энергосистема

заявленное устройство относится к вентиляционным устройствам используемых для прогрева помещения и может найти широкое применение в строительстве.

известна энергосистема содержащая вентиляционную установка и подведённый к ней воздухопровод. (RU N°2128787 от 19.11.93)

недостатком известного устройства является не достаточно широкие функциональные возможности.

целью предполагаемого изобретения является расширение функциональных возможности известного устройства.

указанная цель достигается путём кинематической связи вентиляционного устройства с генератором электрической энергии, который электрически связан с электронагревателем установленным последовательно с вентиляционным устройством в воздухопроводе.

фиг. 1 - продольный разрез устройства.

фиг. 2 - устройство с трубчатым воздуховодом

фиг. 3 - пример выполнения воздуховода в здании.

фиг. 4 - конструктивные элементы воздуховода.

фиг. 5 - пример выполнения устройства.

фиг. 6 - пример выполнения устройства.

фиг. 7 - пример-выполнения устройства. . фиг. 8 - пример выполнения воздуховода.

фиг. 9 - пример выполнения энергосистемы.

фиг. 10 - пример выполнения ротора устройства.

фиг. 11 - пример установки электро нагревателей.

энергосистема состит из короба 1. в котором установлен генера- тор 2 с закреплённым на его валу 3 втулки 4, например запрессованной на нём, с соединёнными с ней лопастями 5, например приварен-

ные к ней. выход генератора 2 выполненный, например, из выводных проводов 6, соединительными проводами 7 электрически соединён, или связан, с электронагревателем 8, выполненный например в виде металлической спирали, последовательно установленным лопастям 5, над ними и соосно _^ им. короб 1 может быть размещён в нише 9 основания 10 строения 11, например в его подвале, и через заборное устройство 12, выполненным например в виде патрубка, расположенным ниже лопастей 5, связан с окружающей средой. в вехней части короб 6 имеет конусную часть 13, переходящую в плоский воздуховод, или воздухопровод, выполненного например в виде плоского короба, с полостью 15, и размещённый например между наружней стенкой 16 и внутренней стенкой 17 строения 11, между этажами которого выполнены горизонтальнее перекрытия 18. воздуховод 14 заканчивается отверстием 19, а его верхняя часть размещенапример в кирпичном выводе 20, или трубе, установленном на крыше 21 строения 11, на конце вывода 20 при помощи стоек 22, закреплена крышка 23, или козырёк, для зыщиты воздуховода 20 от ocaдкoв.(фиг.i)

воздуховод 14 может иметь форму трубы или цилиндрическую форму и располагаться в не стенок 16 и 17, и установлен на основании 24 строения 11 , а в его нижней части, расположенной ниже лопастей 5, выполнено по меньшей мере одно воздухозаборное отверстие 25.(фиг.2)

полость 15 может быть выполнена вдоль стен 16 строения 11, а перекрытии 18, в близи стены 16, выполнены вентиляционные отверстия 26, соединяющие части полостей 15 расположенных на разных этажах строения 11. часть полостей 15 перекрываются рамами 27 окон 28. в строении 11 выполнены также вертикальные перекрытия 29, разделяющие его на отдельные пoмeщeния.(фиг.з)

обмоток якоря 34, при этом второй провод пропущен через внутреннюю полость вала 31 , который выполнен в виде трубки с отверстием 33 для вывода провода 7. корпус якоря 34 через подшипники 35 закреплён на корпусе 36 индуктора 37, который может быть выполнен из постоянных

магнитов или обмотки возбуждения, генератора 2 с возможностью совместного вращения с лопастями 5 вокруг своей оси. при выполнении индуктора 37 в виде обмотки возбуждения, к нему подводятся провода от блока питания, которые в виду их стандартности на чертеже не показаны. (фиг.7)

возможно выполнения и самих лопастей 5 в виде нагревателя, в этом случае они выполняются из токопроводящего материала, а материал элемента на котором они установлены, например приклеены, втулка 4 и вал 31 выполнены из нетокопроводящеrо материала. в остальном, как и в предыдущем случае начало витка винтовой лопасти и её конец соединены с выходом якоря генератора 2. если вал 31 выполнен из достаточно тонкого материала, то и он может быть выполнен из токопроводящего материала, а начало и конец его электропроводами связаны с выходом генератора 2, а втулка 4, на которой вал 31 закреплён может быть выполнена из изолирующего материала. и наконец, втулка 4 может быть выполнена из токопроводящего материала и к ней подведён один из проводов 6, и соединена с валом 3 через изолятор. может быть и весь лопастной ротор выполнен из токопроводящего материала, включая втулку 4, а один из проводов 6 закреплён на определённой точке корпкса генератора 2, например на верхней части корпуса якоря 34, а другой провод 6 соединён через провод 7 с противоположным окончанием лопостного ротора. таким образом в общем можно сказать, что по меньшей мере часть лопостного ротора энергосистемы, например его лопасти, выполнены в виде электронагревателя, окончания которого электрически связаны с выходом генератора 2. (фиг.10)

