ТЕПЛОГЕНЕРАТОР
HEAT GENERATOR

Изобретение предназначено для применения в области отопительной техники, а именно для нагрева воды, использующейся в отоплении и горячем водоснабжении жилых и производственных объектов.
Известен калориметр с жидкостью, содержащий корпус, внутри которого погружена ось с вращающими лопатками и перегородками между ними (А.И.Гомонова. Пособие по физике. Учебник, М.: Издательство МГУ, 1991, стр.173, рис.10.4).
Известный калориметр преобразовывает механическую энергию, поступающую от внешнего двигателя, в тепловую. Применяется в основном в лабораторной практике.
Известен теплогенератор гидравлический, включающий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, вертикальный вал, размещенный в подшипниках, патрубки входа холодной и выхода горячей воды, закручивающее устройство, содержащее пустотелые диски-шайбы, стаканы с прикрепленными к ним полуцилиндрами в два ряда и конусные диски, соединенные жестко попарно между собой с помощью кольцевых шнеков (Патент РФ № 2228503).
Известный теплогенератор имеет закручивающее устройство с относительно слабой развитой поверхностью соприкосновения с нагреваемой жидкостью, а также в его конструкции отсутствуют ячейки, заполненные теплоаккумулирующим составом, способствующие поддерживать температуру выходящей из его нагретой жидкости на постоянном уровне.
Наиболее близким по технической сущности является пневматический двигатель, содержащий размещенные в корпусе вращающиеся зубчатые колеса внутреннего зацепления с сателлитами, планетарно сочлененными с выходным валом, на котором свободно установлен ротор, выполненный составным из двух полублоков и диафрагмы между ними (А.С. 312054, СССР).
Известный пневматический двигатель предназначен для привода машин и механизмов с использованием сжатого воздуха, тепловая энергия, сопутствующая в его работе, рассеивается в атмосферу.
Технический результат, заключающийся в увеличении поверхности соприкосновения с рабочей жидкостью, компактности конструкции, упрощении при ее ремонте и замене, размещении ячеек, заполненных теплоаккумулирующим составом, достигается за счет того, что теплогенератор, включающий цилиндрический корпус с крышкой и днищем, вертикальный силовой вал, размещенный в опорном подшипнике, патрубки входа холодной и выход горячей воды и закручивающее устройство, согласно изобретению внутри корпуса установлен обвитый змеевиком пневматический двигатель, имеющий крышку и днище, между которым размещены неподвижное зубчатое колесо и два подвижных колеса, сочлененные с силовым валом. Выходной вал имеет осевое отверстие, сверху сообщенное с помощью радиальных отверстий с атмосферой, над которыми горизонтально на валу прикреплены 2÷4 полуцилиндра (лопасти). В средней части вала свободно установлен ротор, состоящий их двух полублоков и диафрагмы между ними. В осевой втулке, установленной снизу вала, внизу выполнены радиальные отверстия, сообщенные с каналами, выполненными внутри днища двигателя. В роторе размещены сателлиты, образующие с зубчатыми колесами планетарную передачу. Сверху крышки двигателя концентрично вала установлен круговой лоток с перфорированными стенками, с расположенными в нем ячейками с теплоаккумулирующим составом, выполненными в виде дуговых блоков.
На чертежах изображена схема теплогенератора, где на Фиг.1 - общий вид, Фиг.2 - теплогенератор в продольном разрезе, на Фиг.3 - то же в поперечном разрезе, на Фиг.4 - разделительная диафрагма и на Фиг.5 - круговой лоток, вид сверху.
Теплогенератор содержит цилиндрический корпус 1 с крышкой 2 и днищем 3, в центре которого установлен силовой вал 4 с муфтой 5 для приема мощности (вращения). Слева в крышке 2 установлена пробка 6, справа корпуса 1 установлены патрубки 7 и 8 входа холодной и выхода горячей воды с заглушками 9 и 10 соответственно.
