вітродвигун з осьовим вітроколесом, з'єднаним із вертикальною силовою трансмісією, на нижньому КІНЦІ вала якої закріплена крильчатка, що розташована в кожусі, який, в свою чергу, розміщений в баці теплогенератора, що з'вязаний з трубопроводом за допомогою вхідного та вихідного патрубків Кожух виконаний у вигляді відкритої з торців обичайки, концентрично розташованної в баці з утворенням кільцевого зазору Вхідний патрубок має зрівнювальний живильний бачок, а вихідний патрубок — регулятор температури та керовану засувку, що з'єднані між собою Вгтроколесо та силова трансмісія з'єднані між собою за допомогою кутової магнітної передачі, ведуче колесо якої закріплене на вітроколесі, а ведоме колесо — на валу трансмісії Хвостовий пристрій служить 62721 для орієнтації вітроколеса відносно напрямку вітру При наявності вітру достатньої сили вітроколесо починає обертатися Разом з ним ведуче колесо кутової магнітної передачи теж обертається та приводить в обертання ведоме колесо, вал та крильчатку Бак заповнений водою, що при обертанні крільчатки проганяється крізь кільцевий зазор між кожухомобичайкою та баком Коли температура води сягає 7 0 - 9 0 ° С ] регулятор температури відкриває засувку й вода з бака по трубі надходить до споживача В зворотньому напрямі воду в бак подає циркуляційний насос, підключений до патрубка через зрівнювальний живильний бачок (див авторське свідоцтво СРСР № 1064039 з класу F03D 9/00, яке опубліковано ЗО 12 83 р в Бюл №48) Цієї вітроенергетичній установці властиві принаймні два ІСТОТНІХ недоліки По-перше, в її конструкції використаний вітродвигун з осьовим вітроколесом, що примушує використовувати пристрій орієнтації вітроколеса "на вітер", а це ускладнює конструкцію установки в цілому Крім того, в конструкції вітроустановки використана складна, дорога та з низьким к кд кутова магнітна передача, що з'вязує вітроколесо з силовою трансмісією Подруге, в конструкції теплогенератора використана крильчатка з низькою гідравлічною властивістю, за допомогою якої вода "проганяється" крізь кільцевий зазор між кожухом і баком Оскільки в зазорі відсутній опір руху води, остання буде нагріватися повільніше, що в цілому знижує ефективність відомої вітроустановки при її досить високої вартості Найбільш близькою за своєю суттю та досягаемому ефекту, що приймається за прототип, є вітроенергетична установка для виробленя теплової енергії, яка містить вітроколесо з вертикальною віссю обертанння та обладнання для перетворення енергії вітра в теплову енергію, яке віконане у вигляді теплогенератора, що містить нерухомий корпус і ротор, що приводиться в обертання вітроколесом, зазори між якими заповнені рідиною з високим ступенем в'язкості, наприклад, силіконом При обертанні ротора відносно корпусу енергія вітру перетворюється в теплову енергію за рахунок в'язкої течи рідини (див патент України № 23128 з класу F03D 9/00, який опублікований ЗО 06 98 р в Бюл №3) Головним недоліком відомої вітроенергетичної установки є недосконалість, а точніше, незавершеність конструкції її теплогенератора За суттю, теплогенератор є не більш ніж нагрівальним елементом Його корпус дійсно розігрівається, але це тепло необхідно якимось чином ще й передати споживачеві Для цього принаймні його необхідно розмістити хоча б в ємкості з водою, який він буде передавати тепло Отже для того щоб скористатися виробленим теплогенератором теплом, до складу пристрою повинні бути включені додаткові проміжні вузли, які дозволяють споживачеві скористатися цим теплом Другим недоліком відомої вітроенергетичної установки є низька ефективність віроблення тепла одержаного з енергії вітру за рахунок того, що назустріч спрямовані поверхні корпусу й ротора виконані гладкими Відсутність на зазначених поверхнях збурюючих елементів робить тертя навіть в'язкої рідини мінімальним Отже, збільшується час, не 8 обхідний для вироблення тепла за рахунок тертя рідини об стінки корпуса й ротора теплогенератора Ще одним недоліком відомої вітроенергетичної установки є те, що у якості робочого середовища використовується рідина з зазначеними властивостями, зокрема, з високим ступенем в'язкості