при выполнении лопастей из токопроводящего материала нагревательная фольга 32 может быть установлена на ней, через изоляци-

онные полосы 38, которые могут быть приклеены к ней с обоих сто- poн(фиг.δ)

в целях увеличения естественной тяги короб 14, кторый может быть установлен в шалаше 39 или яранге, может быть соединён с гибким рукавом _. 40, верхний конец которого стропами 41 закреплён на воздушном шаре 42.(фиг.9)

на фиг.6 и фиг.7 показана одна винтовая лопасть 5. поэтому для работы заявленного устройства достаточно по меньшей мере одной лопасти 5.

в целом энергосистему можно назвать вентиляционной установкой так, как понятия воздуховод и вентилятор выполненный в виде лопастей механически связанных с валом 3 электрического генератора 3 относятся к вентиляционным системам. поэтому лопасти 5 связанные с генератором 2 могут быть установлены в воздуховоде любой вентиляционной системе, например в приточной вентиляции.

под лопастями 5 подразумевается достаточно широкое понятие, например в место них может использоваться вентиляционное колесо с лопатками, и другие элементы лопастного воздушного привода, который начинает вращаться от потока воздуха, включая чашечные лопасти, кроме того лопасти 5 с втулкой 4 и валом 31 можно назвать лопастным ротором, это выражение и будет использоваться в формуле, при этом воздуховодов в котором он установлен и самих роторов, генераторов 2 и электронагревателей 8, может быть несколько в энергосистеме, но для её работы достаточно по меньшей мере одного воздуховода с установленным в нём по меньшей мере одним лопастным ротором механически связанным с по меньшей мере одним валом 3 по меньшей мере одного генератора 2, электрический выход которого связан с по меньшей мере одним электронагревателем 8.

выходное отверстие 19 может не выходить из строения 11, а располагаться в его верхней части, например на чердаке.

под выходом генератора 2 подразумевается окончания обмоток его якоря 34 связанные с выводными проводами 6.

воздуховод 14 может быть выполнен значительной высоты и содержать централизованную часть, с ответвлениями к различным строениям.

электрический нагреватель 8 может быть установлен в не воздуховода 14, и быть выполнен в виде электропроводящих полов, электропроводящих cтeнoк.или потолков, а также в виде электрокалориферов или электрорадиаторов 43. в этом случае воздуховод 14 может располагаться в не помещений строения 11.(фиг.11)

энергоустановка работает следующим образом, под влиянием ее- тественной тяги, обусловленной разностью высот между входом энергосистемы, которым является воздухозаборное устройство 12 или отверстие 25, и её выходом, которым является отверстие 19, воздушная масса двигаясь по воздуховоду 14 начинает вращать лопостной ротор, т.е. лопасти 5, механически связанные с валом 3 генератора 2, который начинает генерировать электрическую энергию, передовая её через выводные провода 6 и провода 7 нагрузке, т.е. электронагреватею, который нагреваясь передаёт своё тепло проходящему через него воздуху. подогретый воздух проходя через воздуховоды 14, например между стен строения 11 и отверстия 26, или в коробе расположенном в не стены помещения прогреывает и само помещение. если электронагреватель расположен на самих лопастях 5 или сами лопасти выполнены электронагревателем, то этот прогрев происходит более интенсивным, и кпд энергосистемы увеличиватся. если лопостной ротор энего- системы установлен в системе принудительной вентиляции, например в её коробе или в воздухозаборном устройстве, то он начинает враща-

ться от потока воздуха создаваемого её вентилятором. наконец лопо- стной ротор с лопастями 5, может быть установлен и в форточке, или другом проёме строения. рукав 40, в виду его значительной высоты, увеличивает тягу воздуха в воздуховоде 14, это делает возможным применение энергосистемы в полевых условиях.

при располажении электронагревателей 8 в не воздуховода 14, электрическая энергия вырабатываемая генератором 2 передаётся по проводам 7 нагревателям 8, например электрорадиаторам 43 установленных в помещениях строения 11.

дополнительные материалы:

фиг.12 - пример выполнения воздуховода.

фиг.13 - пример выполнения воздуховода.

фиг.14 - пример выполнения воздуховода.

фиr.15 - пример выполнения участка воздуховода.