Внутри корпуса 1 установлен обвитый змеевиком 11 гидравлически связанный с патрубками 7 и 8 пневматический двигатель, имеющий крышку 12 и днище 13, между которыми размещены неподвижные зубчатое колесо 14 и два подвижных колеса 15 и 16 внутреннего зацепления, сочлененные с выходным валом 17, жестко соединенным с силовым валом 4. Вал 17 имеет осевое отверстие 18, сверху сообщенное с помощью радиальных отверстий 19 с атмосферой, над которыми горизонтально на валу 17, прикреплены полуцилиндры (лопасти) 20, 2÷4 штуки. В средней части вала 17 свободно установлен ротор, состоящий из двух полублоков 21 и 22 и диафрагмы 23 между ними, снизу осевой втулки 24, установленной снизу под валом 17, выполнены радиальные отверстия 25, сообщенные с каналами 26 и 27, выполненные внутри днища 13. В двигателе имеются рабочие камеры 28 и камеры выхода 29. Камеры 28 при помощи каналов 30-32 соединены с каналом 26, а камеры 29 при помощи каналов 33-35 - с каналом 27. Диафрагма 23 служит для разделения в роторе входа и выхода рабочей жидкости. В роторе размещены сателлиты 36, образующие с зубчатыми колесами 14, 15 и 16 планетарную передачу. Сверху крышки двигателя 12, концентрично выходного вала 17, установлен круговой лоток 37 с перфорированными стенками, с расположенными в нем ячейками 38 с теплоаккумулирующим составом, выполненными в виде дуговых блоков. Вал 4 установлен в опорном подшипнике 39, размещенном в центре крышки 2, а днище 13 двигателя соединено с днищем 3 теплогенератора крепежными винтами (не показаны). Пневмодвигатель имеет значительно развитую поверхность соприкосновения с рабочей жидкостью, за счет наличия неподвижных и подвижных зубчатых колес и сателлитов, компактен, свободно вмещается и вынимается из корпуса 1 через крышку 2, наличие на крышке 12 лотка 37 с ячейками, заполненными теплоаккумулирующим составом, способствует поддержанию температуры горячей воды, выходящей из патрубка 8, на постоянном значении.
Теплогенератор работает следующим образом.
В собранном виде теплогенератор через пробку 6 заливают высоковязкой жидкостью, например веретенным маслом, до низа крышки 2. Подключают с помощью муфты 5 силовой вал 4 к приводному двигателю, например ветродвигателю. При обогреве одного помещения патрубки 7 и 8 должны быть заглушены (см. Фиг.1).
Включают в работу приводной двигатель, силовой вал 4 и выходной вал 17 с неподвижными колесами 15 и 16, полуцилиндрами 20 и сателлитами 36 начнут вращаться в корпусе 1, преобразуя механическую энергию в тепловую. Получаемое тепло трения передается высоковязкой жидкости, заполненному водой змеевику 11 и далее через стенку корпуса 1 в отапливаемое помещение (не показано). Для отопления 2-х и более помещений к патрубкам 8 и 7 подсоединяют систему отопления с отопительными приборами отопления и циркуляционным насосом (не показаны). В этом случае нагретая в змеевике 11 вода через патрубок 8 поступает в систему отопления и охлажденная возвращается через патрубок 7 в змеевик 11 для последующего нагрева.
Полуцилиндры 20 (лопасти), вращаясь, отбрасывают высоковязкую жидкость к стенке корпуса 1, где она, омывая змеевик 11, опускается вниз и через каналы 26 и 27, радиальные отверстия 25 и осевую втулку 24, осевое отверстие 18 внутри вала 17 и через радиальные отверстия 19 поднимется вверх к полуцилиндрам 20. Цикл циркуляции заканчивается и вновь возобновится при наличии ветра. Ячейки 38 с теплоаккумулирующим составом воспринимают тепло от высоковязкой жидкости в верхней части корпуса 1. При временном прекращении ветра или смены его направления ячейки 38 возвращают накопленное ими тепло высоковязкой жидкости, и процесс отопления помещения будет частично продолжен. При возобновления ветра достаточной силы процесс преобразования механической энергии в тепловую будет продолжен. Возможно разместить дополнительно ячейки 38 в другом исполнении в каналах 26 и 27 и тем самым улучшить качество отопления помещений. Возможен вариант использования теплогенератора в качестве водонагревателя. В этом случае холодная вода подается через патрубок 7 в змеевик 11 и нагретая выходит через патрубок 8.
Предлагаемый теплогенератор многофункционален, занимает мало места, прост в эксплуатации и поэтому найдет широкое применение для отопления и горячего водоснабжения дачных домиков, коттеджей, помещений фермерского хозяйства и других объектов.