Така рідина не може подаватися в трубопроводи для передачі тепла споживачеві, з тієї лише причини, що для її перекачування по системі теплопостачання необхідні високі витрати (потужні насоси) через низьку текучість рідини Треба зазначити, що для ефективного нагрівання навіть в'язкої рідини за рахунок тертя, необхідно, щоб зазор між корпусом і ротором був мінімальним, але це вимагає підвищити точність центровки вала вітроколеса відносно корпуса, що, зрештою, приводить до ускладнення підшипникових вузлів, отже до підвищення вартості відомої вітроенергетичної установки, що є ще одним її недоліком Оскільки В теплогенераторі обертається ротор, а корпус залишається нерухомим (сталим), то ротор буде скоріше нагріватися, ніж корпус 3 урахуванням того, що в'язкі рідини є поганими провідниками тепла, то, доки розігріється корпус до визначеної температури, ротор може вже просто перегрітися Це може призвести не тільки до заклинювання ротора (зазор невеликий між ротором та корпусом), але й до зміни в'язкості рідини (вона неминуче зменшується при нагріванні) Це знижує надійність відомої вітроенергетичної установки та є ще одним її недоліком В основу винаходу поставлено задачу вдосконалення ефективності вироблення теплової енергії та спрощення її передачи споживачеві за рахунок збільшення інтенсивності впливу обертального ротора на робочу рідину шляхом забезпечення назустріч спрямованих поверхонь корпуса й ротора збурювальними радіальними елементами, розташованими в строго зазначених місцях Рішення поставленої задачи досягається тим, що у ВІДОМІЙ вітроенергетичній установці для вироблення теплової енергії, що містить вітроколесо з вертикальною віссю обертання та обладнання для перетворення енергії вітру в те-плсжу енезпю, яке виконане у вигляді теплогенератора, що має нерухомий корпус і ротор, який приводиться до обертання вітроколесом, зазори між якими заповнені рідиною, на назустріч спрямованих поверхнях корпусу й ротору теплогенератора закріплені нерухомо збурювальні елементи, причому на роторі й на корпусі збурювальні елементи розташовані на різних рівнях, а відстань між ними в вертикальній площині відповідає ширині збурювальних елементів, а також збурювальні елементі, що встановлені на роторі, мають прямокутну форму, а збурювальні елементи, що встановлені на корпусі, мають клиноподібну форму з кутом розкриття, направленим в бік, протилежний напрямку обертання ротору теплогенератора, крім того, в нижній торцевій частині корпусу теплогенератора встановлений плунжерний насос, з'вязаний з вхідним патрубком і шток якого впирається в нижній похилий торець валу вітроколеса, а в верхній торцевій частині корпусу теплогенератора встановлений патрубок відводу нагрітої рідини до споживача 62721 При обертанні вітроколеса починає обертатися ротор теплогенератора, збурювальні елементи якого втягують рідину в круговий рух Але збурювальні елементи, які закріплені на корпусі теплогенератора, пере шкод жують обетанню рідини в зазорі, тим самим викликаючи її інтенсивне перемішування й часткове стиснення на клиноподібних ділянках зазору, що сприяє швидкому розігріву рідини Плунжерний насос, що розташований в нижньому ротці корпусу теплогенератора, забезпечує подачу рідини в теплогенератор для її нагрівання, причому робота насоса здійснюється автоматично в процесі обертання вітроколеса, завдяки тому що торець вертикального валу останнього виконаний похилим Нагріта рідина по відводному патрубку, розташованому в верхньому торці корпусу, відводиться в систему теплопостачання автономних споживачів Запропонована конструкція теплогенератора дозволяє за короткий час розігрівати рідину за рахунок її постійного інтенсивного перемішування й періодичного стискування та забезпечити циркуляцію рідини, використовуючи як привід плунжерного насоса похилу поверхню вала вітродвигуна Ці властивості не тільки забезпечують високу продуктивність вироблення тепла, але й дозволяють знизити вартість установки за рахунок спрощення її конструкції Подальша сутність винаходу пояснюється ілюстративним матеріалом, на якому зображене наступне фіг 1 — загальний вигляд запропонованої