Ветротепловая энергетическая установка

Изобретение относится к энергетике и использованию энергии ветра для выработки электроэнергии, тепла или механической энергии. Задачей изобретения является создание ветротепловой энергетической установки, обеспечивающей использование механической энергии ветроустановки для получения тепловой энергии. Техническим результатом от использования изобретения является использование дешевой энергии ветра за счет крутящего момента от ветроколеса без электрогенератора и электрической части ветроустановки. Технический достигается тем, что предлагаемая ветротепловая энергетическая установка для получения тепловой энергии содержит редуктор-мультипликатор, установленный в нижней части корпуса на тихоходном валу, и соединенный посредством горизонтального вала с тепловой установкой, состоящей из центробежного насоса и вихревого гидравлического теплогенератора, при этом энергия вращения центробежного насоса передается вихревому гидравлическому теплогенератору, который нагревает циркулирующий по замкнутому контуру теплоноситель.

Полезная модель относится к ветроэнергетике и использованию энергии ветра для выработки тепла для обеспечения обособленных объектов и подаче тепла в местные или централизованные энергосистемы.

Известна тепловихревая электростанция для получения энергии, содержащая трубу с генератором вихря, ветроколеса, установленные на вертикальном валу и электрогенератор, а также дополнительный генератор вихря, дефлектор, систему подогрева воздуха с трубами (патент РФ 22070660, МПК F03D 3/04, 1996 г., БИ 35).

Недостатком известного решения является сложность конструкции в эксплуатации и большие гидравлические потери при организации закрутки входящего воздушного потока.

Известна ветровая энергетическая установка, преобразующая энергию ветра в электрическую, механическую и другие виды энергии, которая содержит воздухозаборники, магистральный воздуховод и воздушную турбину, в котором размещают воздушную турбину, вращающую нагрузку, например, электрогенератор, насос, жернова (патент РФ 2147079, МПК F03D 3/04, 2000 г., БИ 9).

Недостатком известного решения является обязательное подключение преобразователей энергии и сложность конструкции.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является ветротепловая установка, которая может быть использована для привода электрогенераторов, гидронасоса и других механизмов полезной нагрузки малой автономной энергетики в различных отраслях народного хозяйства, (патент РФ 2244849, МПК F03D 3/04, 2004, БИ 2). Известная ветротепловая установка содержит корпус башни, состоящий из нижней конфузорной части с наклонными к ее вертикальной оси входными тангенциально направленными каналами с воздушными заслонками, верхней диффузорной части с дефлектором, ветроколесо, горизонтально установленное на вертикальный вал, дополнительный конфузорный канал, расположенный в нижней части башни, при этом вал связан с потребителем, а в нижней части расположены источники теплоты.

Недостатком известного решения является сложность и громоздкость конструкции и невозможность получения тепловой энергии.

Задачей полезной модели является создание ветротепловой энергетической установки, обеспечивающей преобразование энергии ветра в тепловую энергию.

Техническим результатом от использования предлагаемой полезной модели является использование энергии ветра за счет крутящего момента от ветроколеса без электрогенератора и электрической части ветроустановки и упрощение конструкции.

Вышеуказанный технический достигается тем, что предлагаемая ветроэнергетическая установка для получения тепловой энергии, содержащая корпус башни, ветроколесо, горизонтально установленный вертикальный вал, связанный с потребителем, содержит редуктор-мультипликатор, установленный в нижней части корпуса на тихоходном вертикальном валу, и соединенный с тепловой установкой, состоящей из центробежного гидравлического насоса и вихревого генератора тепла, причем энергия вращения центробежного насоса передается вихревому генератору тепла, который нагревает циркулирующий по замкнутому контуру теплоноситель.

В предлагаемой ветроустановке крутящий момент от ветроколеса через редуктор-мультипликатор вращает центробежный насос, энергия вращения которого передается вихревому генератору тепла и нагревает циркулирующую по замкнутому контуру жидкость. Из аккумулятора тепла передается теплая вода потребителю. При этом используется стандартная лопастная ветроустановка.

Предложенная полезная модель основана на использовании физических особенностей «вихревого эффекта», что и реализуется в «Вихревом гидравлическом теплогенераторе». Это - устройство, вырабатывающее тепло посредством изменения физико-механических параметров жидкостной среды при ее течении под комплексным воздействием ускоренного и заторможенного движения. Ускорение потока достигается путем создания вихря в системах закрутки потока вихревого теплогенератора с одновременным сужением потока в конфузоре, а торможение - последующим его расширением в кавитационной трубе теплогенератора и развихрением потока на выходе из кавитационной трубы. (Меркулов А.П., Вихревой эффект и его применение в технике, М. Машиностроение, 1969).

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена общая схема ветротепловой энергетической установки.

Ветротепловая энергетическая установка для получения тепловой энергии содержит корпус 1 стандартные лопасти 2, установленные на тихоходном валу 3, редуктор-мультипликатор 4, соединенный посредством горизонтального вала 5 с центробежным насос 6 и вихревым генератором тепла 7, представляющими собой тепловую установку, которая соединена с аккумулятором тепла 8, в аккумуляторе размещен теплообменник 11, в который по трубам 10 подается и циркулирует нагретый теплоноситель, а по трубам 9 отводится подогретая вода к потребителю.

Благодаря унификации узлов обеспечивается простота изготовления и сборки ветроэнергетической установки для получения тепловой энергии.

Работает предлагаемая ветротепловая энергетическая установка следующим образом.

В ветротепловой установке, действуя на лопасти 2, соединенные тихоходным валом 3 с редуктором-мультипликатором 4, воздушный поток своим крутящим моментом вращает, связанный с ним центробежный насос 6, энергия вращения от которого передается вихревому генератору тепла 7, нагревается циркулирующий по его замкнутому кругу теплоноситель. Затем по трубопроводам 10 теплоноситель подается в аккумулятор тепла 8, из которого по трубопроводам 9 теплая вода поступает потребителю.

Ветротепловая энергетическая установка, содержащая корпус установки, ветроколесо, горизонтально установленное на вертикальный вал, связанный с потребителем, отличающаяся тем, что она содержит редуктор-мультипликатор, установленный в нижней части корпуса на тихоходном вертикальном валу и соединенный с тепловой установкой, состоящей из центробежного насоса и вихревого гидравлического теплогенератора, причем энергия вращения центробежного насоса передается вихревому генератору тепла, который нагревает циркулирующий по замкнутому контуру теплоноситель.