ВЕТРОУСТАНОВКА ДЛЯ НАГРЕВА ВОДЫ
WATER HEATING WIND-DRIVEN POWER PLANT

Изобретение относится к ветроэнергетике и касается ветроэнергетических агрегатов, в которых механическая энергия, снимаемая с вала ветроколеса, непосредственно преобразуется в тепловую энергию жидкости.
Известна тепловая ветроустановка, содержащая ветродвигатель с горизонтальной осью вращения, соединенный вертикальной силовой трансмиссией с крыльчаткой, расположенной в баке теплогенератора. Бак имеет входной и выходной патрубки, связанные между собой трубопроводом (SU 1064039 A, F03D 9/00).
Недостаток таких ветроустановок заключается в том, что возникает необходимость в передаче крутящего момента вертикальному валу через коническую передачу, что снижает надежность ветроустановки.
От этого недостатка свободна ветроэнергетическая установка, принятая за прототип, содержащая ветродвигатель с горизонтальным валом, бак теплогенератора с двумя сообщенными между собой отсеками, в первом из которых размещен шаровой питательный клапан, а во втором - крыльчатка, вал которой соединен с горизонтальным валом (SU 1236151 A1, F03D 9/00).
Недостаток такой конструкции ветроэнергетической установки заключается в несовершенстве системы подачи потребителю теплоносителя от вращающегося вместе с головкой ветроагрегата бака теплогенератора к стационарно установленному потребителю тепловой энергии.
Задача изобретения - повышение надежности ветроустановки за счет повышения надежности системы связи потребителя тепловой энергии и генератора тепла.
Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве связи контура циркуляции рабочей жидкости теплогенератора, расположенного на вращающейся головке ветроустановки, с контуром теплоприемника, состоящем из первого и второго патрубков, связанных с полостью теплогенератора, третьего и четвертого патрубков, связанных с контуром теплоприемника, и емкости, концентрически охватывающей третий патрубок, емкость выполнена в виде первого цилиндрического стакана, герметично закрытого сверху вторым цилиндрическим стаканом, с возможностью осевого вращения стаканов относительно друг друга, при этом третий патрубок пропущен через днище первого стакана, а первый и второй патрубки - через днище второго стакана.
На чертеже схематично показан пример выполнения ветроустановки для нагрева воды с устройством связи контура циркуляции рабочей жидкости теплогенератора, расположенного на вращающейся головке ветроустановки, с контуром теплоприемника.
Ветроустановка содержит ветроколесо 1, закрепленное на горизонтальном валу 2, башню 3 с поворотной головкой 4, бак теплогенератора 5, крыльчатку 6, размещенную в баке теплогенератора 5, и устройство 7 связи контура циркуляции теплогенератора с контуром теплоприемника.
В устройство связи входят первый 8 и второй 9 патрубки, связанные с полостью бака 5 соответственно напорным 10 и обратным 11 трубопроводами, третий 12 и четвертый 13 патрубки, связанные соответственно напорным 14 и обратным 15 трубопроводами с полостью теплоприемника (на чертеже не показан). Кроме того, устройство содержит первый цилиндрический стакан 16, закрепленный на неподвижной опоре 3, и второй цилиндрический (перевернутый) стакан 17, закрепленный на вращающейся головке 4, образующие герметически замкнутую кольцевую емкость 18. Кромки стаканов плотно (герметически) сочленены друг с другом. Такое же взаимное сочленение имеют и концы патрубков 9 и 12. Оси стаканов, а также второго 9 и третьего 12 патрубков совпадают с осью вращения головки 4 ветроагрегата.
Работает ветроэнергетический агрегат следующим образом.
При наличии ветра механическая энергия ветроколеса 1 через вал 2 передается на лопасти крыльчатки 6 теплогенератора. За счет трения крыльчатки о жидкость и перемешивания жидкости (например, воды) последняя нагревается и под действием центробежной силы устремляется в контур теплоприемника через напорные трубопровод 11, патрубок 9, герметическое соединение патрубков 9 и 12, патрубок 12 и напорный трубопровод 14. Возвращается она в бак теплогенератора по пути: обратный трубопровод 15 - патрубок 13 - герметичная кольцевая емкость 18 - патрубок 8 - обратный трубопровод 10; а так как оси стаканов, а также второго 9 и третьего 12 патрубков совпадают с осью вращения головки 4 ветроагрегата, то указанный контур циркуляции сохраняется при любом осевом повороте головки относительно опоры 3, необходимом для ориентации ветроколеса на ветер.
Указанное выполнение устройства связи предусматривает отделение контура циркуляции от атмосферы. Тем самым сокращаются потери тепла на испарение жидкости, а также обеспечивается возможность сочленения контуров теплогенератора и теплоприемника при любом давлении, существующем в контуре теплоприемника. Все это в конечном итоге повышает надежность и эффективность ветроустановки для нагрева воды.