вітроенергетичної установки для вироблення тепла, фіг 2 — подовжній переріз теплогенератора, вигляд збоку, фіг 3 — поперечний переріз теплогенератора, вигляд зверху, фіг 4 — поперечний переріз збурювальних елеметів корпуса й ротора теплогенератора, фіг 5 — цикл роботи плунжерного насосу, шток знаходиться в нижній крайній точці, фіг 6 — те ж саме, шток знаходиться в верхній крайній точці Запропонована вітроенергетична установка для вироблення теплової енергії містить вітроколесо 1 роторого типу, яке розташоване на трубчастій мачті 2, всередині якої розміщений вертикальний вал З, нижній кінець якого входить в теплогенератор 4 Зрозуміло, що в якості вітродвигуна може використовуватися вггроколесо будь-якого типу, але використання вітроколеса 1 роторного типу, незважаючи на дещо низький к к д у порівнянні з лопатними вітроколесами крильчатого типу з горизонтальною віссю обертання, дає деякі переваги Таке вітроколесо 1 не треба встановлювати "на вітер" і немає необхідності в КОНІЧНІЙ передачі для зміни горизонтального обертання вала на вертикальне Отже вггродвигун з вітроколесом 1 роторного типу має меншу вартість (через відсутність механізму орієнтації вггроколеса) і має менші збитки енергії на змінення напрямку обертання вала 3 (відсутня конічна передача) Теплогенератор 4 зв'язаний за допомогою трубопроводу 5 з елементами обігріву 6 автономного споживача/ Теплогенератор 4 має нерухомий корпус 8 і ротор 9, жорстко зв'язаний з вертикальним валом З вітроколеса 1 На внутрішній поверхні корпусу 8 закріплені нерухомо збурювальні елементи 10 Збурювальні елементи 10 закріплені радіально та в го 10 ризонтальній площині в декілька рядів (ярусів) по вертикалі На ЗОВНІШНІЙ поверхні ротора 9 закріплені також збурювальні елементи 11, які також розташовані радіально в горизонтальній площині в декілька рядів (ярусів) Відстань між суміжними ярусами збурювальних елементів 10 та 11 вибрано таким чином, щоб між збурювальними елементами 10 вільно проходили збурювальні елементи 11 при обертанні ротора 9 Саме завдяки такому розміщенню збурювальних елементів 10 на корпусі 8 та збурювальних елементів 11 на роторі 9 відбувається вільне обертання останнього в корпусі 8 теплогенератора 4 При цьому збурювальні елементі 11 вільно проходять крізь зазори між збурювальними елементами 10, інтенсивно перемішуючи рідину, якою повністю заповнений корпус 8 теплогенератора 4 В нижній торцевій частині корпусу 8 встановлений плунжерний насос 12, до якого приєднаний вхідний патрубок 13 трубопроводу 5 Шток 14 плунжерного насосу 12 упирається в нижній похилий торець 15 вала 3 (нижній торець 15 вала 3 має похилу поверхню, тобто зрізаний під кутом до подовжньої осі його обертання) Завдяки такому (похилому) виконанню торця 15 вала 3, при обертанні вітроколеса 1 шток 14 робить зворотньо-поступні рухи, забезпечуючи роботу плунжерного насосу 12 поршень 16 перекачує рідину з вхідного патрубка 13 в корпус 8 теплогенератора 4 Збуджуючі елементи 10, які встановлені на роторі 9, мають в перерізі прямокутну форму, а збуджуючі елементи 11, встановлені на корпусі 8, мають в перерізі клиноподібну форму з кутом розкриття а, спрямованим у бік, протилежний напрямку обертання ротора 9 або, ВІДПОВІДНО, напрямку обертання збуджуючих елементів 10 Якщо прийняти ширину збуджуючих елементів 10 ротора 9 рівною п, тоді відстань між суміжними по висоті збуджуючими елементами 11 корпусу8 вибирають рівною п+о, де о — мінімальний зазор, що забепечує вільне проходження збуджуючого елемента 10 між суміжними збуджуючими елементами 11 При обертанні ротора 9 збуджуючі елементи 10 періодично проходять між нерухомими збуджуючими елементами 11 При цьому відбувається наступне збуджуючі елементи 10 розганяють рідину, а збуджуючі елементи 11 перешкоджують її переміщенню В результаті цього відбувається інтенсивне переміщення рідини в корпусі 8, що викликає її прискорений нагрів Крім того, в момент, коли збуджуючий елемент 10 підходить до збуджуючого елемента 11 та під час проходження між ними, завдяки клиноподібності простору між збуджуючими елементами 11, рідина примусово стискується, що сприяє також її нагріву Таким