воздуховод 14 может быть выполнен в виде замкнутого канала, который можно разделить например на отдельные части: прямой канал 44, в котором установлен генератор 2 электрической энергии механически связанный с лопастями 5, и, например, электронагреватель 8, при этом электронагреватель 8 может быть совмещён с лопастями 5 или сами лопасти 5 выполнены в виде электронагревателя, как это было указано в предыдущих примерах, верхний канал 45, который может быть выполнен в виде коллектора с подведёнными к нему прямыми каналами 44, обратный канал 46, при этом обратный канал может располагаться в не строения 11, нижний канал 47, в котором могут быть установлены генератор 2 электрической энергии и лопасти 5, а также в нём выполнен обвадной канал 48 с заслонкой 49 установленной в нём, и между точками соединения обводного канала 48 р нижним каналом 47, в последнем может быть установлено нагнетательное устройство 50, например вентилятор или компрессор. прямой канал 44, верхний канал 45, обратный канал 46, нижний канал 47, обводной канал 48 образуют замкнутый канал, который является воздуховодом, например воздуховодом 14. (фиг.12)

верхний канал 45 может быть выполнен с определённым наклоном, например, под острым углом к вертикале и соединённым с выводной частью воздуховода 14, и через неё связанным с атмосферой, в этой выводной части установлена заслонка 49, с этой же частью связан и обратный канал 46, а в нижней части прямого канала 44 выполнено отверстие 25 с заслонкой 49, для его пepeкpытия.(фиг.13)

может быть выполнено несколько прямых каналов 44 соединённых между собой, например под определённым углом, в начале и конце, при этом начальное соединение этих каналов связано с нижним каналом 47, а верхнее их соединение связано с верхним каналом 45.(фиг.14)

в прямом канале 44 может быть установлен по меньшей мере один электрорадиатор 43, источник тепла которого, например, расположен в не канала 44 или 47.(фиг.15)

воздуховодов выполненных в виде замкнутого канала может быть выполнено несколько в объёме строения 11, поэтому к их количеству подходит выражение по меньшей мере один замкнутый канал воздухо- . вода 14.

в прямом канале 44 может быть установлен не только нагреватель, например электронагреватель 8 или электрорадиатор 43, но и охладитель, например кондиционер, например в летний период, вызывающий также циркуляцию воздуха в замкнутом канале. поэтому как нагреватель, так и охладитель, в общем можно назвать теплообменником, при этом их может быть несколько, и к ним также подходит выражение по меньшей мере один теплообменник установленный в замкнутом канале воздуховода 14, источник носителя тепла или холода может находится в не этого воздуховода.

в данном примере энергосистема работает следующим образом:

учитывая, что в нижней части строения 11 температура воздуха несколько выше, чем в его верхней части, то, естественно, более тёплый воздух с нижней части прямого канала 44 начнёт перемещаться в верх, начиная вращать лопасти 5, которые воздействуя на генератор 2 электрической энергии возбуждают в нём эдс, которая создаёт электрический ток в цепи якорь-электронагреватель, электронагреватель 8 начинает прогревать воздух в нижней части прямого канала ещё боль-

ше ускоряя скорость потока воздуха. поднимаясь в верх вυjдул и _^K ч, ходит в верхний канал 45, там охлаждаясь, он поступает в обратный канал 46, проходя который он проходит через нижний канал 47 в нижнюю часть прямого канала 44. таким образом осуществляется циркуляция воздуха по замкнутому каналу воздуховода 14, прогревая тёплым воздухом различные части строения 11 так, как его прямой канал с тёплым воздухом находится в пределах объёма этого стоения.

для того, чтобы ускорить циркуляцию воздуха по замкнутому каналу воздухопровода 14, можно применить нагнетательное устройство 50, которое нагнетает воздух в прямой канал 44, при закрытой заслонке 49 в обводном канале 48, ускоряя вращение лопастей 5 и повышая тем самым температуру нагревателя 8. далее процесс циркуляции воздуха совпадает с предыдущим примером. после набора процесса циркуляции воздуха определённой мощности, нагнетательное устройство 50 может быть отключено, и открыта заслонка 49 в обводном канале открывается, и процесс циркуляциивоздуха по замкнутому каналу воздухопровода 14 продолжается естественным путём, как и в первоначальном варианте.

для этой же цели может использоваться выводная часть воздуховода 14 при открытой заслонке 49. в этом случае за счёт естественной тяги в первоначальный момент воздух из отверстие 25 при открытой заслонке 49 поступает в прямой канал вращая лопасти 5 разогревает нагреватель, например установленный на этих лопастях, и выходит через выводную часть воздухопровода 14 в этмосферу. при наборе достаточной мощности циркуляции воздуха в замкнутом канале воздуховода 14, заслонки 49 в выдном части воздуховода 14 и отверстия 25 закрываются, и процесс церкуляции проходит естественным путём, как и в первом варианте.

в замнутом канале воздуховода 44 может отсутствовать генератор 2 электрической энергии и лопасти 5, а в нём установлен лишь по меньшей мере один нагреватель, например электрорадиаτор 43, который расположен в нижней части прямого канала, а его источник тепла находится в не этого канала, но этого достаточно для возникновения циркуляции воздуха при подогретом нагревателе в замкнутом канале воздуховода согласно предыдущим примерам.