чином, в запропонованій конструкції теплогенератора 4 нагрів рідини відбувається не тільки за рахунок її перемішування, але й періодичною стискування в зазорах між збуджуючими елементами 10 та 11 завдяки клиноподібній формі зазору між ними Це дозволяє скоротити час нагріву рідини та більш ефективно використати енергію вітра для цієї мети У верхній торцевій частині корпусу 8 теплогенератора 4 розташований вихідний патрубок 17, до якого підключений рубопровід 5 системи теплозабезпечення автономного споживача 7 Запропонована вітроенергетична установка для вироблення теплової енергії працює таким чином 62721 12 11 При наявності вітру достатньої швидкості нераторах, а також їх вали не можуть бути викоривітроколесо 1 починає обертатися Раом з ним почистані як приводи насосів для перекачки рідини в нає обертатися вал 3 та ротор 9, який розрашовано в системі теплозабезпечення Це забезпечує ІСТОТНІ корпусі 8 тзпл о генератора 4 При цьому збуджуючі переваги запропонованої вітроенергетичної установелементи 10 ротора 9, обертаючись, перемішують ки перед відомими як в технічної, так і з економічної рідину в корпусі 8 та періодично стискують, виклиточок зору каючи прискорений її розігрів Водночас вал З До технічних переваг запропонованої вітроколеса 1, що обертається, приводить в дію вітроенергетичної установки для вироблення теплоплунжерний насос 12 шляхом впливу своїм похилим вої енергії, в порівнянні з прототипом, можна торцем 15 на шток 14 плунжерного насосу 12 При віднести наступне висока інтенсивність пецьому рідина з вхідного патрубка 13 надходить в ремішування рідини в теплогенераторі за рахунок корпус 8 та нагрівається Нагргга рідина з корпусу 8 того, що на його корпусі встановлені збуджуючі елечерез вихідний патрубок 17 подається по трубопроменти, можливість періодичного локального стискуводу 5 в елементи обігріву 6 приміщень автономного вання рідини в теплогенераторі за рахунок клиноспоживача 7 подібної форми збуджуючих елементів, висока швидкість розігріву рідини в теплогенераторі за раПевна річ, система теплозабезпечення має трахунок розташування збуджуючих елементів в диційну запорну арматуру, прилади контролю, надекілька ярусів, відсутність додаткового приводу приклад, монометри й термометри, розширювальний плунжерного насосу за рахунок того, що для цієї мебачок та інш Зважаючи на загал ьн овід ом їсть, ці ти використовується енергія вала вітроколеса, що елементи тут не описуються обертається, великий об'єм нагрітої рідини завдяки Суттєва ВІДМІННІСТЬ заявленого об'єкту винаходу збільшенню об'єма теплогенераторів за рахунок бавід раніше відомих, полягає в особливій конструкції гатоярусності збуджуючих елементів, підвищення теплогенератора, зокрема, конструкції та розташуефективності використання енергії вітру за рахунок ванні збуджуючих елементів 10 і 11, та в приводі того, що вал вітроколеса, що обертається, є засобом плунжерного насосу 12, зокрема, похилого торця 15 як для нагріву рідини, так і для її перекачки по сисвала 3 вітроколеса 1, що взаємодіє зі штоком 14 темі теплопостачання плунжерного насосу 12 Зазначені ВІДМІННОСТІ В сукупності дозволяють ефективно використовувати енергію вггру також для прискореного нагріву рідини в теплогенераторі 4 не тільки за рахунок її перемішування, але й періодичного стискування та для роботи плунжерного насосу 12, який перекачує рідину в системі теплозабезпечення Ні одна із відомих вггроенергетичних установок не може мати відзначені властивості, оскільки в конструкціях їх теплогенераторів відсутні будь-які збуджуючі елементи, які б були встановлені на баках або теплоге Економічний ефект від впровадження винаходу, в порівнянні з використанням прототипу, одержують за рахунок зниження вартості вітроенергетичної установки (суміщення функцій валу) Соціальний ефект від впровадження винаходу, в порівнянні з використанням прототипу, одержують за рахунок прискореного нагріву рідини в теплогенераторі, отже споживач може бистріше задовільнити свої потреби в теплі 13 62721 Si! 3 14 15 Комп'ютерна верстка Н Кураєва 62721 16 Підписне Тираж 39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119